毛竹原状和粉状叶片分解特征对施氮和温度的响应

[目的]毛竹(Phyllostachys edulis)叶片分解与竹林碳循环和养分周转关系密切,通过室内模拟氮沉降和温度升高试验,为预测未来气候变暖和氮沉降条件对凋落竹叶分解的调控提供参考,为科学管理毛竹林提供科学依据。[方法]以毛竹原状叶片及粉状叶片(粉碎过2 mm)为研究对象,布设3因素2水平试验,即施氮(添加氮5 mg·g-1)和不加氮对照,12℃和28℃培养温度,原状和粉状叶片,恒温箱中培养78 d,采用密闭碱液吸收法定期测定CO2释放量,并计算分解速率。[结果]表明:施氮处理、培养温度和叶片形态及其交互作用对凋落竹叶分解速率的影响因培养阶段不同而存在差异,总体上表现为培养前期(0—23 d)和培养中期(24—48 d)的分解速率高于培养后期(49—78 d)。从均值来看,施氮处理抑制原状叶片在12℃培养下的分解速率,而对两种形态叶片在28℃培养条件的分解速率影响不显著;施氮处理可增加原状凋落竹叶分解速率的温度敏感性(Q10),但对粉状凋落竹叶分解速率的Q10值影响不显著,且原状凋落竹叶分解速率的Q10值高于粉状凋落叶。凋落竹叶C/N在培养后期显著升高,且氮添加显著促进粉状竹叶C/N增加。[结论]氮沉降对毛竹凋落叶分解的影响效应与培养温度和叶片形态有关。凋落物分解的影响因素众多,凋落物分解对全球环境变化的响应不仅应该深入研究其化学和生物学机制,还要关注物理过程及其调控潜能。     

科尔沁沙地退化草场土壤养分的空间结构分析

利用地统计学的方法对科尔沁沙地东南缘退化草场土壤养分的空间分析表明:该草场土壤有机质、全氮、全磷和速效钾都具有明显的空间结构特征,但结构异质性的程度和尺度表现各不相同,空间相关度依次为0.788,0.470,0.758和0.650,变程依次为7.8,18.4,5.9和6.5 m,分数维依次为1.857,1.881,1.933和1.920.Moran's Ⅰ系数在近距离(1～2 m)内均在0.4左右,随着距离增大,迅速减少,克立格制图进一步形象地直观描述该地退化草场土壤特性的空间结构特征.指出土壤全氮是该地区草地生态系统退化和恢复关注的重点.     

城乡梯度森林土壤原易位N矿化

以位于南昌市城乡生态界面的湿地松(Pinus elliottii)人工林为研究对象,开展城区、郊区、乡村3个不同梯度土壤N原位、易位培养试验.结果表明:培养土壤来源对土壤的氨化、硝化速率影响差异极显著(P＜0.001),对净矿化速率影响差异显著(P＜0.05);氨化速率表现为乡村土壤来源(0.11 mg·kg-1·30 d-1)＞郊区土壤来源(-0.92mg·kg-1·30d-1)＞城区土壤来源(-2.02 mg·kg-1·30 d-1);硝化速率表现为乡村土壤来源(0.44 mg·kg-1·30 d-1)较低,城区(3.18 mg·kg-1·30 d-1)和郊区土壤来源(3.35 mg·kg-1·30 d-1)较高;净矿化速率表现为乡村土壤来源(0.54 mg·kg-1·30 d-1)＜城区土壤来源(1.16 mg·kg-1·30 d-1)＜郊区土壤来源(2.43 mg·kg-1·30 d-1).培养位置对氨化速率影响差异不显著(P＞0.05),对硝化速率、净矿化速率影响差异极显著(P＜0.001);硝化速率和净矿化速率均表现为乡村(0.68 mg·kg-1·30 d-1和-0.29 kg·kg-1·30 d-1)和郊区(1.78 mg·kg-1·30 d-1和1.06 mg·kg-1-30 d-1)较低,城区(4.51 mg·kg-1·30 d-1和3.36mg·kg-1·30 d-1)较高.总体来看,土壤N的矿化过程既与土壤理化特性有关,又明显受到城市化的影响.     

江西省生态公益林典型林分土壤肥力状况研究

目的生态公益林是以发挥生态效益和社会效益为主要目标的森林类型,土壤肥力状况是土壤的基本属性和本质特征,探讨生态公益林不同林分类型的土壤肥力状况,旨在为森林土壤资源的科学管理与评价及生态公益林管理提供理论参考。方法本文从江西省生态公益林监测样地中选取6种处于发育中期阶段的典型林分类型(常绿阔叶林、马尾松林、毛竹林、杉木林、湿地松和针阔混交林)33块样地,测定其土壤化学性质,并用方差分析(ANOVA)探索林分类型和土壤层次对土壤肥力的影响,同时比较同一林分类型内不同土壤层次和同一土壤层次不同森林类型的土壤化学性质差异,利用主成分分析(PCA)对土壤指标进行降维,计算各林分类型的PCA综合得分进而排序土壤肥力状况。结果研究结果表明:随着土壤深度的增加,土壤有机碳、全钾、速效氮、有效磷和速效钾含量均逐渐降低,而pH值、全氮和全磷均无显著变化。同样,除常绿阔叶林A层的有效磷和针阔混交林A层的速效钾分别显著地高于杉木林和马尾松林外,其余同一土壤层次不同林分类型间土壤养分含量无显著性差异。主成分分析显示,第1主轴(35.9%)主要代表速效养分含量和有机碳含量的变化,其中速效氮、速效钾和有机碳的因子载荷值较大;第2主轴(15.4%)主要代表全量养分和pH值的变化;土壤肥力状况排序为:毛竹林>常绿阔叶林>针阔混交林>马尾松林>杉木林>湿地松林。结论从保育土壤的角度来看,不同林分类型的肥力状况将为生态公益林差异化补偿提供数据支持和理论参考;此外,相对于人工针叶纯林,常绿阔叶林和针阔混交林有利于土壤养分的积累,因而建议针对人工针叶林进行补植改造,朝向针阔混交林和常绿阔叶林方向转变,从而提升生态公益林的生态和社会效益。      

城乡梯度森林土壤有效氮季节动态

亚热带地区土壤中有效氮主要以铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3;-N)形式存在,是限制林木生长的主要因子.以位于南昌市城乡生态界面的湿地松(Pinus elliottii)人工林为研究对象,开展城区、郊区、乡村3个不同梯度土壤有效氮月份动态监测.结果表明:不同月份对土壤有效氮的影响差异极显著(P<0.001),土壤有效氮具有明显的季节波动;城乡梯度对土壤有效氮、硝态氮占矿质氮的比例(相对硝化速率)的影响差异极显著(P<0.001),其中土壤铵态氮的年平均含量为城区>郊区=乡村,而硝态氮、矿质氮和相对硝化速率均为城区>郊区>乡村.可见,城市化过程不仅影响森林土壤有效氮的总量,还影响其形态组成;硝态氮是城区和郊区森林土壤中有效氮的主要形式,而铵态氮足乡村森林土壤中有效氮的主要形式.因此,在城市森林管理中应加强土壤硝态氮的养分管理.     

厚壁毛竹结构性成分含量特征

采用范氏洗涤纤维法分别测定竹叶、竹枝和竹秆中的纤维素、半纤维素和木质素的含量,研究了厚壁毛竹不同部位和不同生长时间的结构性成分含量变化特征。结果表明：竹叶中纤维素含量低于半纤维素含量[分别为（27．71±5．82）％、（38．02±5．76）％],而竹枝和竹秆中纤维素含量均明显高于半纤维素含量;各部位按纤维素含量、木质素含量和结构性成分含量总和的高低分别为：竹秆中部、竹秆基部、竹秆梢部、竹枝和竹叶,而半纤维素含量相反。方差分析表明,不同部位间的纤维素、半纤维、木质素含量及其总和的差异均达到极显著水平（ F＞F0．01,P＜0．01）;不同生长时间的结构性成分含量及其总和的差异相对较小,仅木质素含量的差异达到显著性水平（ F＝4．777,P＝0．012）。研究结果为厚壁毛竹的利用奠定基础。     

植茶年龄对丘陵区茶园土壤和茶树养分含量的影响

分析土壤养分供应和茶树养分含量之间的关联性可为茶园经营管理提供参考.以江西典型丘陵区不同植茶年龄(10年以下、10 ～ 20年、20 ～ 30年、30～40年、40 ～50年、50年以上和对照荒地)茶园为研究对象,开展土壤化学特性和茶树不同部位养分含量以及两者之间关联性的研究.结果表明,两层土壤的pH值均随植茶年龄的延长而下降,而阳离子交换量(CEC)、有机C、全N和全P均呈增加的趋势,且随植茶年龄增加表层(0～20 cm)和下层(20～ 40 cm)土壤化学特性的差异性减少(P＜0.05).除植茶年龄＞50年的茶园外,其它茶园茶树根、茎、当年生枝、成熟叶和茶叶N和P含量均随植茶年龄增大而增加,且成熟叶和茶叶中的含量显著高于根、茎和当年生枝中的含量(P＜0.05).根、当年生枝、成熟叶和茶叶N、P含量与土壤pH、CEC、有机C有较强的相关性,但与土壤全N和全P含量相关性弱.成熟叶和茶叶C、N、P化学计量比与土壤全N含量显著相关,但与土壤全P含量不相关.可见,土壤特性与茶树体养分含量及其计量比的关联性因观测变量和植物体部位不同而各异;土壤有机质管理是茶园肥力维持的关键环节,土壤N、P供应失衡,N相对缺乏,而P相对富余,因此,增施富N有机肥是科学经营茶园的有效措施.     

模拟酸雨和铝添加对茶树生长及生理生化特性的影响

以茶树(Camellia sinensis)种子实生苗为材料,研究了模拟酸雨和铝添加对茶树生物量、抗氧化酶及一些抗性指标的影响.结果表明,适量的铝和适度的酸雨有利于茶树生物量的积累,较高的铝和较高酸度酸雨不利于茶树生物量的积累.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)先增加后下降.随着酸雨强度的增加,SOD、POD、CAT和APX总体上增加,在较低浓度铝处理下,酸雨加剧SOD、POD、CAT和APX的增加,存较高铝浓度(30 mg/L)处理下,酸雨加剧SOD、POD、CAT和APX的下降.10 mg/L铝浓度处理茶树叶片超氧阴离子产生速率(O2-)和丙二醛(MDA)含量与无铝处理的相比没有明显差异,随着铝处理浓度的增加其O2-产生速率和MDA含量增加.酸雨强度对茶树叶片O2-产生速率和MDA含量没有明显影响.酸雨加剧铝引起茶树叶片O2-产生速率和MDA积累的增加.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片脯氨酸含量增加.而酸雨单独作用对脯氨酸含量没有明显影响,但酸雨加剧铝对茶树叶片脯氨酸积累的增加.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片可溶性糖含量先增加后下降.pH 3.0的酸雨明显提高茶树叶片可溶性糖含量.结果表明,茶树可通过提高抗氧化酶活性和一些渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)增强对酸雨和低浓度铝的适应性和耐受能力.高浓度的铝(30 mg/L)损伤茶树抗氧化系统,减少一些抗性物质的合成,影响其生长,而酸雨加剧高铝对茶树的伤害.     

亚热带次生混交林中不同类群植物叶片可提取态碳水化合物的分配格局

可提取态碳水化合物(EC)是植物光合作用的主要产物,能较好地反映植物的适应性和竞争力,目前对不同类群植物间的异同及其在适应与竞争机制方面的解释尚不明确。研究在亚热带地区马尾松林演替至常绿阔叶林中间阶段的次生混交林中选取17种常绿植物和13种落叶植物,于生长旺季和叶凋落期分别收集鲜叶和凋落叶,采用连续浸提7步分级法测定7类EC的含量,比较分析不同类型植物叶片EC的变化规律。结果表明,(1)常绿植物鲜叶游离态糖类的含量及百分比分别为52 mg/g和54%,均高于落叶植物的48.11 mg/g和49%,而水溶性半纤维素类相反(P0.05);其它几种EC差异均不显著。(2)常绿植物凋落叶的游离态糖类、弱结合态糖类、强结合态糖类和水溶性半纤维素类占有机碳比例分别为10.82%、2.87%、2.70%和3.44%,均低于落叶植物的13.14%、3.95%、3.81%和4.51%;乔木凋落叶游离态糖类和弱结合态糖类占有机碳比例则为10.73%和2.78%,低于灌木的11.90%和3.40%及草藤本的11.98%和3.40%。(3)常绿植物鲜叶的游离态糖类和弱结合态糖类含量显著高于其凋落叶;而落叶植物鲜叶的游离态糖类和总EC含量则明显低于其凋落叶。推断与落叶植物竞争时,常绿植物可能通过提高鲜叶的游离态糖类含量,增强叶片碳源利用取得优势。