四川盆地亚热带常绿阔叶林不同物候期土壤动物对凋落物氮和磷释放的影响

[目的]探讨不同物候期土壤动物对凋落物分解过程中N和P释放特征的影响,以期进一步认识凋落物分解与植物生长间的生态联系.[方法]以四川盆地亚热带常绿阔叶秫典型人工林马尾松和柳杉及次生林香樟和麻栎凋落物为研究对象,采用不同孔径凋落物分解袋排除土壤动物的方法,于2011年11月-2012年10月按照凋落物自然分解过程在不同物候期(秋末落叶期、萌动期、展叶期、叶片成熟期、盛叶期和叶衰期)研究去除和不去除土壤动物条件下凋落物分解过程中N和P的浓度、释放率以及释放速率特征.[结果]在第1年的凋落物分解过程中,N浓度在4种凋落物的分解过程中均表现出升高的趋势,土壤动物提高了叶片成熟期马尾松和香樟凋落物N浓度,但降低了柳杉和麻栎凋落物N浓度;4种凋落物P浓度在分解过程中以叶片成熟期和盛叶期达到最高值,除土壤动物显著影响叶片成熟期香樟P浓度外,对其他3种凋落物分解过程中P浓度无显著影响;土壤动物显著影响凋落物N和P的释放过程,移除土壤动物条件下,4种凋落物N在展叶期表现为释放的过程,此后释放率持续下降,但4种凋落物P在展叶期和叶片成熟期表现为释放,盛叶期表现为富集,至叶衰期又表现为释放的过程;相对而言,允许土壤动物进入条件下,马尾松和香樟凋落物N和P在叶片成熟期表现为明显富集现象,而盛叶期表现为明显释放过程,柳杉和麻栎凋落物N和P却表现为叶片成熟期释放而盛叶期明显富集的过程;经过整个第1年的凋落物分解,土壤动物明显促进了柳杉和麻栎凋落物分解过程N的释放以及马尾松凋落物分解过程中P的释放,但土壤动物抑制马尾松和香樟凋落物分解过程中N的释放,以及香樟、柳杉和麻栎凋落物分解过程中P的释放;相对于其他物候期,秋末落叶期和萌动期土壤动物抑制马尾松和香樟凋落物分解过程中N和P的释放,而在展叶期、叶片成熟期和盛叶期土壤动物促进马尾松、香樟和麻栎凋落物分解过程中N和P的释放.[结论]土壤动物可显著影响四川盆地亚热带常绿阔叶林凋落物分解过程中N和P的释放过程,在植物生长较慢的秋末落叶期、萌动期和展叶期土壤动物对凋落物N和P释放的影响相对较小,而在植物生长大量消耗养分的叶片成熟期和盛叶期,土壤动物对凋落物N和P释放的作用更为明显,这一定程度上表明了土壤动物与植物可能存在竞争关系.     

凋落物分解与细根生长的相互作用

本文综述了细根在凋落物层的觅食行为与策略,细根生长与凋落物数量、质量及分解过程的关系,细根生长与凋落物分解的相互作用机制及影响因素等以期为理解森林生态系统中细根对凋落物分解的作用机制以及凋落物分解对细根生长的影响提供依据。一方面,凋落物的数量和质量影响细根生长,地上凋落物的数量影响细根的觅食行为,并驱动细根在凋落物层的生长动态,凋落物质量的差异也对细根的生长产生影响,不同性质的地上凋落物对细根的生长是促进还是阻碍主要取决于分解过程中所产生的养分以及多酚含量的正平衡或负平衡;另一方面,生长进入凋落物层的细根通过根际激发效应、养分吸收以及共生真菌等作用综合影响凋落物的分解过程,生活的细根对凋落物分解的激发效应主要表现在根系分泌物控制微生物群落的活力及组成,进而加速或抑制凋落物分解;N的有效性是影响凋落物分解的重要因素,处于分解后期的凋落物层中生长的细根,通过吸收凋落物表面矿化形成的大量无机N,避免过量的N对微生物群落及其生境的不利影响;根系的共生伙伴——菌根真菌也对凋落物的分解产生重要影响,这与真菌类型及其分泌的酶和有机酸有关。未来该领域应注重全球变化背景下细根生长对凋落物分解作用机制以及细根的分支结构与其获取凋落物层养分功能的联系等方面的研究。     

凋落物对迷人杜鹃幼苗更新和种子萌发的影响

【目的】“百里杜鹃”是全国唯一以保护杜鹃花科杜鹃属植物为对象的自然保护区,迷人杜鹃是保护区内重要的保护树种。本文采用野外调查和室内控制相结合,阐明凋落物,迷人杜鹃幼苗更新和种子萌发的影响。【方法】野外踏查百里杜鹃林迷人杜鹃群落不同厚度凋落物下幼苗更新情况;采用人工模拟用凋落物厚度和播种位置的试验,探讨凋落物对迷人杜鹃种子萌发和幼苗生长的物理影响;以迷人杜鹃为主的凋落物水浸提液的乙醚相、乙酸乙酯相和正丁醇相溶液浇灌进行迷人杜鹃种子萌发试验,并对三相溶液进行 GC-MS检测,探讨凋落物对迷人杜鹃种子萌发影响的生物化学原因。【结果】自然条件下,过厚的凋落物影响迷人杜鹃幼苗更新,凋落物厚度＜4 cm处,幼苗数量最多,随着凋落物厚度的增加,幼苗数量逐渐减少。盆播试验发现,对照的种子萌发率最高;凋落物上方播种的种子萌发速率和幼苗发生率低于下方播种;随着凋落物厚度的增加,下方播种种子萌发率和幼苗发生率逐渐降低;3种有机相浸提液浇灌种子,均随着浓度的升高种子萌发率降低,尤以乙醚相溶液对种子发芽率和幼苗生长的抑制作用最为显著,在浓度为12 mg·mL －1时,发芽率降低82.98%,苗高降幅为68.75%,且胚根停止生长。因此认为,凋落物具有物理阻碍作用和化感作用,其物理原因：一是过厚的凋落物层的机械障碍导致萌发幼苗难于扎根或生长;二是凋落物层加厚,导致种子萌发所需的光照发生变化,从而影响种子萌发。其化学原因是凋落物水浸提液中存在丰富的化感物质抑制了种子萌发和成苗,其中乙醚萃取相含29种,乙酸乙酯相含有16种,正丁醇相含有4种。【结论】在杜鹃林抚育管理中应合理地清理林下凋落物,以促进迷人杜鹃幼苗的天然更新。     

广西猫儿山水青冈天然林凋落物的持水特性

采用野外调查和室内浸泡法对猫儿山水青冈(Fagus longipetiolata)天然林不同分解层凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行研究。结果表明,未分解层、半分解层和全分解层的干凋落物储量分别为1.02、1.07、2.28 t/hm2。不同分解层凋落物的持水量和吸水速率在整个浸泡试验过程中均表现为全分解层半分解层未分解层;持水率表现为半分解层未分解层全分解层。方程拟合结果表明,不同分解层的凋落物持水量、持水率与浸泡时间呈对数关系;凋落物吸水速率与浸泡时间呈幂指数关系。     

桃儿七凋落物对自身种子萌发及幼苗生理特性的影响

为了研究凋落物对桃儿七种子萌发影响的生物化学原因,阐明凋落物对桃儿七种子萌发与幼苗生长的影响,采用野外调查和室内控制相结合的方法,对桃儿七凋落物浸提液进行GC-MS检测,研究凋落物对桃儿七自身种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明,凋落物提取液对种子萌发和幼苗生长起到一定程度的抑制作用,并且浓度越高抑制作用越明显;当提取液浓度低于0.08g/mL时,种子萌发和幼苗生长过程中各指标与对照均无显著差异(P0.05);提取液浓度高于0.08g/mL时,种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长随提取液浓度的增加急剧降低(P0.05),并且凋落物提取液延长了种子发芽时间;高浓度(0.48g/mL)凋落物提取液致使种子失活。统计检验表明,叶片中丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性与提取液浓度呈显著的线性正相关,叶绿素含量、根系活力(TTC)、保护性酶(POD、SOD、CAT)和非保护性酶(PPO、PAL)活性与提取液浓度呈显著的线性负相关。GC-MS检测凋落物提取液主要为烷烃、环烷烃、苯环和酯类等物质,以烷烃类物质最多,其中甘菊环烃、十二烷和邻苯二甲酸甲酯含量最高,这几种化感物质抑制种子的萌发和幼苗的生理特性。由此可知,凋落物提取液对其种子萌发和幼苗生长存在一定程度的自毒作用。研究结果为野生桃儿七资源的保护提供依据。     

硫酸铝对马尾松种子萌发及幼苗生长的影响

通过浸种,采用培养皿种子发芽实验,研究不同浓度AL2(so4)3,对马尾松种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:在处理浓度范围内,硫酸铝对马尾松种子的发芽率、发芽指数和活力指数无明显影响,但能提高其发芽势和平均发芽速;当Al2(S04)3浓度为3000 mg·L-1时,提高了马尾松种子淀粉酶活性,并能延缓淀粉酶开始降低的时间.     

鼎湖山3种不同演替阶段森林凋落物的持水特性

研究鼎湖山自然保护区内处于演替前期的马尾松针叶林(PF)、处于演替中期的马尾松针阔混交林(MF)和处于演替顶极阶段的季风常绿阔叶林(M EBF)3种群落的凋落物及其不同分解层的现存量、持水量、持水速率和持水率.结果表明:凋落物现存量表现为PF(21.96 t·hm-2)＞MF(14.59 t·hm-2)＞MEBF(10.40 t·hm-2),顶极群落MEBF凋落物现存量最小;3种群落凋落物最大持水量为13.68 ～ 50.10 t·hm-2,持水深表现为PF(5.0mm)＞MF(2.8 mm)＞MEBF(1.4 mm);PF凋落物已分解层持水量占凋落物持水总量比重大(44.3％),而MEBF已分解层的贡献仅为16.7％;凋落物及其各分解层的持水量均随浸水时间呈对数关系增加,其截持水过程主要发生在0.5～2 h内,0.5h内平均持水速率表现为PF(4.35 mm·h-1) ＞MF(2.22 mm·h-1) ＞MEBF(1.19 mm·h-1),均随浸水时间的增加按幂函数方程降低;凋落物最大持水率表现为PF(306.3％)＞MF(289.0％)＞MEBF(239.3％),且伴随PF→MF→MEBF的演替,半分解层及已分解层凋落物的持水率即持水能力明显降低;演替早期PF凋落物具有较高的降水截留能力,尤其是其凋落物的已分解层,而后期MEBF凋落物未分解层对整体截留能力贡献大.     

滇中亚高山森林林下植被和凋落物生态化学计量特征

[目的 ]了解磨盘山区域森林生态系统典型林分林下植被层和凋落物层各组分的C、N、P化学计量比格局,探究物种与器官对林下植被层和凋落物层C、N、P化学计量特征的影响,以期为森林生态系统养分再分配提供理论参考。[方法 ]选取滇中亚高山5种典型森林为研究对象,通过野外采集不同森林林下植被和凋落物样品,对其林下植被层各器官和凋落物层各组分C、N、P生态化学计量特征进行研究。[结果 ]5种林分的林下植被层(灌木叶、茎和根,草本地上和地下部分)和凋落物层(未分解层、半分解层、完全分解层)的C含量变幅分别为410.17～561.08、81.47～625.80 mg·g~(-1),N含量分别为3.07～15.89、9.87～17.50 mg·g~(-1),P含量分别为0.35～0.90、0.37～0.93 mg·g~(-1)。灌木层C、N、P含量除云南松林外均表现为叶根茎,草本层的C、P表现为地下部分地上部分,N含量则相反;凋落物层N、P含量表现为完全分解层半分解层未分解层,C含量与之相反。[结论 ]滇中亚高山典型森林中5种林分林下植被层生长比较缓慢,受到N和P的同时限制;凋落物分解速率偏慢,养分循环能力较低。因此,在森林抚育措施中,可考虑适当保护林下植被,提高土壤肥力,维持其长期稳定生产力。     

马尾松种子活化技术研究

用马尾松种子进行聚乙二醇６０００（ＰＥＧ）渗透调节活化处理,试图提高种子活力,使种子萌发多而快、幼苗生长健壮。研究结果表明,用一定的时间和适当浓度的ＰＥＧ处理马尾松种子,能明显提高种子的活力。     

木荷和鹅掌楸萃取物及其活性铝溶液对马尾松种子发芽的影响

为了研究生化物质对马尾松种子发芽的影响,选择木荷和鹅掌楸的叶和枝作为试验材料,采取CO2萃取法,研究4种不同浓度萃取物等试验条件对马尾松发芽率、发芽势、芽苗的胚根长、胚轴长、鲜重、干重的影响,结果表明:用萃取的4种生化物质的纯溶液和加入少量活性铝溶液(浓度分别为:100、300、500 mg/kg)处理马尾松种子时,马尾松种子的发芽指标均表现低促高抑的现象,其中100 mg/kg的溶液有明显的促进作用,而500 mg/kg的溶液有明显的抑制作用。萃取物溶液中含有低浓度的铝离子能在一定程度上缓和纯生化物质的毒性作用,使生化物质表现出积极的一面。单纯铝离子对于马尾松种子发芽有一定的抑制作用。     

氮添加对马尾松人工林凋落物分解的影响

为了阐明氮添加对亚热带森林凋落物分解的影响,运用凋落物网袋分解法,在湖南省森林植物园内以马尾松人工林为研究对象进行氮添加实验,研究CK (0 g N·m-2·yr-1)、LN (5 g N·m-2·yr-1)、MN (15 g N·m-2·yr-1)和HN (30 g N·m-2·yr-1)4个氮添加水平对马尾松林凋落物分解过程的影响。结果表明:1)一年的分解时间内,凋落物干质量的损失率在29%～52%之间,并且凋落枝比凋落叶分解更快;2)分解12个月后,CK、LN、MN、HN处理马尾松凋落枝的残留率均在60%以下,并且LN、MN和HN处理的干质量残留率分别是对照处理(CK)的1.07、1.10和1.13倍;3)分解12个月后,CK、LN、MN、HN处理马尾松凋落叶的残留率均在60%以上,并且对照处理(CK)的凋落叶干质量残留率是LN、MN和HN处理的1.02倍;4)氮添加促进了凋落枝中的C元素和凋落叶中N元素的释放,并且随着氮浓度的增加促进作用有所增强,而对K、Ca、Mg元素含量的影响不显著。氮添加对凋落枝的分解有一定的抑制作用,随着氮浓度的升高,抑制作用也随之增强,而对凋落物叶的分解有一定的促进作用。总体而言,氮添加对马尾松凋落物枝和叶的分解有不同的影响且与凋落物的初始元素含量有关。     

千岛湖生态公益林主要树种凋落物分解及碳素动态变化研究

采用分解袋法,对千岛湖生态公益林主要树种木荷Schima superba,青冈Cyclobalanopsis glauca,马尾松Pinus massoniana和杉木Cunninghamia lanceolata凋落物的分解速率和碳元素变化动态进行了研究。结果表明,凋落物的分解速率顺序为青冈﹥木荷﹥马尾松﹥杉木,凋落物95%分解时间集中在5.99～7.49 a。木荷和马尾松凋落物分解特性为先快后慢,青冈整体分解速率较快,且出现了3个快速分解期,杉木凋落物在整个试验过程中分解速率变化不大。4个树种凋落物的碳元素剩余率整体均呈下降趋势,但是木荷、青冈和马尾松的碳元素均存在释放停滞期,导致碳元素含量呈现"W"型变化,而杉木碳元素含量没有明显的释放停滞期,碳元素含量阶梯式下降。表明木荷、青冈和马尾松的碳素分解可能为淋溶-富集-释放模式,杉木碳元素分解可能为淋溶-释放模式。     

湖南会同不同林分类型杉木人工林凋落物水文效应

[目的]以我国亚热带不同林分类型杉木人工林为研究对象,分析比较其凋落物层生态水文效应的差异,为杉木人工林林下生态管理和生态系统服务评估提供科学依据.[方法]采用野外调查和室内浸提试验相结合的方法,对湖南会同3种不同类型杉木人工林(杉木纯林、杉木-樟树混交林、杉木-桤木混交林)的各分解层凋落物储量、吸持水特性以及有效拦蓄...     

菌根化马尾松苗木根际土壤浸提物有效成份及其对种子萌发的影响

【目的】对比分析接种外生菌根真菌对马尾松苗木根际土壤浸提物种类及其含量的影响,阐明根际土壤浸提物对马尾松种子萌发的影响,为菌根化育苗及马尾松天然更新研究提供科学依据和理论指导。【方法】以接种和未接种外生菌根真菌的1年生马尾松苗木为研究对象,采用乙醇和甲醇两种浸提剂分别萃取分离接种和不接种苗木根际土壤,气相色谱-质谱(GC-MS)进行物质鉴定,研究不同马尾松苗木根际土壤浸提物化学成分和含量的差异,再运用生物测定方法研究浸提物对马尾松种子的化感效应。【结果】采用乙醇浸提,接种Sl12和Sl13菌株苗木根际土壤浸提物中物质种类分别比非菌根化苗木多22和23种,其中酸类是数量最多且比例较大的一类化合物,两种接种苗木酸类所占比例分别为51.20%和48.80%,非接种苗木酸类所示比例为34.17%;采用甲醇浸提,未接种苗木根际土壤浸提物中物质种类23种,两种接种苗木物质种类分别为34和32种,其中酸类、酯类相对含量较大,两种接种苗木酸类所占比例分别为39.06%和34.86%,酯类分别为32.01%和38.91%,非接种苗木酸类所示比例为33.96%,酯类所示比例为39.59%;菌根化苗木根际土壤乙醇、甲醇浸提物均能检测出棕榈酸、硬脂酸、2,4-二叔丁基苯酚;非菌根化苗木只能检测出棕榈酸;菌根化苗木根际土壤乙醇浸提物对马尾松种子的发芽率、发芽势、活力指数、胚根长、胚轴长具有一定的抑制作用,化感效应指数为负值。【结论】接种外生菌根真菌影响苗木根际土壤中分泌物的化学组成成分,增加分泌物的种类和数量;3种苗木根际土壤浸提物对种子的萌发具有一定抑制作用。     

长白山针阔混交林凋落物-土壤生态化学计量特征

[目的]研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。[方法]以长白山北坡4块面积1 hm²的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象,采集0～20、20～40 cm土样,收集半分解层(F层)和完全分解层(H层)凋落物,测定凋落物碳、氮、磷与土壤pH、有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾,并计算凋落物现存量及凋落物-土壤化学计量比。采用相关性分析和冗余分析等方法研究云冷杉-阔叶混交林凋落物特征与土壤养分及化学计量比的关系。[结果]凋落物现存量与0～20 cm土壤碳氮比呈极显著正相关(P <0.01)。凋落物碳、碳磷比和氮磷比均随凋落物分解程度加深显著降低(P <0.05)。冗余分析结果表明,F层凋落物现存量与F层凋落物碳、碳磷比和H层凋落物磷具有较强的正效应。凋落物与土壤养分化学计量比均表现为碳磷比>碳氮比>氮磷比。[结论]完全分解层凋落物氮是影响云冷杉-阔叶混交林0～20 cm土壤pH、有机质、全磷、速效钾和土壤碳磷比的关键因子;凋落物氮为20～4...     

燕山山地不同林龄华北落叶松叶凋落物浸提液对其种子萌发和幼苗生长的自毒作用

以燕山山地华北落叶松人工林为研究对象,从不同林龄(16a、23a、34a、42a)、不同浓度(0.001g/mL、0.005g/mL、0.010g/mL、0.050g/mL、0.100g/mL)等方面研究了叶凋落物对落叶松种子萌发和幼苗生长的自毒作用。结果表明:不同林龄、不同浓度华北落叶松叶凋落物水浸液处理均抑制华北落叶松种子的萌发和幼苗的生长,不同浓度的发芽率、发芽指数、胚根长、胚芽长、苗高及地径的抑制作用均呈现:42a34a23a16a,随着浓度增加,不同林龄凋落物水浸液的抑制作用增强;不同林龄落叶松水浸液对种子萌发和幼苗生长具有不同程度的抑制作用,以0.100g/mL的42a落叶松凋落物水浸液抑制作用最强,发芽率和发芽指数分别降低64%和68%,胚根和胚芽长分别降低54%和45%,苗高和地径分别降低55%和78%。     

马尾松林下植被和凋落物的碳氮磷化学计量特征

为探明桂南地区马尾松人工林生态系统中碳(C)、氮(N)、磷(P)元素在林下植被和凋落物中的分配格局及化学计量特征,分析林龄和器官对其影响,以广西国有派阳山林场5、13、23、30、40、60年生马尾松人工林为研究对象,通过野外采集不同林龄马尾松林下植被层和凋落物层样品,对其各组分C、N、P化学计量特征进行研究。灌木层C、N、P含量分别为436.13、6.87、0.55 g·kg^-1,草本层分别为421.64、6.09、0.59 g·kg^-1,凋落物层分别为406.81、6.23、0.75 g·kg^-1。C、N含量在灌木层中各林龄均表现为叶>枝>根,在草本层中各林龄均表现为地上部分>地下部分;凋落物未分解层C含量在各林龄均显著高于半分解层(P<0.05)。整体而言,桂南地区马尾松人工林林下植被层C、N、P含量偏低,凋落物层则表现出C、N含量低、P含量高的格局。灌木层和草本层叶的N/P平均值均小于14,表明该区域林下植被均受N限制,可在森林抚育措施中追施N肥,同时也可引入固N植物来提高土壤肥力。     

土壤温度和水分含量对三峡库区马尾松林凋落物叶分解的影响

采用凋落物袋法研究土壤温度和水分含量对不同立地条件下马尾松林凋落物叶分解的影响.结果表明:分解540天后,20,30和46年生林分凋落物叶干质量剩余率分别为63.57％,59.80％和65.50％,30年生林分与20,46年生林分差异显著;凋落物叶分解速率与土壤温度呈极显著二次函数关系(P＜0.01),与土壤水分含量呈线性关系但相关性不显著(P＞0.05),凋落物叶分解速率与土壤水分含量/土壤温度比值呈极显著三次函数关系(P＜0.01);20,30和46年生林分土壤水分含量/土壤温度比值分别为0.91 ～ 14.99,0.49 ～4.57和0.63～11.25,且马尾松林土壤水分含量/土壤温度比值为0～4.0时凋落物叶分解相对较快,4.0～12.0时分解相对较慢.     

闽南山地马尾松-闽粤栲混交林与马尾松纯林生物量比较研究

对马尾松-闽粤栲混交林与马尾松纯林的生物量进行了测定,并将两种林分的乔木层、灌木层、草本层和凋落物层的生物量进行了对比,结果表明:马尾松-闽粤栲混交林与同龄的马尾松纯林相比,无论乔木层、灌木层、草本层还是凋落物层的生物量均大于马尾松纯林,马尾松-闽粤栲混交林总生物量大于马尾松纯林。说明马尾松与闽粤栲混交提高了林分生长量,促进了马尾松生长,提高了林分生物多样性和改善了土壤肥力。马尾松与闽粤栲混交是马尾松经营中一种较合适的模式。     

林窗与凋落物对人工云杉林早期更新的影响

为阐明林窗和凋落物对云杉人工林更新的作用,在川西米亚罗人工云杉林制造林窗(40m2)。通过对林窗环境因子进行动态监测,并跟踪调查天然下种、人工播种和去凋落物播种3种方式的云杉种子萌发和幼苗存活情况,以及进行云杉凋落物水浸液对其种子萌发及根、茎生长影响的室内观察,对林窗与凋落物对云杉种子萌发和幼苗存活的影响进行研究。结果表明:林窗环境具有异质性;林窗位置以及播种方式对种子萌发和幼苗存活都有影响,天然下种(2.75株·m-2)和去凋落物播种(21.25株·m-2)均在林窗中心幼苗萌发数量最多,人工播种(10.75株·m-2)在林窗边缘种子萌发数量多;靠近林窗中心位置幼苗死亡率略低;3种播种方式以天然下种种子萌发数量最少,去凋落物播种最多。云杉凋落物水浸液对其种子萌发和幼苗生长均有显著抑制作用,对根和茎生长的抑制率分别是68.62%和66.39%。初步认为,林窗有利于森林更新;可采取人工播种措施促进更新;凋落物对云杉人工林更新产生不利影响。