寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

冀北山地不同树种根际土壤化学性质特征

为了了解冀北山地不同树种根际土壤养分的差异,对该地区6个树种[华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、白桦(Betula platyphylla)、胡桃楸(Juglans Mandshurica)、白榆(Ulmus pumila)、花楸(Sorbus pohuashanensis)、樟子松(Pinus sylvestris)]根际土壤的化学性质进行分析。结果表明：1) 6个树种根际土壤全量养分中,土壤总有机碳的含量范围为33.90～107.65 mg/g,土壤总氮的含量范围为2.40～8.65 mg/g,土壤总磷的含量范围为490.52～829.60 mg/kg,其中全磷含量最高的为胡桃楸,全氮和全碳含量最高的均为白桦。2)土壤氨态氮含量最高的为樟子松,显著高于其它树种;土壤有效磷含量最高的为胡桃楸;土壤硝态氮、速效氮和速效钾含量最高的为白榆。3)根际土壤C/N,C/P,N/P的范围分别为11.64～12.62,69.34～128.10,4.89～10.29;C/N比值最高的为樟子松,C/P和N/P比值最高的均为白桦。4)相关性分析表明,土壤pH、土壤含水...     

河岸带落叶松林土壤氮素空间格局研究

通过对庞泉沟河岸带落叶松林的土壤氮素空间格局进行分析,了解河岸带全氮、铵态氮、硝态氮的储量以及氮素的空间格局,为河岸带对河流氮素的净化研究提供基础数据。结果表明：1）土壤表层氮素含量较高,土壤中全氮、铵态氮、硝态氮空间异质性明显,并且氮素在土壤层之间、高地连续体上存在不规则的垂直格局和水平格局。2）在高地连续体上,河岸带土壤全氮与硝态氮呈显著正相关（r=0.613）,全氮与铵态氮呈正相关（r=0.114）,全氮与与河岸带宽度呈负相关（r=-0.075）,铵态氮与硝态氮呈负相关（r=-0.004）。土壤氮素格局受多因素影响,氮素的形态与含量主要受地形、林分、降水以及土壤理化性质等因素的综合影响。     

不同间伐强度对华北落叶松人工林土壤氮素含量的影响

笔者以华北落叶松人工林为研究对象,研究了弱度、中度、重度3种不同间伐强度对林下土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量的影响。结果表明:间伐措施不同程度地改良了土壤肥力。间伐后,土壤铵态氮、硝态氮含量均有不同程度的提高。其中,重度间伐样地提高最多,铵态氮含量提高了29.5%,硝态氮含量提高了245%.土壤全氮含量有不同程度的降低。其中,重度间伐样地降低最多,达29.23%.     

冷凉气候区不同形态氮肥对苹果根系氮代谢的影响

以4年生寒富苹果作为试验材料进行盆栽试验,通过施用不同形态氮肥,测定对苹果根系活力、根系氮代谢关键酶活性、根际微生物活性、根际土壤酶活性、根际土壤养分含量的影响。结果表明:不同形态氮肥对苹果的作用相对一致,硝态氮和铵态氮的根系活力动态变化均呈现先上升后下降的趋势,而酰胺态氮则一直呈现下降的趋势;硝态氮和酰胺态氮处理明显地提高了苹果根系NR的活性,而铵态氮则降低了NR的活性,硝态氮和酰胺态氮处理的动态变化都呈现先升高后下降的趋势;各处理间根际微生物数量动态变化都表现出先升高后下降;根际脲酶、蛋白酶和中性磷酸酶活性动态变化表现出先升高后下降;各处理间根际土壤全氮含量、全磷含量以及速效钾含量动态变化呈现先升高后下降的趋势。总之,三种氮肥对苹果根系和土壤的作用效果表现为NO_3~--NCO(NH_2)_2-NNH_4~+-N。     

西南酸雨区重庆缙云山常绿阔叶林土壤氮矿化特征

【目的】探讨重庆缙云山2012—2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。【方法】在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常绿阔叶林,设置1块20 m×20 m样地,内部布设5个4 m×4 m样方,于2012—2014年每年4—9月每月月末,采集上、中、下层(0~15,15~30和30~60 cm)土壤样品,同步观测样地内土壤呼吸速率,并收集穿透雨与干流;在实验室内测定土壤铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)和全氮(TN)含量;并用原位培养法测定土壤氮素矿化速率。【结果】土壤铵态氮和硝态氮含量在年际、月际(除2012年铵态氮含量)及各土层间均差异显著(P<0.05),4—9月土壤铵态氮和硝态氮含量均呈递增趋势,上层土壤的铵态氮与硝态氮含量均表现为2013年>2012年>2014年,各土层间铵态氮含量表现为中层>下层>上层,硝态氮含量表现为随土层加深而递减趋势;土壤氨化速率和硝化速率的月际变化为单峰或先升后降再上升的趋势,年际变化均表现为2013年>2014年>2012年;土壤铵态氮含量与硝态氮含量在各土层间极显著(P<0.05)或显著(P<0.01)正相关,但与穿透雨和干流输入量相关性不显著;土壤氨化速率与硝化速率均与土壤呼吸速率极显著(P<0.01)正相关,而与土壤pH值极显著(P<0.01)负相关;土壤呼吸速率大于4μmol·m^-2 s^-1时,土壤氨化速率和硝化速率明显随pH上升而下降,土壤呼吸速率小于4μmol·m^-2 s^-1且土壤pH值为3.70~3.75时,氨化速率与硝化速率开始出现小幅上升,之后下降。【结论】重庆缙云山常绿阔叶林土壤矿质氮含量具有年际、月际及土层间差异;土壤矿质氮含量受穿透雨和干流氮(包括铵态氮和硝态氮)输入量的影响较小,而与相邻土层氮含量相关更紧密;土壤pH值升高对土壤的氨化和硝化速率有抑制作用,且其抑制作用大小随土壤呼吸速率大小不同而变。     

根腐病花椒根际和非根际土壤养分特征研究

以6年生健康花椒植株和根腐病花椒植株为对象,采集其根际和非根际土壤,测定有机质、全氮、全钾、全磷、硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾含量以及pH,阐明根腐病花椒根际和非根际养分特征;通过皮尔逊相关分析,揭示土壤养分之间的相关性,研究结果可为花椒生产和根腐病防治提供科学依据。结果表明,与健康植株相比,根腐病花椒根际和非根际土壤全氮、全磷、有机质和速效钾的含量均显著降低(p<0.05);患病花椒土壤硝态氮含量在根际中显著升高(p<0.05),而pH在非根际中显著下降(p<0.05);相关性分析表明,速效钾和全氮、全磷、有机质呈极显著正相关(p<0.01);全氮和有机质呈极显著正相关(p<0.01),与全磷呈显著正相关(p<0.05);全磷与有机质呈显著正相关(p<0.05)。可见,根腐病花椒土壤养分含量降低,呈现酸化趋势;建议通过施加有机肥,防止土壤养分的下降和酸化,同时减少硝态氮肥的使用以抑制病原体的繁殖,促进患根腐病后花椒土壤的修复。     

大兴安岭根河落叶松和白桦根际固氮菌的多样性分析

对从大兴安岭根河地区落叶松和白桦根际土壤中分离的固氮菌进行16S r DNA扩增及序列测定,应用DNAMAN 6.0软件进行多序列比对,用MEGA4软件构建系统发育树。结果表明:大兴安落叶松的根际土壤中分离的40株固氮菌分属于9个不同的类群,其中,有24株菌株属于Burkholderia;白桦根际土壤中分离的19株固氮菌分属于8个不同的类群,有7株菌株属于Burkholderia。表明大兴安岭主要树种兴安落叶松及伴生种白桦根际土壤中固氮菌具有较丰富的多样性,其中Burkholderia为优势种。     

土壤水分状况与赤松幼苗的氮素利用

用赤松Ｐｉｎｕｓｄｅｎｓｉｆｌｏｒａ幼苗研究了土壤水分与氮素利用之间的关系。４月份盆栽１年生幼苗，６月份分别施用铵态氮和硝态氮，土壤水分保持干旱或湿润状态。施氮素后３周测定针叶和根的总氮量、无机氮、游离氨基酸和矿物质含量。铵态氮区针叶中总氮量和铵态氦含量增加，在任何条件下都未发现硝态氮。铵态氮区针叶的游离氨基酸特别是谷酰胺和精氨酸含量增加，根中各种氨基酸的含量增加。中度缺水（－０．０３５ｍＰａ）不影响赤松对氮素的利用，该树种喜吸收铵态氮而不是硝态氮。硝态氮区针叶中钾和钙的含量较铵态氮区稍高，但差异很小，金属元素的吸收量小可能与硝态氮的吸收率小有关。     

林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及硝化-反硝化作用的影响

为探讨林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态和硝化作用、反硝化作用的影响,选择了覆盖11、3、5 a和不覆盖(CK)4种处理的雷竹林,测定0 20 cm土层土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量,并采用气压过程分离系统(BaPS)测定土壤总硝化速率和反硝化速率。结果表明:随着覆盖年限的增加,试验雷竹林0 20 cm土层土壤全氮含量总体呈增加趋势,覆盖雷竹林全氮含量显著高于CK;土壤铵态氮和硝态氮含量均呈倒"N"型变化,覆盖3 a雷竹林的铵态氮和硝态氮含量最高;土壤铵硝比递增,覆盖3 a后显著提高,覆盖5 a后铵态氮是雷竹林土壤无机氮库的主要存在形式;土壤总硝化速率呈下降趋势,总体上与不同形态氮素含量、铵硝比相关性不显著,且相关性强度随覆盖经营年限的增加而减弱。土壤反硝化速率在覆盖3 a及以下年限时基本为0,覆盖5 a时显著提高,达69.53 μg·kg^-1·h^-1。研究表明,林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及组分比例的影响较明显,削弱了土壤硝化作用,土壤氮素不是限制硝化作用进行的主要因子,长期覆盖经营会显著提高土壤反硝化作用,增大土壤氮素的损失。在实际生产中建议采用休闲式覆盖方式,连续覆盖时间不超过3 a。     

我国林业高等院校发表英文科技论文的比较研究

统计了北京林业大学、南京林业大学、东北林业大学、浙江林学院、中南林学院和西南林学院6所林业高等院校近20年来被SCIE、EI、ISTP收录和引证的论文,并对其进行了研究和分析。结果表明:①我国林业高校发英文文章的数量偏少、质量偏低,但近年情况有所改善;②6所高校的发展很不均衡,东北林业大学发表数量最多,浙江林学院数量相对较少;③6所高校的发展速度很不均衡,浙江林学院发展最快,其次是北京林业大学和东北林业大学,而南京林业大学几乎没有较大幅度的增长。     

内蒙古贺兰山大型真菌资源现状及开发建议

文章根据2012年真菌科学考察采集到的标本,根据传统分类学方法,对内蒙古贺兰山真菌资源状况进行了鉴定.研究结果显示:研究区共有真菌262种,隶属于7目27科79属,真菌多样性丰富;其中食用菌占全部真菌种类的一半以上,药用菌和毒菌资源分别占24.81%和15.27%.最后对开发真菌资源给出了建议.     

杉木活立木组织内的养分转移特征

为了探讨杉木活立木组织内的养分转移规律,为人工林养分循环的研究和经营管理提供科学依据,利用会同杉木林25年定位测定的生物量和养分数据,估算某林龄段以前生长的、且在这林龄段还存活的生物质中新补充或转移出的养分,分析了活立木组织内的养分转移特征。结果表明:活立木各器官组织都发生养分转移,而且N、P、K、Ca、Mg都能在活立木各器官组织内转移。林分郁闭前,新吸收的养分中有部分转移到某林龄段以前生长的、且在这林龄段还存活的物质内。林分郁闭后,各林龄阶段都表现出积累在原来生长的、且在该林龄段还存活的植物组织内的养分被转出来再利用。除从叶中转移出来养分量的随林龄增加而减少外,干、皮、枝和根中转移出来的养分量的随林龄增加的变化呈现先上升后下降的规律。杉木体内养分流动方向和转移量大小除受养分含量差异大小的制约外,还受林木不同生长阶段生理发育特征的影响。植物体内的养分转移和再利用是植物对养分贫瘠环境的一种适应机制,也是植物保存养分并维持体内养分平衡的一种重要养分利用策略。     

2种不同土地利用方式对山麓耕地土壤养分的影响

研究不同土地利用方式对土壤养分的影响,以便了解土壤质量状况,为实现不同植被管理和可持续利用提供科学依据。以小陇山山麓区移栽至耕地(前期种植柴胡)后生长3年的油松Pinus tabulaeformis Carr.苗木土壤为对象,并以长期种植柴胡Bupleurum chinense的耕地作对照,采用对比和主成分分析方法,对2种人工植被类型下不同土层(0～10、10～20和20～30 cm)土壤养分特征进行了分析。结果表明:1)油松苗地3个土壤层的有机质、全磷和全钾含量均小于柴胡耕地,除0～10 cm土层有机质外,其余差异均达到显著水平(P <0.05);3个土壤层的全氮含量在油松地和柴胡地两者之间均无显著差异(P> 0.05)。油松苗地3个土壤层的速效钾均显著大于柴胡地(P <0.05);而有效磷含量却小于柴胡地(10～20 cm除外),且仅在20～30 cm土层两者差异达显著水平(P <0.05);同样,3个土壤层的碱解氮含量在油松地和柴胡地两者之间均无显著差异(P> 0.05)。2)2种植被类型下土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量表现出"表聚现象",即养分含量从表层向下层呈递减趋势;而全钾含量在2种植被类型下均表现出相反的变化趋势,即从表层向下层呈递增趋势,但差异均不显著(P> 0.05)。3)主成分分析表明:速效钾和全磷是影响油松苗地土壤质量的最主要土壤因子,而全氮和全磷是影响柴胡地土壤质量的最主要土壤因子,且土壤养分综合得分表现为油松地(1.467)<柴胡地(1.504)。可见,油松人工苗明显地降低了耕地土壤养分含量,长期栽植将会导致土壤养分处在较低水平,因此在大苗培育期间要因土施肥,提高土壤肥力,尤其需要及时补充土壤有机磷肥;而对柴胡耕地也应该补充有机氮肥和磷肥。这些结论可为小陇山山麓区域耕地进行土地合理利用和土壤科学管理提供科学参考。     

核桃茎段器官离体再生培养

以核桃(Juglans regia)茎段为外植体,对核桃茎段器官离体再生培养技术进行研究。结果表明:4—5月采集的核桃茎段,通过系列表面消毒后,0.1%升汞灭菌10min,效果最佳。在附加1.0mg/L6-BA的DKW诱导培养基中,萌芽率为60%以上。通过SH+0.5mg/LBA+0.1mg/L IBA进行增殖培养,芽增值系数为4.32。以1/2SH+8.0mg/LIBA进行不定根诱导,生根率为63.18%,根数2~3条。     

南亚热带海岸沙地不同林分土壤微生物功能多样性及影响因素

以福建省东山县海岸沙地4种人工林分(木麻黄Casuarina equisetifolia、卷荚相思Acacia crassicarpa、湿地松Pinus elliottii、尾巨桉Eucalyptus grandis×E. urophylla及天然次生林Secondary Forest)为研究对象,采用Biolog-eco微平板法研究了南亚热带海岸沙地表层(0～10 cm)土壤微生物碳源代谢活性及多样性特征,分析了不同树种土壤微生物功能多样性、土壤理化性质影响的差异及相关性。结表果明:1)不同林分对土理化性质的影响存在显著差异(P <0.05),与人工林分相比,天然次生林土壤有效磷、全碳、速效钾含量及阳离子交换量均较高,而4种人工林分之间差异不明显;2)主成分分析(PCA)表明,与人工林分相比,天然次生林有较独特的碳源利用方式和较高的活性;碳水化合物类、氨基酸类、胺类是滨海沙土微生物利用的主要碳源;3)土壤微生物功能指数与土壤pH、有效磷、有机碳含量显著正相关,较低的有机碳、有效磷含量可能是限制滨海沙土微生物功能发挥的关键制约因素。4)在防护林更新改造过程中可通过套种乡土阔叶树种、增施磷肥等措施,调节土壤pH值,提高土壤有机碳及有效磷含量,增强土壤微生物活性,从而促进沙土质量的持续改良。     

城郊森林公园建设评价体系构建研究——基于鹫峰国家森林公园的实证检验

城郊森林公园是新近发展的一种森林公园形式。近年来在公园规划方面得到较为迅速发展,但目前还缺乏一个城郊森林公园的综合评价指标体系。考虑城郊森林公园的特殊性,本研究采用德尔菲法和层次分析法。在考察国内26个森林公园的基础上,结合20位业内专家的支持,构建了一个包含生态建设、生态服务、设施建设和综合管理4个准则层,生态保护、生态修复、环境调节、游憩价值、游憩设施、自然教育设施、机构建设和支撑能力8个因素层24个评价指标的城郊森林公园评价体系。选取北京鹫峰国家森林公园作为案例地,进行了评价体系的实证应用,得出鹫峰国家森林公园的综合评分为7.33分。以鹫峰国家森林公园为参照,提出城郊森林公园4个等级划分标准,基于这个标准,鹫峰国家森林公园可以评定为三星级城郊森林公园。通过对该评价体系的分析,笔者对城郊森林公园的发展提出了重视城郊森林公园的生态服务和生态建设、着力发挥城郊森林公园自然教育功能、提升城郊森林公园的设施建设的建议。     

观景距离和光照条件对黄栌林景观色彩的影响

为分析观景距离和光照条件对景观色彩呈现的影响,以八达岭国家森林公园红叶岭黄栌森林景观为研究对象,通过利用在不同观景距离、光照条件下拍摄的照片,设计试验,定量提取并计算HSV色彩,进行显著性检验等。结果表明:1)观景距离对景观色彩影响的试验中,Friedman秩和检验色彩全分量P值均远大于显著性水平α=0.05,色彩分量占比差值的T检验均以P值小于α=0.05拒绝μ≥0.1的原假设,即观景距离对森林景观色彩无明显影响。2)光照条件对景观色彩影响的试验中,Friedman检验全分量统计量均小于χ_0.05~2(12-1)=4.575,色相分量占比差值以92%的比例拒绝T检验的原假设μ≥0.1,彩度分量和明度分量分别以33%和27%的比例接受原假设μ≥0.1,即光照条件对景观色彩的色相分量无明显影响,对彩度和明度分量影响较大。3)本研究提出了使用色彩占比差值实施T检验的方法,对森林景观呈现进行定量分析,否定了观景距离、光照条件等客观因素对森林景观色彩呈现有较大影响的感性观点,为景观美学进一步研究提供了理论依据。     

华北土石山区7种优势乔木树种耗水分析

为了给建立生态水源涵养林筛选抗旱节水的优势树种及植被营建合理规划提供科学的理论依据,采用盆栽称重法对7种乔木树种蒸腾耗水规律及环境因子影响等进行试验。结果表明:1)油松、元宝枫T_r日变化为双峰曲线,侧柏、栓皮栎、槲树、刺槐、盐肤木为单峰曲线,峰值出现在9:00—11:00或13:00—15:00;T_r日均值从大到小排序为:栓皮栎(4.40 mmol?m^-2s^-1)>盐肤木(3.42 mmol?m^-2s^-1)>槲树(3.13 mmol?m^-2s^-1)>刺槐(1.95 mmol?m^-2s^-1)>元宝枫(1.84 mmol?m^-2s^-1)>油松(1.79 mmol?m^-2s^-1)>侧柏(1.76 mmol?m^-2s^-1),阔叶乔木T_r日均值高于针叶乔木的。2)R_WUE主要表现为"V"型趋势,9:00—11:00出现最小值,油松、侧柏的抗旱性强于刺槐、元宝枫、栓皮栎、槲树、盐肤木。3)不同天气耗水量从大到小排序为:晴天>半晴天>阴天,7月、8月、9月的耗水量多于5月、6月、10月;不同树种耗水量ATWCA序为元宝枫(0.120 g·cm^-2d^-1)>盐肤木(0.115 g·cm^-2d^-1)>栓皮栎(0.098 g·cm^-2d^-1)>槲树(0.090 g·cm^-2d^-1)>油松(0.061 g·cm^-2d^-1)>刺槐(0.053 g·cm^-2d^-1)>侧柏(0.039 g·cm^-2d^-1);表明阔叶乔木耗水量多于针叶乔木。4)影响树种叶片蒸腾速率的影响因子主要是光合有效辐射和气孔阻力。     

沙地樟子松林天然更新研究进展

沙地樟子松是我国北方地区广泛引种的主要固沙造林树种,但在引种地只有少数地区能够完成自然更新过程。本文从沙地樟子松落种特征、土壤种子库、种子扩散、种子萌发、更新苗特征、天然更新类型以及影响天然更新因素等方面综述了沙地樟子松天然更新研究现状,并探讨其天然更新的关键影响因素,同时提出了研究展望。