模拟酸雨与凋落物对柳杉幼苗根际土壤酶活性的影响

为了探讨酸雨和凋落物对柳杉Cryptomeria fortunei林地土壤酶活性的影响,以柳杉幼苗根际土壤为材料,采用酸雨(pH 4.0),凋落物(500 g·m-2)和酸雨与凋落物复合等3种处理,测定了短时间(30 d)和长时间(90 d)处理后土壤氧化还原酶和水解酶活性的变化。结果表明:酸雨和凋落物处理对土壤氧化还原酶活性具有不同的影响,酸雨对土壤硝酸还原酶活性无显著影响,凋落物极显著地提高其酶活性,复合处理极显著地降低其酶活性(P<0.01);3种处理均显著提高了土壤多酚氧化酶活性(P<0.05);复合处理对土壤过氧化物酶活性无显著影响,短时间酸雨和凋落物处理均对其具有抑制作用,长时间处理具有促进作用(P<0.05);凋落物处理对土壤过氧化氢酶活性表现为抑制作用,复合处理对其具有极显著促进作用(P<0.01)。在水解酶中,短时间3种处理和长时间复合处理均对土壤脲酶活性具有极显著促进作用(P<0.01);酸雨、长时间凋落物和复合处理对土壤酸性磷酸酶活性具有显著地抑制作用(P<0.05);酸雨和凋落物处理以及长时间复合处理均使土壤蛋白酶活性降低(P<0.05);长时间酸雨处理对土壤蔗糖酶活性具有显著抑制作用,复合处理和短时间凋落物处理具有促进作用(P<0.05)。酸雨和凋落物复合处理柳杉幼苗根际土壤,显著改变了两者对土壤酶活性的影响,说明酸雨和林地凋落物长时间并存,能够缓解两者对除土壤蛋白酶外其他土壤酶活性的不利影响,有助于改善土壤条件。     

酸雨与凋落物复合作用对柳杉种子萌发与幼苗生长的影响

采用培养皿法研究了不同pH值模拟酸雨、柳杉Cryptomeria fortunei凋落物水浸提液和酸雨浸提液对柳杉种子萌发和幼苗生长的影响,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对柳杉凋落物水浸提液和酸雨浸提液的化学成分进行了分析。结果表明:①酸雨和凋落物水浸提液处理均降低柳杉种子发芽率和发芽势,凋落物酸雨浸提液处理柳杉种子发芽率和发芽势与对照差异显著(P0.05),说明酸雨增强了凋落物对柳杉种子萌发的抑制作用。②酸雨处理抑制柳杉幼苗根生长和根芽比,而pH 3.0处理芽生长和生物量则显著减小(P0.05);50 g·L-1凋落物水浸提液处理对柳杉幼苗芽和根的生长,以及生物量和根芽比具有显著的抑制作用(P0.05),凋落物酸雨浸提液处理抑制作用呈极显著差异(P0.01)。③GC-MS分析显示,柳杉凋落物水浸提液和酸雨浸提液的主要成分是醇类、酚类、烷烯类和酯类等化合物,占总量的86.1%,凋落物酸雨浸提液中鉴定出新的化合物包括4种酮类化合物和2个醇类,占总量的2.6%。图4表1参30     

酸雨与凋落物复合作用对柳杉叶片色素和反射光谱的影响

采用盆栽3年生柳杉Cryptomeria fortunei幼苗研究了酸雨(pH 4.0,Tr1),柳杉凋落物(60 g,Tr2)以及酸雨和柳杉凋落物复合作用(Tr3)对其叶片色素质量分数和反射光谱的影响,并对柳杉叶片色素质量分数与光谱反射率、一阶微分光谱和反射光谱参数的相关性进行了分析。结果表明:①Tr1,Tr2和Tr3处理下,柳杉叶片叶绿素a质量分数比对照分别降低了11.6%,26.1%和39.1%,说明酸雨增强了凋落物化感作用对柳杉叶绿素a质量分数的抑制作用,加快了其降解速度。②Tr1和Tr2处理均显著减小了光谱参数反射率倒数、改良的归一化差值指数和反射光谱比值指数a等(P<0.05)。Tr3处理的柳杉反射光谱参数均对照有极显著差异(P<0.01)。③叶绿素质量分数与柳杉反射和一阶微分光谱呈极显著相关(P<0.01),可见光和近红外区域是酸雨与凋落物复合作用下柳杉幼苗反射光谱和微分光谱的敏感区域。④反射率倒数、归一化差值指数和蓝边位置等11个反射光谱参数与叶绿素a,叶绿素b质量分数和叶绿素a/b之间的相关性达到显著水平(P<0.05),其中反射率倒数、蓝边幅值、蓝边面积、黄边幅值、黄边面积、红边幅值和红边面积与柳杉叶绿素a,叶绿素b质量分数和叶绿素a/b之间的相关性高于或接近0.8,说明酸雨与凋落物作用下柳杉幼苗反射光谱特征及其参数可用来估算叶绿素质量分数,并为利用反射光谱监测柳杉胁迫提供了可能。     

森林凋落物分解过程对土壤微生物影响研究综述

总结前人研究成果,选取了目前针对凋落物分解研究相对较多的几个方向进行总结,围绕凋落物组成、外源氮添加、季节和温度变化等常见因素在凋落物分解过程中对微生物群落的影响进行了比较分析,为未来进一步深入研究凋落物分解过程与土壤微生物互作关系提供理论依据。     

茂兰喀斯特原生乔木林凋落物对土壤养分的贡献

通过对茂兰国家级自然保护区内原生乔木林样地进行连续20个月的无凋落物输入和有凋落物输入两种对比处理,结果显示,各土层土壤C的含量在1.3-4.96%,土壤N的含量在0.12-0.52%,各土层K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Na 等元素的年均含量分别在0.32-0.43%、0.40-1.00%、0.67-0.81%、3.90-5.42%、0.16-0.29%、0.04-0.06%、0.07-0.19%,各土层元素平均含量大小为Fe﹥Mg﹥Ca﹥K﹥Mn﹥Na﹥Zn,属于Ca﹥K型。有凋落物覆盖0-10cm土层C、N、K、Ca、Mg、Zn含量均明显高于无凋落物覆盖对应土层,凋落物是土壤C、N、K、Ca、Mg、Zn的重要来源,表层土壤受凋落物层的影响较强烈。     

木荷叶凋落物的分解及养分动态分析

采用网袋法研究木荷Schima superba叶凋落物分解及其养分动态。结果表明：木荷叶凋落物分解1 a后质量损失率为41.5%,分解率为0.001 6 d^-1,完成50%分解以及完成95%分解所需的时间分别为1.36和5.47 a。分解过程中,氮存在一定的富集现象,磷处于波动的富集状态,钾呈现单调下降的变化趋势,而碳氮比和碳质量分数都是前期少量上升而后期下降。各营养元素的年释放率大小顺序依次为钾（81.3%）〉碳（54.8%）〉氮（35.7%）〉磷（28.6%）。     

重庆酸雨区马尾松林凋落物特征及对干旱胁迫的响应

气候变化导致干旱等极端气象事件增多,这将和酸雨等环境胁迫一起影响森林健康.在重庆铁山坪于2010年监测了酸雨区受害马尾松林的凋落物数量和组分特征及其对土壤水分的响应.结果表明:马尾松林月凋落物量呈“双峰”模式,第1高峰出现在8-9月份伏旱期,第2高峰出现在冬季休眠的12月份;枯死针叶占年凋落物总量的48.42％,凋落物组分比例为针叶＞树枝＞阔叶＞有机碎屑＞树皮及球果;除阔叶凋落物外,其它组分凋落物在伏旱期均明显增加,与土壤湿度显著负相关,特别是30-40 cm和40-50 cm土层;此外,马尾松林凋落物量还与表征气象干旱的气象指标显著相关.和健康森林相比,酸雨区受害林木的细根数量变少和分布变浅导致马尾松林针叶的年形成量与凋落量减少,但枝凋落量及其占总凋落量的比例增大;凋落发生对于旱胁迫更加敏感,年凋落物量的时间分布更集中在伏旱期;酸雨和干旱的双重胁迫将进一步恶化研究地区的森林健康状况.     

施肥和凋落物添加对杉木人工林土壤养分和土壤微生物特性的影响

为解决杉木人工林土壤质量下降、地力衰退问题,以赣中南杉木人工林为研究对象,采用分解袋法,设置不同施肥处理与树种凋落物组合添加处理,研究其对土壤养分与土壤微生物特性的影响.结果显示,与不施肥对照处理相比,施用氮磷混合肥后杉木林土壤碱解氮和速效磷含量分别增加了10.7％和36.7％,且显著高于施加单一肥料处理.与不添加凋落...     

凋落物分解过程中土壤微生物群落的变化

生态系统中凋落物分解是实现营养物质循环及碳循环的一个关键过程,而凋落物分解会受到多种因素的共同作用。基于此,对凋落物分解过程中土壤微生物群落的变化进行分析与研究。     

柳杉凋落物自毒作用研究

采用种子萌发法对浙江天目山柳杉Cryptomeria fortunei凋落物的自毒作用进行了研究,以探究这种凋落物的自毒作用对柳杉天然更新障碍的影响。结果表明,柳杉凋落物及其表层土壤浸提液在质量体积比为1 ∶ 10时,对柳杉种子萌发具有抑制作用。随着浸提液比例的降低（1 ∶ 100）,抑制作用减弱,甚至消失（1 ∶ 250）。自毒作用强度为未分解凋落物＞半分解凋落物＞表层土壤。而且未分解凋落物浸提液的化感作用强度随着样品含水率的增大而增强。通过高效液相色谱仪测定发现,柳杉凋落物和表层土壤中均含有酚酸类化感物质阿魏酸、肉桂酸和对羟基苯甲酸,而且未分解凋落物中的这3种物质的含量均是最高的。综合推测,这3种化感物质主要来自于未分解的柳杉凋落物。图2表4参22     

柳杉凋落物自毒作用研究

采用种子萌发法对浙江天目山柳杉Cryptomeria fortunei凋落物的自毒作用进行了研究,以探究这种凋落物的自毒作用对柳杉天然更新障碍的影响。结果表明,柳杉凋落物及其表层土壤浸提液在质量体积比为1 ∶ 10时,对柳杉种子萌发具有抑制作用。随着浸提液比例的降低（1 ∶ 100）,抑制作用减弱,甚至消失（1 ∶ 250）。自毒作用强度为未分解凋落物＞半分解凋落物＞表层土壤。而且未分解凋落物浸提液的化感作用强度随着样品含水率的增大而增强。通过高效液相色谱仪测定发现,柳杉凋落物和表层土壤中均含有酚酸类化感物质阿魏酸、肉桂酸和对羟基苯甲酸,而且未分解凋落物中的这3种物质的含量均是最高的。综合推测,这3种化感物质主要来自于未分解的柳杉凋落物。图2表4参22     

加勒比松林地土壤对凋落物的响应

研究了保留凋落物和去除凋落物的加勒比松林的土壤特性,以了解凋落物对加勒比松林土壤的影响.与去除凋落物的加勒比松林相比,保留凋落物的加勒比松林林木平均胸径和平均树高分别增加了27%和12%,土壤的容重、土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度无显著变化.保留凋落物土壤的有机质、全N、全K、水解N含量比去除凋落物的加勒比松林...     

凋落物输入变化对云南松林土壤微生物数量和酶活性的影响

【目的】研究凋落物输入变化对土壤微生物数量和酶活性的影响,为预测全球气候变化和人类活动影响下土壤功能的改变提供科学依据。【方法】2018年1月,在云南玉溪磨盘山森林生态系统国家定位观测研究站选取云南松林作为研究对象,采用凋落物添加和去除试验（detritus input and removal treatments,DIRT）,设置凋落物正常输入（对照,CK）、添加凋落物（DL）、去除凋落物（NL）、去除根系（NR）、无输入（NI）以及去除有机层和淋溶层（O/A-Less）6种不同凋落物处理。2019年3月,按0～10,10～20,20～40和40～60 cm土层分别采集土壤样品,对土壤微生物数量、酶活性和土壤理化性质进行测定与相关性分析。【结果】① 添加凋落物使表层土壤（0～20 cm）细菌、真菌、放线菌数量较对照分别增加了10.74%,8.05%和17.24%,而去除凋落物后表层土壤（0～20 cm）细菌、真菌、放线菌数量较对照则分别减少了10.74%,8.05%和6.90%。② 添加凋落物使土壤过氧化氢酶活性平均提高了12.99%,而添加、去除凋落物处理(DL、NL)和去除地下根系处理（NR、NI）的土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均降低。③ 土壤pH、全碳、全氮、碳磷比和氮磷比与土壤微生物数量和酶活性呈显著相关,而土壤全磷和碳氮比与土壤微生物数量和酶活性大多无显著相关性。【结论】从目前的研究结果来看,添加凋落物对云南松林地土壤微生物数量的增加较其他处理更有利,凋落物不同处理往往会使土壤酶活性降低。     

海南岛滨海木麻黄林凋落物分解及土壤养分动态

通过对海口市桂林洋海岸木麻黄(Casuarina equisetifolia)防护林地表的凋落物进行持续清除处理,与保留凋落物层的对照样地进行比较试验,研究防护林凋落物层的存在与否对土壤养分、木麻黄凋落物的分解速率、凋落物中不同养分元素在分解过程中的释放量的影响,为提高木麻黄林的土壤肥力与持续经营提供科学依据.结果表明:(1)在两种样地中,凋落物的分解速率处理样地[0.402g/(g·a)]低于对照样地[0.548g/(g·a)].经过18个月的分解,N、P、K3种元素的释放率均为处理样地小于对照样地,说明样地中凋落物层的清除对凋落物的分解与元素的释放有一定的减缓作用.(2)处理样地土壤N、P含量的变化较对照样地更平缓,说明在无新鲜凋落物输入的情况下,土壤腐殖层仍然进行着矿质化过程,进行着养分的分解和积累,但不如有凋落物输入时明显.     

接种蚯蚓和添加凋落物对油松人工林土壤养分和微生物量及活性的影响

目的森林凋落物在森林地上和地下养分传输过程中发挥着不可替代的作用, 大型土壤动物蚯蚓可以通过取食、消化、排泄、掘穴等活动影响凋落物的分解, 从而对土壤养分和微生物产生影响。本文研究了凋落物添加和威廉环毛蚓接种对油松人工林土壤pH、有机碳(SOC)、全氮(STN)、微生物生物量碳(SMBC)、微生物熵(qMB)的影响。方法本研究通过室内培养实验设置4种处理:(1)对照(S); (2)添加油松叶凋落物(SP); (3)接种蚯蚓(SE); (4)接种蚯蚓+油松凋落物(SPE)4种处理, 分别在培养后第7、14、21、28、42、56天进行土壤样品取样。结果结果表明:在整个培养期, SE处理下土壤pH均比同期S处理高, 但没有达到显著水平(P>0.05);SPE处理土壤pH均比同期S处理高, 但没有达到显著水平(P>0.05);无论是否添加叶凋落物, 在各个培养期接种蚯蚓都对SOC和STN无显著影响(P>0.05)。到培养结束时, SE处理使SMBC和qMB分别降低了10.8%和10.9%;在各个取样期, SP处理土壤的SMBC和qMB较对照处理有显著提高(P < 0.05), 到培养结束时, SP处理使SMBC和qMB分别升高了52.3%和33.6%;在各个取样期, SPE处理和SP处理土壤的SMBC和qMB差异显著, 到培养结束时, 与SP处理相比, SPE处理使SMBC和qMB分别升高了19.5%和19.3%(P < 0.05)。结论本研究表明, 添加凋落物可以提高土壤有机碳向微生物量碳的转化效率, 且在凋落物中添加蚯蚓可进一步促进这种作用。      

凋落物配比对杉木土壤微生物碳代谢多样性的影响

在4、15和32年生杉木人工林内采用网袋法布设不同配比杉木-火力楠凋落物网袋和空白对照样地,采用Biolog技术分析不同林龄杉木人工林内凋落物配比对表层(0~5 cm)土壤微生物的碳源利用以及土壤微生物碳代谢多样性的影响。结果表明,各林分土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)表现为32 a>15 a>4 a;杉木-火力楠1∶2处理下4年生幼林表层土壤中整体代谢活性最强。3个林分土壤微生物的丰富度(Shannon指数)以及多样性(Simpson指数)差异较小,杉木-火力楠1∶2处理对土壤微生物的均一度(Mc Intosh指数)影响达极显著水平(P=0.001)。3个林分都以碳水化合物、氨基酸以及聚合物作为主要的碳源利用类型,其中4、15和32年生杉木人工林中杉木-火力楠2∶1、纯杉木处理下的土壤微生物对碳源的利用聚为一类,杉木-火力楠1∶2、杉木-火力楠1∶1与纯火力楠处理在15、32年生杉木人工林中聚为一类。     

桂西北细叶云南松天然林凋落物及土壤养分特征

细叶云南松(Pinus yunnanensis var.tenuifolia)是南盘江流域典型的植被类型,它在该流域的水土保持、水源涵养方面扮演重要的角色,然而鲜少有人关注其林下凋落物和土壤养分特征。本研究选择经不同历史干扰后恢复形成的3种树种组成不同的细叶云南松天然次生林为对象,研究其凋落物量、凋落物养分归还量及其与土壤养分含量的相关关系。结果表明,年凋落物生物量为12 462.90～14 273.49kg·hm^-2,其中凋落叶生物量为4 047.17～7 353.23kg·hm^-2,占总量的61.1%～67.0%。凋落物生物量的月动态呈双峰型,最大值出现在4月和11月,最低值出现在9月。凋落物养分归还量以N、Ca和K较高,P较低,各组分养分归还量为针叶(16.13kg·hm^-2)>阔叶(13.20kg·hm^-2)>树枝(4.02kg·hm^-2)>杂物(10.05kg·hm^-2)。不同林分间土壤养分与各组分的营养元素归还量关系密切,其中与针叶养分归还量呈负相关,与阔叶、枝和杂物呈正相关。     

模拟酸雨及降水量对木荷、马尾松叶凋落物分解的影响

在室内条件下,将木荷和马尾松叶凋落物置于不同水量、pH条件下进行模拟分解试验,研究酸雨pH及降水量对2种叶凋落物分解的影响.结果表明:(1)每月向20 g木荷叶凋落物添加200 mL以上的水分,即降水量达到200 mL以上时,能极显著提高其分解速率,在一定范围内,水分越充足其分解越快;每月向20 g马尾松叶凋落物添加50 mL水分,即降水量达到50 mL时,能极显著提高其分解速率,但分解速率并不总随水分的增多而加快,每月添加200 mL水分,即降水量达到200 mL以上时甚至会抑制其分解.(2)除pH=6.0处理的木荷叶凋落物分解速率显著快于pH=2.5处理外,其他处理间的差异不大,即酸雨pH的大小对其分解速率影响不明显;不同pH处理间马尾松叶凋落物分解速率的差异较大,各处理凋落物分解速率的大小为:pH=3.5处理>pH=6.0处理>pH=2.5处理>pH=3.0处理>pH=4.5处理>CK,即酸雨pH为3.5时最有利于马尾松叶凋落物的分解,pH为4.5或3.0时会在一定程度上抑制其分解.     

不同杉木林分凋落物对酸雨的缓冲作用

[目的]探究不同杉木林分凋落物对酸雨的缓冲作用。[方法]将4种林分(天然常绿阔叶林、老龄杉木林、杉木萌芽林和1993年二代杉木林)作为研究样地,分析4种林分凋落物对酸雨的缓冲作用,运用浸提法研究4种林分对模拟酸雨的缓冲能力。[结果]各林分pH在4.23～4.49,杉木萌芽林和老龄杉木林相对于其他林分显现出较高的pH,在模拟酸雨pH小于5.00时,不同林分凋落物对酸雨有明显的缓冲效果,无机离子总含量、电导率、Na⁺、K⁺浸提量最大的为天然常绿阔叶林。[结论]4种林分凋落物pH在4.23～4.49,不同林分凋落物对酸雨的缓冲能力与其自身的pH有关,酸度较低时,凋落物的pH越高,缓冲能力越强。     

海岸青皮林与木麻黄林养分动态及凋落物分解的比较

对海南岛东南部海岸生境相似的天然青皮Vatica mangachapoi林和人工木麻黄Casuarina equisetifolia林养分动态及凋落物分解（采用网袋法）进行比较研究,为营造青皮．木麻黄混交林,并逐渐过渡到天然青皮林的实施提供科学依据。结果表明：①青皮林土壤．植物系统各分室氮、磷、钾元素的质量分数均高于木麻黄林对应各分室（氮：P叶=0．008,P枝〈0．001。磷：P叶=0．030,P枝〈0．001,P根〈0．021。钾：P叶〈0．001,P枝〈0．001,P根〈0．001）。（②2种林型土壤分室之间,氮和钾的质量分数呈现显著差异（P氯〈0．001,P钾=0．028）,磷的质量分数无显著性差异。③2种林型各分室中,除氮和磷元素在土壤分室随季节变化不明显外,其余均随季节变化而变化。④青皮和木麻黄凋落物分解周转期在青皮林下分别为3．53a和1．83a,在木麻黄林下分别为3．53a和3．45a．因而青皮林林下环境较木麻黄林利于凋落物的分解。可见青皮林比木麻黄林对氮、磷、钾元素有更高的积累能力．且青皮林林下环境更有利于凋落物的分解。图2表2参33