施肥对热带雨林下种植砂仁土壤氮矿化和硝化作用的影响

采用封顶埋管法(Close-TopIncubation)研究了施肥后西双版纳热带雨林下种植砂仁土壤的氮素净氨化、净硝化和净矿化速率。结果表明,种植砂仁的热带雨林土壤有机氮的净氨化、硝化和矿化速率明显受外来无机氮的影响,施入铵态氮肥后,土壤中的氨化速率明显提高(P<0.01),由对照土壤的-0.66(mg·kg-1·30d-1)增加至施肥处理土壤的1.65(mg·kg-1·30d-1),但硝化速率和矿化速率却显著降低(P<0.01),分别由对照土壤的6.79(mg·kg-1·30d-1)和6.13(mg·kg-1·30d-1)减少至施肥处理土壤的2.60(mg·kg-1·30d-1)和4.25(mg·kg-1·30d-1),导致了土壤中NH4+-N的积累。     

施氮量对大兴安岭白桦次生林土壤氮矿化的影响

以大兴安岭白桦天然次生林为研究对象,分析施氮量对土壤氮矿化的影响。结果表明,白桦次生林土壤中铵态氮、硝态氮和有效氮质量分数在生长季间存在显著差异。总体上,土壤中有效氮素质量分数在7月份最高,5月份最低。白桦次生林土壤中铵态氮、硝态氮和有效氮质量分数均随着氮沉降量的增加而增加;同时氮沉降也显著增加了土壤氨化速率、硝化速率和氮矿化速率,其中氨化速率的增幅大于硝化速率的增幅。不同施氮处理下,净矿化速率与土壤有机碳质量分数间的相关性比与全氮质量分数间更为密切。     

氮磷添加对刨花楠人工林土壤氮磷矿化速率的影响

为了探讨氮磷添加对刨花楠 (Machilus pauhoi)人工林氮磷矿化速率的影响和氮-磷矿化耦合关系,为选择合理施肥方式提供参考。以福建省南平市延平区太平试验林场内已进行了6 年野外氮磷添加试验的刨花楠人工林为研究对象,采用野外原位培养方法,测定不同氮磷添加处理后刨花楠人工林林地土壤氮磷矿化特征,分析氮磷添加对土壤氮矿化、磷矿化的影响。结果显示：施氮处理仅显著提高土壤硝态氮含量,但对土壤氮、磷矿化和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性均有抑制作用;与氮添加相比,氮磷共同添加则显著提高土壤可溶性有机氮含量、酸性磷酸酶活性和氮、磷矿化速率,其中氮矿化、磷矿化速率分别提高24.25%、85.95%,但磷添加处理对氮矿化和磷矿化影响均不显著（P>0.05）。混合线性模型结果表明,磷矿化与土壤可溶性有机氮、pH值均呈显著正相关;氮矿化与土壤容重呈显著负相关,与可溶性有机氮呈显著正相关,而且氮磷矿化速率间呈二次曲线耦合关系。氮磷共同添加显著提高土壤氮磷矿化速率,在刨花楠人工林中土壤pH值、可溶性有机氮、容重是驱动土壤氮磷矿化的主要因子。在今后对刨花楠人工林的管理时应该更加注重氮磷共同添加对土壤养分和氮磷转化速率的影响,以更好地进行可持续经营。     

沙棘人工林衰败对林地土壤氮矿化速率的影响

通过测定和比较不同生长发育阶段(8、131、8 a)沙棘人工林土壤氮矿化速率,结合林分结构和天然更新能力,研究了沙棘林衰败对土壤氮矿化速率的影响,期望为该区沙棘人工林的健康评价和科学经营提供理论依据。结果显示,沙棘人工林健康状况随林龄的增长呈正态曲线变化;土壤氮矿化速率与土层深度呈负相关,与全氮含量和碱解氮含量呈极显著相关;不同发育阶段沙棘人工林土壤氮矿化速率与其健康状况相呼应,且都随林龄的增长呈正态曲线变化;不同林龄土壤氮矿化速率大小依次为:13 a>18 a>8 a。     

樟树人工林土壤氮矿化对改变凋落物输入的响应

2007年7月至8月,在长沙天际岭林场,用树脂芯原位法测定去除凋落物、添加凋落物对樟树人工林土壤无机氮含量及氮矿化速率的影响。结果表明:樟树林凋落物处理7个月后,去除、添加凋落物和对照处理土壤中无机氮含量之间差异显著(P﹤0.05),表现为添加凋落物(18.96mg/kg)对照(16.36mg/kg)去除凋落物(10.99mg/kg)。经过28d的培养,3种处理土壤中NO3--N含量培养前后之间的差异均显著(P﹤0.05),NO3--N含量从培养前的0.67、0.51和0.39mg/kg分别上升到3.10、7.11和6.67mg/kg;NH4+-N含量培养前后之间的差异不显著(P﹥0.05)。3种处理土壤的净氮矿化量均为正值,分别增加了4.83、1.45和1.26mg/kg,净氮矿化速率依次为去除凋落物(0.173mg/(kg·d))对照(0.052mg/(kg·d))添加凋落物(0.045mg/(kg·d))。这一研究结果有助于更好地认识亚热带森林生态系统土壤氮循环过程。     

氮添加对杉木人工林土壤氮有效性、溶解性有机氮和酸化的影响

【目的】研究氮添加条件下杉木人工林土壤氮有效性、溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)和pH值的变化规律,为氮沉降后杉木人工林土壤肥力管理提供依据。【方法】以安徽省庐江县洋河村林场11年生杉木人工林为研究对象,设定对照(CK,0 kg/(hm~2·年))和氮添加(N,100 kg/(hm~2·年))处理,通过测定2013-2015年连续3年氮添加后土壤不同土层(0～10和10～30 cm)和月份的氮有效性、DON和pH值,研究氮添加条件下土壤氮有效性、DON和pH值的变化特征。【结果】(1)与对照相比,氮添加处理显著促进了土壤有效氮含量的增加(P0.05),0～10 cm土层较10～30 cm土层对氮添加的响应更为敏感,且硝态氮(NO~-_3-N)为杉木人工林土壤有效氮的主要存在形式(64.8%)。(2)与对照相比,氮添加处理显著提高了土壤氮有效性和溶解性有机氮含量(P0.05),不同月份氮有效性和溶解性有机氮含量差异显著(P0.05),且它们的变化幅度在不同土层存在明显差异。(3)与对照相比,氮添加处理降低了土壤pH值,不同月份pH差异显著(P0.05),pH总体上表现为1月和3月较高,7月和9月较低,且随土层深度的增加而上升。(4)与土壤硝态氮和溶解性有机氮含量相比,增加相同程度的铵态氮后,土壤pH值降低的幅度更大,酸化程度更强。【结论】氮添加对杉木人工林土壤氮有效性和溶解性有机氮的增加具有显著促进作用(P0.05),且影响程度在月份和土层之间存在显著差异;氮添加降低了土壤pH值,相较硝态氮和溶解性有机氮而言,土壤铵态氮含量的增加更能引起土壤的酸化。     

施硅对稻田土壤氮矿化的影响

供试土壤分别采自日本山形县农业试验场（土壤A）和鹤冈市吉田农户的水稻田（土壤B）。将两种水稻土分别与硅酸钙和硅酸混合，在密闭条件下恒温培养4周，测定施硅对土壤氮矿化的影响。在培养土壤中加入^15N标记硫酸铵以评价施硅对加入土壤中氮去向的影响，结果表明：在培养1周内，施用硅酸钙1g.kg^-1,2g.kg^-1与不施硅相比，土壤 fu lk 0。2-0。3，NH4^ -N总积累量分别增加20%，26%（土壤A）和9%，11%（土壤B），土壤氮净矿化速率分别增加26%，35%（土壤A）和13%，13%（土壤B）。处理间差异在培养开始后的第1周大于第4周，硅酸对土壤pH及氮矿化速率没有影响，两种硅肥对施入土壤中氮的去向均无明显影响，研究结果揭示，硅酸钙促进土壤氮矿化的原因不是硅元素本身，其可能机制是通过增加土壤pH而加速氮的矿化。     

山西土壤氮矿化势与供氮量的预测

 应用短期好气培养法进行山西土壤氮矿化势（N#-0）与土壤供氮量的预测。结果表明，供试样本的N#-0范围在20.58～47.38μg·g#+（-1），平均32.51μg·g#+（-1）;N#-0占土壤全氮量的2.65%～4.91%,平均3.65%。耕层土壤可矿化氮量为46.35～106.65kg/hm#+2,平均73.2kg/hm#+2。N#-0、全氮量和有机质三者之间都具有极显著的相关性。建议以测定土壤有机碳含量预测土壤的供氮量。     

除草剂对土壤微生物生物量和氮矿化的影响

除草剂对土壤微生物生物量和氮矿化有不同的影响效应,这与除草剂类型、除草剂浓度、土壤类型以及包括温度、水分、培养时间等实验条件有关,这些影响效应在土壤肥力和环境保护上的重要性也进行了讨论。     

复垦土壤净氮矿化、硝化速率及氮相关酶活性对不同有机肥的响应

为研究相同氮素水平下,不同有机肥对复垦土壤氮素矿化及相关酶活性的影响,试验以煤矿复垦土壤为研究对象,采用室内好气培养法,在300 mg/kg氮水平下设置5个处理：不施肥（CK）、化肥、鸡粪、猪粪、牛粪,分析0～126 d不同处理土壤净氮矿化、硝化速率及相关酶活性的变化情况。结果表明,各施肥处理土壤铵态氮含量随着培养时间的延长呈先下降后平稳的趋势,而硝态氮含量随培养时间延长呈先上升后平稳的趋势;不施肥处理土壤的净氮硝化和矿化速率在整个培养期间变化不大,而化肥、鸡粪、猪粪处理土壤的净氮硝化和矿化速率随培养时间延长呈下降趋势,牛粪则呈相反的变化趋势。各处理土壤铵态氮含量、硝态氮含量、氮素净矿化、硝化速率从大到小排序均为：化肥>鸡粪>猪粪>牛粪>不施肥,且各处理间差异显著。与化肥相比,施用有机肥显著提高了土壤脲酶、蛋白酶、天冬酰胺酶活性,对谷氨酰胺酶活性影响不大,但化肥处理抑制了谷氨酰胺酶活性。综上所述,施用化肥和有机肥均能促进土壤中氮素的矿化,有机肥与化肥相比还可以提高土壤中与氮素转化相关酶的活性。     

杉木人工林土壤微生物对林分密度的响应

  目的  为研究不同密度杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤微生物对碳源的利用情况及土壤理化性质与微生物多样性的相关关系。  方法  运用Biolog微平板技术,对江西大岗山5种不同密度38年生杉木人工林（密度分别为1 667、3 333、5 000、6 667和10 000株·hm-2,造林前3 a抚育,后基本无人工干扰）土壤微生物的功能多样性进行研究,探讨了土壤微生物碳代谢对林分密度的响应及土壤理化性质与微生物碳代谢的关系。  结果  在杉木存活密度为2 600~4 600株·hm-2时,反映土壤微生物代谢功能多样性的平均颜色变化率较高。该密度范围下土壤微生物多样性高,适合有机质的分解和养分的转化与积累;不同密度杉木人工林土壤微生物对6种碳源的利用量不同,密度在2 600~4 600株·hm-2时,土壤微生物利用的主要碳源为糖类,其次为羧酸类和氨基酸类,但密度小于或超出这一范围时,土壤微生物对羧酸类的利用大于对糖类的利用;主成分分析结果显示:α-D-乳糖对土壤微生物的利用贡献最大,是杉木人工林中利用最多的物质;相关性分析结果显示:全氮和碱解氮与微生物多样性显著相关（P < 0.05）,是微生物利用碳源的决定性因素。  结论  综合考虑微生物碳代谢与土壤理化性质,符合杉木人工林可持续发展要求的理想林分密度为2 600株·hm-2。     

酸雨类型转变对杉木林土壤养分特征和微生物量碳氮的影响

  目的  探究酸雨类型转变对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤养分及微生物量碳氮的影响,为不同类型酸雨区杉木人工林可持续经营提供理论依据。  方法  以南京市东善桥林场杉木人工林为研究对象,在对照处理(ck,山间防火池水,pH 6.6)、不同酸雨类型[包括酸雨类型(硫酸型、硝酸型和混合型)和酸雨酸度(模拟溶液pH 4.5、3.5和2.5)]胁迫1 a后,探究酸雨类型转变对杉木林土壤养分及微生物的影响。  结果  随着酸雨酸度增加,不同类型酸雨处理土壤pH呈显著下降趋势(P＜0.05),而土壤交换性氢离子(H+)和铝离子(Al3+)呈显著上升趋势(P＜0.05);与对照相比,酸雨pH为2.5时,土壤交换性H+、Al3+均在硫酸型酸雨处理下分别增长了275%和240%,在混合型酸雨处理下分别增长了254%和246%,在硝酸型酸雨处理下分别增长了246%和249%。此外,酸雨胁迫时间显著影响土壤总碳、总氮、总硫、有效磷和微生物量碳氮(P＜0.05),但酸雨类型对土壤微生物量碳氮影响不显著;酸雨胁迫1 a后,pH 2.5硝酸型酸雨处理下土壤微生物量碳氮质量分数最低,分别为(378.89±60.69)和(38.67±4.10) mg·kg?1。通过结构方程模型可知:酸雨酸度对杉木林土壤微生物量碳氮的影响强于酸雨类型,其主要通过影响土壤pH、有效磷和总碳间接影响微生物量碳氮。  结论  1 a的短期酸雨胁迫后,酸雨酸度仍然是影响杉木林土壤特性的主要因子,而酸雨类型转变将会加剧酸雨酸度对杉木林土壤特性的抑制作用。图6表3参29     

杉木人工林土壤有机碳和微生物特征及其影响因素的研究进展

土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,其稳定、增长或衰减都与大气二氧化碳变化密切相关。土壤微生物作为森林生态系统不可或缺的一部分,参与了有机物分解和土壤物质转化过程,在维持土壤质量中起着重要作用。近年来对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤的研究主要集中在杉木凋落物分解、土壤养分周转、土壤微生物特征等方面,尤其是高通量测序技术的广泛应用,使杉木林土壤有机碳和微生物特征的研究取得了较多重要进展。本研究对杉木林土壤有机碳的碳库特征、活性、稳定性和土壤微生物的群落结构与多样性及其影响因素的研究进展进行了综述,并提出了未来杉木林土壤有机碳与土壤微生物的研究方向。参79     

杉木人工林根冠比与气候和林分因子的关联分析

根冠比是研究森林生物量存储方式和分配策略的基础,是森林生态系统物质循环的重要组成部分。通过收集筛选134篇文献608条杉木Cunninghmia lanceolata人工林根冠比（RSR）的数据,分别建立根冠比与年平均气温、年平均降水量、林分密度和林龄的最优方程。根冠比随年平均气温、年平均降水量和林分密度的增加而增加,随林龄的增加而减小。同时,利用结构方程,阐述气候和林分因子与根冠比关联特征。结果表明:年平均气温、年平均降水量、林分密度和林龄对根冠比的直接通径系数分别为0.515（P < 0.01）,0.548（P < 0.01）,-0.462（P < 0.01）和0.201（P < 0.01）。年平均降水量和林龄还通过影响年平均气温和林分密度间接影响根冠比,其间接通径系数分别为-0.308（P < 0.01）和-0.082（P < 0.05）。影响杉木人工林根冠比变化因素的69%来自气候和林分因子。     

杉木土壤酚酸物质对草珊瑚生长和品质的影响

【目的】探究杉木人工林土壤中含量较高的4种酚酸物质对草珊瑚生长和品质的化感效应,为杉木林下套种草珊瑚提供理论依据,同时为利用其化感效应指导生产提供参考。【方法】以3个月生草珊瑚为试验材料,分别施加20,40,60,80 mg/L的对羟基苯甲酸、阿魏酸、香草酸和没食子酸处理液,以清水处理为对照,探究其对草珊瑚幼苗生长（苗高增量、地径增量、地上生物量、地下生物量）、光合生理（光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度）和药用成分（异嗪皮啶、绿原酸、迷迭香酸、总黄酮）含量的影响,利用平均敏感指数、相关性分析和主成分分析进行综合评价。【结果】①与对照相比,20～60 mg/L对羟基苯甲酸、阿魏酸和没食子酸总体上对草珊瑚的苗高增量、地径增量、地上生物量、地下生物量以及异嗪皮啶、绿原酸、迷迭香酸和总黄酮单株含量表现出促进作用,而香草酸则仅在质量浓度为20～40 mg/L时表现出促进作用。②与对照相比,4种酚酸在质量浓度为20～40 mg/L时对草珊瑚叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率表现为促进作用;在20～60 mg/L时对叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量提升表现为促进作用;在质量浓度为80 mg/L时对胞间CO₂浓度表现为促进作用。③综合分析可知,酚酸处理下草珊瑚的光合生理指标与生长指标、药用成分之间有较强的相关性,说明在一定阈值内酚酸物质可通过增强草珊瑚植株的光合作用,进而促进草珊瑚生长及其体内药用成分的累积。【结论】4种杉木土壤酚酸物质对草珊瑚生长和品质整体呈现出低中质量浓度（20～60 mg/L）促进、高质量浓度（80 mg/L）抑制的化感效应,且20 mg/L阿魏酸、60 mg/L对羟基苯甲酸、40 mg/L的香草酸和没食子酸在促进草珊瑚生长和品质提升方面表现较优。     

杉木林采伐迹地的土壤有机碳分配特征

以杉木林采伐迹地为对象,比较上坡、中坡和下坡的土壤碳分配以及0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层的土壤碳垂直分布,研究了不同坡位和土层对固碳功能的影响。结果表明,采伐迹地各土层的有机碳含量均为下坡中坡上坡,各坡位的土壤有机碳含量均随土层深度的增加而减少。土壤有机碳密度为下坡中坡上坡,随土层加深而减少,0~20 cm土层有机碳密度分别为20~40 cm和40~60 cm土层的1.37倍和1.78倍。     

细圆藤对杉木人工林生长干扰的研究

基于南宁市郊发现大片细圆藤缠绕杉木人工林的危害状, 对细圆藤不同入侵时间的杉木林地进行调查, 设置样地进行对比研究, 分析杉木对细圆藤干扰生长和生理生态的响应, 揭示细圆藤入侵对杉木的危害性。结果表明:各林分杉木胸径生长差异不显著, 随细圆藤入侵时间延长, 杉木树高和蓄积量受到显著影响, 且林木死亡率增高, 保留株数逐渐减少; 各林分杉木的叶绿素含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、抗坏血酸过氧化物酶5种酶活性均呈极显著差异, 其大小排序均为生长良好的杉木纯林＞被细圆藤干扰4年的杉木林分＞被细圆藤干扰8年的杉木林分。而丙二醛含量显著升高, 叶片膜质过氧化加重。杉木随细圆藤入侵时间延长, 抗干扰的能力逐渐减弱, 在人工林抚育中应及时清理林地内的细圆藤以促进杉木生长。     

外源性氮和磷对杉木林凋落叶分解的影响

研究华南地区杉木人工林凋落叶分解对外源性N和P的响应,可为杉木林经营管理的养分管理提供参考。结果表明：施N对凋落叶分解有抑制作用,施P的凋落叶分解速率最快,施N + P也加快凋落叶分解。处理24个月后,施N处理的凋落叶N含量显著大于其初始含量,施P及N + P的N含量显著小于其初始含量; 所有处理的凋落叶P含量显著大于其初始含量; 凋落叶K在分解过程中呈现淋溶—富集—释放模式。     

外源性氮和磷对杉木和藜蒴锥混合凋落叶分解的影响

2007年12月在广东省佛山市高明区云勇林场的杉木和藜蒴锥林下以不施肥为对照,采用完全随机区组试验设计,进行施N肥、施P肥及施N + P肥等处理,分析华南地区杉木和藜蒴锥人工林的混合凋落叶分解对外源性N和P的响应。结果表明：施N对杉木和藜蒴锥林下混合凋落叶的分解有抑制作用,而施P的凋落叶分解速率最快,施N + P也促进了凋落叶分解。总体来看,藜蒴锥林下混合凋落叶的分解速率大于杉木林下的混合凋落叶。24个月后,杉木林下施N和N + P的混合凋落叶N含量显著大于其初始含量,而藜蒴锥林下各处理的混合凋落叶N含量均小于其初始含量;在杉木和藜蒴锥林下,施P和N + P的混合凋落叶P含量均显著大于其初始含量;混合凋落叶K含量在整个分解过程中波动较大。     

不同坡位杉木林土壤物理性质和养分的时空变化

对不同坡位杉木林土壤物理性质和养分的时空变化进行了研究。与2004年相比,2007年土壤容重在上坡减少,在中坡和下坡略增,各坡位的土壤毛管孔隙增加,土壤自然含水量显著增加;上坡和下坡的土壤非毛管孔隙、总孔隙和毛管持水量增加,而中坡相反。除了2004年的土壤非毛管孔隙和2007年的毛管持水量外,各坡位的土壤物理性质没有显著差异。与2004年相比,2007年各坡位的土壤pH几乎没有变化,各坡位的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著增加。2004年和2007年各坡位的土壤pH相近,土壤有机质和全氮、全磷、全钾、碱解氮和2007年的速效钾含量均为下坡和中坡大于上坡。2004年各坡位的速效磷含量相近,2007年为下坡>上坡>中坡,2004年的速效钾含量为上坡>中坡>下坡。各坡位间的有机质和大多数养分存在显著差异。