毛竹入侵对杉木人工林表层土壤真菌多样性及群落结构的影响

采用高通量测序技术,探究毛竹入侵杉木人工林对表层土壤真菌多样性和群落结构的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关性。通过测序共获得698 500条有效序列,2 325个OTUs,分属于14个门、49个纲和375个属。结果显示：(1)子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度在毛竹入侵后变化较大,被孢霉门(Mortierellomycota)相对丰度变化较小;圆孢霉属(Staphylotrichum)、木霉属(Trichoderma)和小菇属(Mycena)相对丰度均随着毛竹入侵显著增加;杉木人工林中粗糙孔菌属(Trechispora)和Myrmecridium相对丰度显著高于有毛竹入侵的林分;毛竹纯林中沙蜥属(Saitozyma)相对丰度显著高于杉木人工林和杉竹混交林。(2)毛竹入侵后形成的杉竹混交林表层土壤真菌Shannon指数、Simpson指数和PD指数最高;随着入侵程度加深,Chao1指数和ACE指数均有所升高。(3)环境因子能够影响表层土壤中真菌的相对丰度,青霉属(Penicillium)与土壤pH呈极显著正相关(p<...     

杉木块状采伐迹地毛竹造林研究

通过试验表明,毛竹造林是加快杉木块状采伐迹地更新的有效方法。造林母竹运输距离的远近对母竹成活率和新竹数量、质量有显著影响。应就近挖取,以减少运输对母竹质量的损坏而影响造林效果。毛竹造林采取施肥措施,能有效提高新竹质量,应合理确定施肥量和施肥时间,以提高施肥经济效益。     

土壤食微线虫对温室气体排放的影响

简述了土壤食微线虫在温室气体排放中的作用及可能的机制。食微线虫在养分释放、促进微生物多样性和功能稳定性、根系激素效应等方面均起了显著作用,特别食微线虫的选择取食、主动迁移和代谢分泌行为,不仅对土壤整体及根部产生影响,也会导致温室气体排放产生差异。不考虑根际微型土壤动物与微生物和根系的相互作用,就不可能对土壤微量气体代谢和调控机制有全面的认识。     

不同采伐剩余物处理对杉木生长及土壤理化性质的影响

该文分析了采伐剩余物带状清理、全部移除以及炼山等不同采伐剩余物处理方式对杉木林生长以及土壤理化性质的影响。研究结果表明,采伐剩余物带状清理方式在提高杉木林的生长量以及改良土壤理化性质的能力方面均优于炼山处理,而采伐剩余物全部移除方式改良土壤的能力最差。建议今后采伐迹地采伐剩余物采用带状清理方式,从而实现杉木林的可持续经营。     

杉木林采伐迹地不炼山营造毛竹试验研究

在杉木林采伐迹地采取炼山与不炼山二种造林方式营造毛竹林,对林分生长、土壤肥力及林分物种多样性的对比试验,试验研究结果表明:8年生毛竹林不炼山与炼山比林分生长稍好,土壤肥力有所改善,而且提高了林分物种多样性。在杉木采伐迹地不炼山营造毛竹是一种较好的造林方式,不仅可提高林分生长,而且有显著的生态和社会效益,可以在南方林区适宜地区推广应用。     

土壤温室气体排放对C/N的响应

土壤碳氮比(C/N)是影响微生物活动导致土壤温室气体排放和养分有效性变化的关键因素,秸秆还田配施氮肥则是调节农田土壤C/N的重要措施。为了探讨土壤C/N对温室气体排放的影响,通过在土壤中添加等量秸秆配以不同数量N素,在室内培养条件下测定分析了土壤不同起始C/N条件下土壤温室气体排放和活性碳氮的变化动态。研究发现:不同C/N条件下,土壤温室气体排放和溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)的变化趋势基本一致。土壤CO_2排放速率和DOC含量均表现为随培养时间的延长逐渐降低,培养前30 d下降幅度较大,30~75 d降低缓慢,75 d后基本平稳;土壤N_2O的排放速率和DON含量则表现为先升高后降低,N_2O的排放速率在第7 d达到最大后逐渐降低直至平稳,土壤DON含量在第14 d达到最高后逐渐降低。土壤起始C/N越低,有机碳矿化率和净氮硝化速率越高,CO_2和N_2O排放量越多;土壤CO_2和N_2O的排放速率及累积排放量不但与土壤DOC和DON含量显著相关,而且与土壤DOC/DON比值显著相关。土壤硝态氮的含量变化表现为与土壤起始C/N相关,当土壤起始C/N在20~30时,硝态氮先升高后降低;土壤起始C/N大于40时,硝态氮先降低后升高。结果表明:在实际生产中,秸秆还田后合理配施氮肥调节土壤C/N是减少温室气体排放、提高作物氮肥利用效率的重要措施,为了掌握适宜的配施量和施用时期,有必要针对不同作物农田系统继续进行田间试验研究。     

温室气体排放与土壤理化性质的关系研究进展

根据国内外研究温室气体的献资料，综合分析了土壤理化性质对3种主要温室气体(CO2，CH4，N2O）排放影响的研究进展情况。影响温室气体排放的土壤理化性质主要是土壤有机质、质地、温度、湿度或Eh、pH。因此，深入而全面的研究土壤CO2、CH4、N2O排放与土壤理化性质之间的数量关系，尤其是与土壤基础物质之间的关系，估计土壤CO2、CH4、N2O的排放总量，初步提出区域性的温室气体减排方案是将来的主要研究方向。     

不同施氮水平下乙草胺对土壤温室气体排放的影响

在实验室培养条件下,研究土壤中不同尿素氮肥用量添加乙草胺对土壤温室气体CO_2、N_2O和CH_4排放过程的影响。试验设7个处理,分别为氮用量0、75、150和300mg N·kg~(~(-1))以及氮用量75、150、300mg N·kg~(-1)+乙草胺(10mg有效成分)处理。结果表明,氮肥用量为0、75和150mg N·kg~(-1)时,培养期间其N2O的排放总量无差异;用量为300mg N·kg~(-1)时,显著增加土壤中N2O的排放量(p0.05)。与不施氮处理相比,氮用量为75mg N·kg~(-1)时,显著降低了土壤CO2的排放量;用量为150mg N·kg~(-1)时,影响不显著;用量为300mg N·kg~(-1)时,显著增加了CO2的排放量(p0.05)。氮肥用量为75和150mg N·kg~(-1)时,乙草胺对土壤N2O和CO2排放总量的影响不显著;氮肥用量为300mg N·kg~(-1)时,乙草胺显著降低了土壤N2O和CO2排放总量(P0.05),分别比不施乙草胺处理降低33.9%和11.6%。不同氮肥和乙草胺用量对CH4排放量均没有明显影响。可见,除草剂施用对高氮肥用量条件下土壤温室气体具有显著的减排效应。     

水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响

为探究水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响,基于连续5年的设施番茄水氮调控定位试验,比较分析了水氮耦合对土壤N_2O、CO_2和CH_4排放通量和累积排放量的影响,并估算了温室气体的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的差异。田间小区试验设置不同灌水下限(W1:25 kPa、W2:35 kPa、W3:45 kPa)和施氮量(N1:75 kg N·hm~(-2)、N_2:300 kg N·hm~(-2)、N3:525kg N·hm~(-2))组合共9个处理。结果表明:设施土壤N_2O和CO_2排放通量受灌水施肥时期的影响,施肥后N_2O排放通量呈增加趋势,高灌水量(低灌水下限25 kPa)促进N_2O和CO_2排放。CH_4的排放通量表现为中等和强变异的特点。除水氮交互对CO_2累积排放总量和施氮量对CH_4累积排放总量影响不显著外,灌水下限、施氮量和水氮交互作用对N_2O、CO_2、CH_4累积排放总量、GWP、GHGI和番茄产量的影响显著或极显著。随氮肥用量的增加,N_2O累积排放总量增加。N_2O和CO_2累积排放总量与GWP之间均达到极显著正相关,且各处理N_2O对GWP平均贡献率为5.25%,CO_2为94.59%。适当减少氮肥用量和增加灌水下限能够有效地降低温室气体排放和减缓全球变暖。W2N1处理是本研究中减缓温室气体排放并提高番茄产量的最佳水氮管理措施。     

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。     

萌芽杉木幼龄林植物群落特征

  目的  探索森林恢复方式,改善杉木Cunninghamia lanceolata林林分结构及维护生物多样性,对杉木人工林可持续经营和森林恢复活动具有理论和实践价值。  方法  2017年10月选择浙江省杭州市临安区昔口村二代萌芽杉木幼龄林为研究对象,对其植物群落特征进行实地调查。  结果  昔口村杉木萌芽幼龄林植物种类共104种,其中乔木层植物14种,灌木层植物58种,草本层植物41种,优势植被构成杉木-蓬蘽Rubus hirsutus-蕨Pteridium aquilinum群落;物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均为灌木层>草本层>乔木层;林下植被除部分优势种长势较好,多数植物种类数量较少且分布较稀疏。  结论  在改善森林生态系统物种、结构、资源利用方面的异质性时,要考虑当地农户和社区的需求,选择当地乡土阔叶树种、适生阔叶树种进行补植,形成混交林,并辅以科学的抚育措施。     

真菌及细菌对毛竹及阔叶林土壤氧化亚氮排放的贡献

为研究真菌及细菌对毛竹Phyllostachys edulis林和阔叶林土壤氧化亚氮排放的贡献率, 评估阔叶林演替为毛竹林对温室气体排放的影响, 野外调查毛竹及阔叶林样地, 每种林分选取4个样地采集土样, 测定土壤理化性质及磷脂脂肪酸摩尔质量浓度, 并进行室内抗生素抑制培养试验。试验设置4个处理:①不添加抗生素的对照; ②仅添加放线菌酮; ③仅添加链霉素; ④同时添加放线菌酮和链霉素。培养7 h后, 测定氧化亚氮排放通量。结果表明:土壤真菌生物量与有机质极显著正相关(R2=0.965, P < 0.01), 而与pH值显著负相关(R2=-0.752, P < 0.05)。毛竹林和阔叶林土壤氧化亚氮排放通量没有显著差异。2种林地土壤中, 真菌都是氧化亚氮排放的主要贡献者(毛竹林40.8%~56.2%, 阔叶林38.0%~62.8%), 其贡献率显著高于细菌(毛竹林9.0%~33.4%, 阔叶林12.6%~32.4%)。阔叶林演替为毛竹林对土壤真菌及细菌的氧化亚氮排放相对贡献率没有影响。相关分析结果表明:真菌及细菌氧化亚氮排放具有显著的同步效应(P < 0.01), 但与其生物量没有显著相关关系。     

封育年限对毛竹林凋落物和土壤持水效能的影响

  目的  探讨自然封育对毛竹Phllostachys edulis林凋落物和土壤持水效能的影响,为评价不同类型毛竹林水源涵养功能提供科学依据。  方法  以空间代替时间的方法,以浙江省杭州市余杭区不同封育年限(10、20、30 a)和常规经营(对照)的毛竹林为对象,研究不同封育年限对毛竹林凋落物层和土壤层持水性能的影响。  结果  自然封育提高了毛竹林凋落物的持水能力,与对照相比,毛竹林凋落物储量、最大持水量、有效拦蓄量分别增加了85.7%~300.7%,92.0%~402.8%,87.7%~377.6%(P＜0.05)。自然封育后毛竹林土壤的非毛管孔隙度显著增大(P＜0.05),表层(0~30 cm)土壤容重显著降低(P＜0.05),毛竹林土壤非毛管持水量显著增加(P＜0.05);自然封育20 a后表层(0~30 cm)土壤最大持水量比常规经营显著提高了18.1%~33.2%(P＜0.05)。  结论  自然封育能显著提高凋落物的持水能力和表层土壤的持水效能,且随着封育年限的延长水源涵养功能增强。图4表4参25     

生物质炭基尿素和普通尿素对毛竹林土壤氧化亚氮通量的影响

【目的】探索生物质炭基尿素和普通尿素的施用对毛竹Phyllostachys edulis林土壤氧化亚氮(N₂O)通量与环境因子的影响效应与作用机制,为研发减缓土壤N₂O排放的施肥技术提供科学依据。【方法】2018年9月至2019年9月,在杭州市临安区青山镇亚热带典型毛竹林样地布置野外控制试验。试验设5个处理：对照(不施肥)、低水平尿素(100 kg·hm^-2)、高水平尿素(300 kg·hm^-2)、低水平炭基尿素(100 kg·hm^-2)和高水平炭基尿素(300 kg·hm^-2)。采用静态箱—气相色谱法测定毛竹林土壤N₂O排放速率,分析在上述施肥处理下土壤N₂O通量、温度、含水量、氮素形态及相关酶活性的动态变化规律。【结果】低水平尿素和高水平尿素处理使毛竹林土壤N₂O的年累积排放通量增加了17.3%和36.0%,而低水平炭基尿素和高水平炭基尿素处理分别使其降低了3.1%和16.9%。尿素和炭...     

杉木林改造后的土壤pH和养分动态

利用红锥(Castanopsis hystrix)、火力楠(Michelia macclurel)、黎蒴(Castanopsis fissa)、山杜英(Elaeocarpussylvestris)和樟树(Cinnamomum camphora)对杉木林进行改造,从2008年4月到2009年4月,对5种改造林分的土壤养分动态进行研究。结果表明,各林分的土壤pH值变化范围为4.3～5.1,属强酸性土壤,一般呈现下降后上升的趋势。红锥林0～20 cm和20～40 cm土层、火力楠林、黎蒴林和山杜英林0～20 cm土层的碱解氮含量下降后上升,其他均为下降、上升后下降。土壤速效磷含量夏季(7月)较高,秋季(10月)较低。土壤有效钾呈现下降后上升的趋势。5个林分的土壤速效养分含量均为0～20 cm土层高于20～40 cm土层。     

马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究

【目的】探索马占相思Acacia mangium人工林土壤温室气体排放日变化规律,确定最佳观测时间。【方法】采用静态箱-气相色谱法,对华南地区马占相思人工纯林土壤3种温室气体CO_2、CH_4、N_2O通量进行连续观测。【结果】马占相思人工林土壤3种温室气体具有明显的日变化特征,马占相思人工林土壤为CO2和N2O的排放源及CH_4的吸收汇,其通量日变化幅度分别为:401.33~555.59 mg·m~(-2)·h~(-1)、24.50~34.72μg·m~(-2)·h~(-1)和-10.96~-41.88μg·m~(-2)·h~(-1)。地表CO_2、CH_4通量和5 cm深土壤温度呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)相关,地表N_2O通量同温度的相关性不显著。【结论】通过对矫正系数分析,综合考虑3种温室气体以及取样的可操作性,华南地区马占相思人工林雨季的最佳观测时间为09:00时左右。     

杉木人工林土壤氮矿化对长期氮添加和季节的响应

  目的  探讨长期氮沉降和季节变化对杉木Cunninghamia lanceolata人工林无机氮及氮素转化速率的影响。  方法  以福建省三明市沙县官庄国有林场亚热带人工杉木林为研究对象,开展长期(10 a)氮添加梯度(对照:N₀;低氮:N₁;中氮:N₂;高氮:N₃)野外控制试验,通过野外原位培养方法测定氮添加对净氮矿化、硝化和淋溶的影响。  结果  ①氮添加显著提高了铵态氮(NH₄ +-N)、硝态氮(NO₃ ?-N) 和总无机氮质量分数,从大到小均依次为N₃、N₂、N₁、N₀,且铵态氮质量分数均高于硝态氮。②氮素转化速率随氮添加梯度而增大,高氮显著促进了氮素转化(P＜0.05)。③季节显著影响氮素转化(P＜0.05),净氮矿化速率、硝化速率与淋溶速率均表现为夏季高、冬季低的季节动态。  结论  氮添加显著增加了土壤无机氮与氮素转化速率,土壤pH、碳氮比(C/N)和土壤温度可能是研究区氮添加驱动氮素转化的主要因子。在杉木人工林的经营与管理中需要更多关注土壤养分和氮素转化速率对外源氮输入的响应。图2表3参40     

氮添加对毛竹林土壤磷组分的影响

  目的  了解氮输入对毛竹Phyllostachys edulis林土壤磷组分的影响及其转化机制,为实现毛竹林土壤磷的高效利用提供参考。  方法  以毛竹林为研究对象,设置4个氮添加梯度:0(对照)、30、60、90 kg·hm?2·a?1,利用生物有效磷分级方法测定表层土壤(0~20 cm)和深层土壤(20~40 cm)中的磷组分包括可溶性无机磷(CaCl₂-P)、活性无机磷(Citrate-P)、酶水解有机磷(Enzyme-P)和可溶性活性无机磷质子(HCl-P)质量分数,探讨氮添加对毛竹林土壤磷组分的影响及其与土壤有效磷和理化性质的关系。  结果  与对照相比,氮添加显著(P＜0.05)增加了所有土层土壤中的CaCl₂-P质量分数(28.5%~63.3%)和深层土壤中Enzyme-P质量分数(16.3%~33.6%),而对深层土壤中HCl-P质量分数无显著影响(P＞0.05)。低氮处理显著(P＜0.05)增加了表层土壤中Citrate-P质量分数(43.5%),中高氮处理显著(P＜0.05)增加了表层土壤中HCl-P质量分数(101.0%~155.2%)。在对照和氮添加处理中,表层土壤中的不同磷组分质量分数均显著(P＜0.05)高于深层土壤。表层土壤中不同磷组分均与有效磷呈显著正相关(P＜0.05),而深层土壤中仅Enzyme-P与有效磷呈显著正相关(P＜0.01)。氮添加通过降低土壤pH,增加土壤有机碳、微生物生物量磷和酸性磷酸酶活性,促进了土壤不同磷组分向土壤有效磷的转化。  结论  氮添加提高了毛竹林土壤磷的生物有效性,为全球变化背景下毛竹林高效经营提供了科学参考。图5表3参43     

毛竹林立地与结构的关系及其对生物量的影响

  目的  研究立地因子和结构因子中影响毛竹Phyllostachys edulis林生物量的主导因子,并解析主导因子之间的关系及其对毛竹林生物量的影响。  方法  在浙江省10个县(市)选择少受人为干扰的毛竹林,设置52个样地,通过随机森林筛选出影响毛竹林生物量的主导因子,在此基础上构造结构方程模型,分析各主导因子对毛竹林生物量的直接、间接和总影响。  结果  立竹度、林分平均胸径和竞争指数是林分结构因子中影响毛竹林生物量的主导因子。土层厚度和海拔高度是立地因子中影响毛竹林生物量的主导因子。结构方程模型分析结果表明:模型中所预设的路径能够被接受,也能较好体现所采集的数据。立竹度、林分平均胸径、竞争指数和土层厚度的总影响为正,对毛竹林生物量有正影响。海拔的总影响为负,对毛竹林生物量有负影响。林分平均胸径对毛竹林生物量的总影响最大,为0.739。立竹度对毛竹林生物量的直接影响大于间接影响。土层厚度对毛竹林生物量的间接影响最大,达0.492。立地因子中,土层厚度对毛竹林生物量的总影响大于海拔高度。海拔高度、土层厚度和竞争指数对毛竹林的间接影响大于直接影响。  结论  毛竹林的主要构件因子立竹度和林分平均胸径与毛竹林生物量的关系最为密切。海拔高度、土层厚度和竞争指数主要通过影响毛竹林的构件因子,间接影响毛竹林生物量。在毛竹林经营中,应当综合考虑立地因子、非空间结构和空间结构及其相互关系对毛竹林生物量的影响,在充分利用立地潜力的基础上,调控毛竹林结构,提高毛竹林生产力。图3表3参40