木麻黄细根形态和化学计量特征对P添加的塑性响应

探究不同发育阶段木麻黄防护林细根形态和化学计量特征对磷(P)添加的塑性响应规律,为滨海沙地土壤低磷限制下进行木麻黄不同发育阶段有针对性的施肥抚育提供科学依据。以福建省平潭岛木麻黄幼龄林(5 a)、中龄林(12 a)和成熟林(25 a)为研究对象,以内生长土芯法开展P添加试验,细根在内生长芯生长一年后,采用功能划分法对细根形态性状和化学计量特征进行测定。结果表明:(1)P添加显著提高木麻黄细根根长和根表面积,其中,总根长和总表面积总体提高7.79倍、8.69倍,比根长和比表面积总体提升15.1%、19.5%;(2)不同根系功能类群间,细根形态对P添加的塑性响应具有较显著差异,形态塑性以吸收根为主,且吸收根对P养分资源的响应更为敏感,P添加使吸收根P含量总体提高56.0%,C/P和N/P总体降低18.7%和38.7%,组织密度总体降低31.4%;(3)对于土壤P养分资源的变化,不同林龄木麻黄采取不同的塑性响应策略,P添加后,幼龄林主要通过吸收根化学计量特征变异,改变自身生理性状获取P元素,中龄林细根形态和化学计量特征无显著变异,成熟林主要通过改变吸收根形态,扩大根系吸收面积获取P元素。外源P添加可以协调木麻黄细根形态与化学计量特征的内部关系,而不同林龄木麻黄细根在获取P资源时会选择性投资。故在木麻黄施肥抚育时,应根据不同林龄采取针对性的抚育方案。

不同水分条件下氨基酸添加对温带暗棕壤碳氮含量和甲烷排放的影响

【目的】解析土壤pH值与土壤氮以及CH_(4)排放速率与土壤碳氮含量间的相互关系,为明确碳氮转化及温室气体排放规律、优化温带森林暗棕壤的水分管理提供依据。【方法】以温带森林暗棕壤为研究对象,采用室内培养法,设置水分条件为土壤饱和持水量(WHC)的40%、60%、90%,通过向温带暗棕壤中添加两种不同性质的氨基酸,探讨其对土壤碳氮含量及CH_(4)排放的潜在影响,运用Pearson相关分析法分析土壤碳氮含量、pH值及CH_(4)排放速率间的相关性。【结果】(1)氨基酸处理显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)含量、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量及CH_(4)排放速率。亮氨酸处理使DOC、NH_(4)^(+)-N含量分别升高21.39%、45.10%,CH_(4)排放速率较CK升高3.20倍,甲硫氨基酸使DOC、NH_(4)^(+)-N含量分别升高21.39%、72.71%,CH_(4)排放速率较CK升高7.00倍;(2)不同氨基酸对土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量的影响存在差异。亮氨酸处理使土壤NO_(3)^(-)-N含量升高了8.41%,但其对于土壤硝化作用的影响可能存在滞后性,而甲硫氨基酸能够显著抑制土壤硝化作用,NO_(3)^(-)-N含量显著降低了37.90%;(3)土壤不同水分条件对土壤DOC、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量及CH_(4)排放速率均存在显著影响。90%WHC使DOC含量升高11.95%~19.91%,使NH_(4)^(+)-N升高19.83%~35.46%,使NO_(3)^(-)-N降低10.05%~23.79%,使CH_(4)排放速率升高至另外两种水分条件的1.48~2.06倍。60%WHC条件使NH_(4)^(+)-N升高13.05%,使NO_(3)^(-)-N含量升高24.62%。60%WHC可能是温带暗棕壤硝化作用的最适含水量,90%WHC条件有利于DOC积累,同时对NO_(3)^(-)-N的产生存在明显抑制作用;(4)土壤pH与N H4+-N含量呈极显著正相关,与NO_(3)^(-)-N含量呈正相关。CH_(4)排放速率与NO_(3)^(-)-N含量呈极显著负相关,与NH_(4)^(+)-N含量呈负相关,与DOC含量呈极显著正相关。【结论】不同性质氨基酸添加在温带森林暗棕壤碳氮含量及CH_(4)排放中发挥的作用不尽相同。一定范围内,土壤水分含量的升高有利于土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DOC的积累及CH_(4)的排放,但土壤高含水量条件对NO_(3)^(-)-N的产生具有抑制作用。因此,在研究温带森林暗棕壤碳含量、CH_(4)排放及氮转化机制时,建议关注不同氨基酸的差异性作用,同时考虑水分的变化。

海南岛文昌现代红色沙质土壤的主量元素分析结果与意义

对海南岛东北部文昌坑尾园风成砂物质基础上发育的现代“红色沙壤”中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TOFE、CaO、Na_(2)O、K_(2)O、MgO这7种主量元素的研究发现:现代红色沙壤土中SiO_(2)含量最高,MgO含量最低;CIA分别与Saf和ba存在负相关关系且剖面上下部数据变化符合土壤自剖面底到顶风化程度变弱的规律;坑尾园剖面高CIA值,与该地所处的热湿环境相关。在此环境下,水土流失带来元素迁移,使得除SiO_(2)外的6种元素值均因减少而处于低值状态。

施肥对杉木林不同土层温室气体排放的影响

为深入研究深层土壤温室气体的迁移扩散特征,以亚热带杉木人工林为研究对象,设置施肥和不施肥2种处理,采用气体浓度梯度扩散法研究施肥对杉木人工林0~40 cm土层深度温室气体通量的影响,在此基础上结合土壤物理、化学和微生物指标的变化阐明影响不同土层温室气体通量的主导因子。结果表明:杉木人工林土壤是二氧化碳(CO_(2))与氧化亚氮(N_(2)O)的排放源,甲烷(CH_(4))的吸收汇;土壤排放的CO_(2)、N_(2)O通量和土壤吸收的CH_(4)通量均随着土壤深度的增加而降低,0~10 cm土层土壤排放的CO_(2)、N_(2)O通量和吸收的CH_(4)通量分别是30~40 cm土层气体通量的1.3、2.5和3.3倍;与不施肥处理相比,施肥显著抑制了各土层CO_(2)的排放与CH_(4)的吸收(P<0.05),施肥处理后杉木人工林土壤排放的CO_(2)通量降低了56.7%~77.5%,土壤吸收的CH_(4)通量降低了30.4%~57.8%,而且施肥对这两种气体排放的抑制作用分别在30~40 cm和20~40 cm土层中最明显;施肥显著降低了10~30 cm土层土壤排放的N_(2)O通量(P<0.05),其中10~20 cm土层土壤排放的N_(2)O通量降低最明显。施肥主要通过提高土壤湿度以降低土壤CO_(2)与N_(2)O的排放和土壤对CH4的吸收。

氮沉降对城市森林凋落物养分元素含量及其耦合性的影响

目前,氮沉降增加呈现全球化趋势,影响森林生态系统生物地球化学循环过程,已成为生态和环境研究的热点内容之一。为探讨氮沉降增加对城市森林凋落物养分含量的影响,进一步认识城市森林养分循环过程,为区域城市化进程的生态风险评估提供科学依据,本研究以安徽省合肥市蜀山国家森林公园凋落物为研究对象,在连续3年模拟氮沉降实验后(氮添加设置3种水平,分别为对照组:0 kg·hm^(–2)·a^(–1)、CK;低氮:50 kg·hm^(–2)·a^(–1)、LN;高氮:100 kg·hm^(–2)·a^(–1)、HN),研究氮沉降对城市森林凋落物(枝叶果碎)养分元素含量及其耦合性的影响。结果表明:(1)不同施氮水平下,凋落果内CK与HN中C元素含量,凋落叶中CK与LN、碎中LN与HN两组中N元素含量差异显著(P<0.05)。(2)凋落物不同组分间,N沉降显著影响Ca元素含量(P<0.05),对C元素含量无显著影响;凋落枝组分间K含量差异显著(P<0.05),凋落叶与其他各组间N含量差异显著(P<0.05),凋落果与其他各组间P含量差异显著(P<0.05);凋落叶与凋落果间Mg元素差异显著。(3)N沉降对各组分间的C/N、C/P、N/P等生态化学计量比无显著性影响,但对凋落叶、凋落果中C/N值有显著抑制作用(P<0.05)。(4)N沉降显著影响C、N间相关性及Ca、Mg间相关性,且均表现为LN显著增强相关性,HN显著抑制相关性;N沉降显著增强了P、K间的相关性,而显著降低了K与Ca、Mg的相关性。(5)N沉降对C/N与N/P、C/P与N/P间的耦合性有显著影响,且均表现为LN显著增强生态化学计量比间的耦合性,HN显著降低二者耦合性。研究结果为城市森林凋落物养分循环过程对N沉降的响应提供了理论依据。

造林密度对楠木幼龄林生长、土壤理化性质与酶活性的影响

探究造林密度对楠木人工林早期林木生长、土壤理化性质及酶活性的影响,为楠木人工林地力维持和可持续经营提供理论依据,以3种(D1:667株/hm^(2)、D2:833株/hm^(2)和D3:1111株/hm^(2))不同造林密度的6年生楠木人工林为研究对象,调查林木树高、胸径等生长性状,测定不同土层(0<~10、10<~20和20<~30 cm)土壤理化性质及酶活性,分析楠木人工林树木生长、土壤理化性质和酶活性对造林密度的早期响应。结果表明:随造林密度的增加,楠木人工林平均胸径、材积和树冠投影面积均随造林密度的增加逐渐降低,其中D1密度林分显著高于D2和D3密度林分,表明相对低的造林密度更利于楠木人工林材积的积累。造林密度对土壤硝态氮具有显著影响(P<0.01),造林密度、土层深度均对土壤pH、全氮具有显著影响(P<0.01)。楠木人工林土壤呈弱碱性,同一土层,随着林分密度增加,土壤pH、含水率呈降低趋势,而土壤有机碳含量则呈逐渐升高的趋势。随着土层深度的增加,土壤全氮、硝态氮、铵态氮、全磷含量下降,表明楠木人工林土壤养分具有明显的“表聚”现象;同一土层中,D1密度楠木人工林脲酶、蔗糖酶活性最强,蔗糖酶活性随着造林密度的增加而降低;对树木生长、土壤质量的密度效应分别进行综合分析发现,楠木人工林树木生长和土壤质量综合指数分别以D1和D2密度林分最大,分别为0.61和0.56,说明相对较低的造林密度对于树木生长以及土壤质量改善有一定作用。因此,建议对6年生楠木人工林保留密度应不高于833株/hm^(2),更有利于改善土壤质量和促进树木的生长。

岷江上游干旱河谷−山地森林交错带土壤碳氮含量及同位素的空间异质性

【目的】探究岷江上游干旱河谷−山地森林交错带土壤碳氮循环的空间异质性及其影响机制,为该地区科学管理提供理论依据。【方法】于岷江上游干旱河谷与山地森林的过渡区选取具有典型代表性的橿子栎(Quercus baronii)灌木林为研究对象,基于拉丁超立方体抽样设计对样地土壤进行取样,采用经典统计学和地统计学相结合的方法分析了样地土壤碳氮含量和碳氮同位素的描述性统计特征、空间异质性、空间相似性及其相关关系。【结果】岷江上游干旱河谷−山地森林交错带橿子栎灌木林土壤δ^(13)C和土壤δ^(15)N分别呈现弱变异和中等程度的空间变异。土壤δ^(13)C和土壤δ^(15)N均呈现正的空间自相关关系,并且土壤δ^(13)C的空间聚集性高于土壤δ^(15)N。土壤δ^(13)C的空间异质性由结构性因素主导,土壤δ^(15)N的空间异质性受结构性因素和随机性因素共同影响。土壤δ^(13)C与土壤δ^(15)N的空间分布具有很强的相似性,并且都与土壤碳氮含量具有较强的空间关联。土壤δ^(13)C与土壤δ^(15)N具有很强的相关关系,并都受到土壤水分、碳氮含量及其比值的直接或间接影响。【结论】岷江上游干旱河谷−山地森林交错带橿子栎灌木林具有不同的土壤碳氮同位素空间变异程度和耦合的碳氮同位素关系。

地被物调控对川西亚高山次生林枯落物持水性能的影响

为弄清地被物调控对次生林地水源涵养能力的影响,对阿坝州米亚罗林区3个退化程度(轻度、中度、重度)的岷江冷杉次生林分别进行了7个地被物调控处理,其中移出3个梯度(10%-C1、30%-C2、50%-C3)、输入3个梯度(10%-R1、30%-R2、50%-R3)、对照-CK,监测其枯落物持水性能的变化,结果显示:次生林的枯落物蓄积量受林分密度和林分结构以及分解速率影响,表现为中度退化>重度退化>轻度退化,枯落物最大持水量与蓄积量呈正相关,也表现为中度退化>重度退化>轻度退化,且中度退化次生林枯落物最大持水量比重度退化次生林高出50.45%,比轻度退化次生林高出57.42%。地被物调控后不同次生林蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量均是R2处理(移入30%)最高,其中轻度退化次生林R2的最大持水量比CK(对照)高出35.48%;中度退化次生林R2的最大持水量比CK高出312.24%;重度退化次生林R2的最大持水量比CK高出47.93%。不同次生林最大持水率与最大持水量、蓄积量没有相关性,其中中度退化次生林R3的最大持水率(移入30%)最高,比CK高71.66%。从监测数据来看,R2处理能较快地对提升枯落物持水性能作出响应,且在中度退化次生林的效果最好。

凋落物输入变化对黄河三角洲柽柳人工林土壤有机碳及其组分的影响

为探究凋落物输入变化对土壤有机碳库的影响,明确凋落物对森林生态系统土壤碳循环的作用,以黄河三角洲滨海盐碱地柽柳人工林为研究对象,通过设置添加凋落物(LA)、去除凋落物(LR)和对照(CK)3种处理方法,分析凋落物不同输入变化对土壤理化性质、土壤有机碳及其组分的影响。结果表明:凋落物添加和去除处理影响土壤理化性质的变化,与对照相比,添加凋落物降低了土壤密度和含盐量,增加了土壤含水量和养分(全氮、全磷、全钾),而去除凋落物则相反。3种处理对土壤有机碳(SOC)及其储量以及活性有机碳组分的影响一致,均表现为LA处理影响最大,LR处理影响最小,其中LA处理比CK增加了SOC质量分数及储量,但增加不显著;LR处理则显著降低了SOC质量分数及其储量,土层深度(d)0<d≤10 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了34.93%、12.66%,10 cm<d≤20 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了24.27%、16.13%。LA处理的土壤SOC及可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物量碳(MBC)质量分数均出现明显的表聚现象,而LR处理影响则不显著,且DOC和MBC则出现随土层深度增加而增大的趋势。土壤惰性有机碳(ROC)质量分数在不同土层间存在差异,0<d≤10 cm土层,各处理表现为LA>CK>LR,10 cm<d≤20 cm土层,各处理则表现为CK>LA>LR,而在CK和LR处理出现随土层增加而增加的趋势,偏于向土层下方积累。土壤密度(BD)与SOC及其各组分呈负相关,而土壤含水量(WC)、全氮、全磷与SOC及EOC、MBC、DOC质量分数呈极显著正相关(P<0.01)。因此,不同处理方式及不同土层深度的土壤密度、全氮质量分数和土壤含水量是影响SOC及组分变化的主要环境因子。

毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响

以幕阜山区同一片毛竹林向两侧杉木林和阔叶林扩张形成的连续生态界面为研究对象,分析不同林型土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、硝态氮(NO_(3)^(−)−N)、铵态氮(NH_(4)^(+)−N)含量及其生态化学计量比,探讨毛竹不同扩张模式对森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)的影响。结果表明:在2种扩张模式下,随土壤层次的增加,除NO_(3)^(−)−N呈不规律变化外,SOC、TN、TP、NH_(4)^(+)−N含量均呈逐渐降低趋势。在毛竹向杉木林扩张过程中,杉木林、竹杉混交林、毛竹林同一土层SOC、TN、TP含量均无显著差异;在毛竹向阔叶林扩张过程中,毛竹林0~10 cm土层SOC和TN含量较阔叶林和竹阔混交林分别降低了27.71%、30.45%和36.67%、31.11%,而在10~20 cm和20~30 cm土层则无显著差异;毛竹扩张对杉木林和阔叶林各土层TP含量无显著影响;毛竹向杉木林扩张增加了0~10 cm和20~30 cm土层NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张增加了10~20 cm土层NH_(4)^(+)−N含量及20~30 cm土层NO_(3)^(−)−N含量;毛竹向杉木林扩张对土壤C/N、C/P、N/P无显著影响,毛竹向阔叶林扩张导致0~10 cm土层N/P明显降低、10~20 cm土层C/N显著增加。综上,毛竹向杉木林扩张对土壤SOC、TN、TP影响不显著,但提升了表层和深层土壤NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张造成表层土壤SOC、TN含量显著降低,并导致中层土壤NH_(4)^(+)−N含量和深层土壤NO_(3)^(−)−N含量明显增加。

贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质和酶活性特征

【目的】探讨贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质对土壤酶活性的影响,为干旱区森林生态系统土壤酶活性变化、养分循环模式和调节机制研究提供参考依据。【方法】以贺兰山西坡土壤为研究对象,按照海拔梯度依次选择荒漠草原(海拔1349 m)、灰榆Ulmus glaucescens林(1905 m)、蒙古扁桃Amygdalus mongolica灌丛(2134 m)、油松Pinus tabuliformis林(2150 m)、青海云杉Picea crassifolia-山杨Populus davidiana混交林(2160 m)、青海云杉林(2635 m)和亚高山草甸(2664 m)等7种典型植被类型。每个植被类型设置3个重复样地,通过野外调查取样与室内分析相结合的方法,对土壤理化性质(含水率、容重、pH、有机碳、铵态氮、全氮、全磷、有效磷)和酶活性(β-葡糖苷酶、纤维二糖水解酶、α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶、蔗糖酶、淀粉酶)进行测定,利用方差分析和冗余分析探明不同植被类型土壤酶活性质量分数差异,并分析其影响要素。【结果】0~10和10~20 cm土层土壤含水率、有机碳质量分数随海拔上升整体呈现上升趋势;而土壤容重随海拔上升在0~10与10~20 cm土层整体呈现下降趋势;土壤全磷、全氮、铵态氮和有效磷质量分数以及pH在0~10和10~20 cm土层中随海拔上升无显著变化规律;在不同海拔植被带0~10 cm土层土壤各酶活性高于10~20 cm土层;土壤纤维二糖水解酶与β-葡糖苷酶随海拔升高在0~10 cm土层呈上升趋势,淀粉酶活性随海拔升高在0~10 cm土层呈先升高后降低再升高趋势,而α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶和蔗糖酶活性在不同植被带不同土层之间均变化幅度较小且差异不显著;在0~10与10~20 cm土层,土壤有机碳、全磷、铵态氮、含水率是土壤酶活性的主要影响因素。【结论】海拔梯度变化引起贺兰山西坡土壤理化性质显著变化,进而调控森林土壤酶活性沿海拔及土层分布的变化,其中土壤有机碳、pH及含水率是土壤酶活性的主要影响因素,能较好地解释土壤酶活性的海拔梯度差异。

油梨根际土壤微生物群落及其共生网络对根腐病的响应

【目的】为研发根腐病绿色综合防控技术提供理论依据,有效推进油梨树种产业发展。【方法】本研究以百色市林业科学研究所的健康和根腐病发病油梨植株根际土壤为研究对象,并利用基于16S核糖体RNA(rRNA)和内部转录间隔区(ITS)扩增子高通量测序技术,分析健康和染病植株根际细菌和真菌群落结构、组成及多样性差异,比较细菌和真菌群落结构及其相互作用,确定土壤病原菌和有益菌的变化。【结果】染病植株相对于健康植株,根际细菌和真菌群落结构和多样性均没有显著性变化。变形菌门Proteobacteria、酸杆菌门acidobacteria、放线菌门actinobacteria、拟杆菌门bacteroidetes和绿弯菌门chloroflexi是油梨根际土壤优势细菌类群,子囊菌门ascomycota和担子菌门basidiomycota是油梨根际土壤优势真菌类群。在门分类水平、纲分类水平以及属分类水平上,细菌和真菌群落组成有明显的变化,但随着分类水平降低,群落组成变化越明显。此外,健康和染病油梨根际细菌群落α多样性显著高于真菌群落,而健康与染病之间细菌群落结构差异小于真菌。细菌物种之间的相互作用比真菌网络物种间的相互作用更紧密,并且负连接百分比和关节类群数量更多,细菌网络的稳定性更高。同样,油梨根际土壤细菌群落相对于真菌群落表现出更高的生态位宽度和生态位重叠。对根腐病有反应的细菌和真菌,如芽孢杆菌Bacillus、假单胞杆菌pseudomonas和溶杆菌lysobacter和球囊菌纲glomeromycetes,由于其在染病油梨根际土壤中的相对丰度均高于健康土壤,可以被视为相关的生物防治菌。【结论】根腐病并不会使油梨根际细菌和真菌群落结构和多样性发生显著性变化,但会使得一些有益菌的相对丰度增加,并且细菌比真菌对根腐病具有更高的抵抗力。

去除凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤活性有机碳的短期影响

[目的]探究去除凋落物和草毡层对寒温带森林土壤活性有机碳的影响,为我国寒温带森林土壤碳循环的研究提供科学参考。[方法]以大兴安岭北部3种典型森林(白桦林、樟子松林和兴安落叶松林)为研究对象,在3种林型中设置对照、去除凋落物、去除草毡层以及去除凋落物和草毡层4种处理,于2021年9月对各处理不同土层(0—10 cm和10—20 cm)土壤进行取样,研究其土壤活性有机碳组分及其影响因子。[结果]在0—10 cm土层,与对照相比,去除凋落物后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中无显著变化,而在兴安落叶松林中显著降低了25.49%和39.40%;土壤微生物量碳含量在白桦林和兴安落叶松林中显著降低了19.26%和18.86%,而在樟子松林中无显著变化。去除草毡层后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中显著降低了16.08%,60.69%和17.38%,17.33%,而在兴安落叶松林中的变化不显著;土壤微生物量碳含量在3种林型中显著降低了19.47%~42.02%。同时去除凋落物和草毡层后3种林型土壤微生物量碳和易氧化有机碳含量极显著降低了22.03%~27.01%和52.22%~57.01%;土壤可溶性有机碳含量降低了11.25%~22.18%,其中白桦林和樟子松林达显著水平;在10—20 cm土层,不同去除处理对3种林型土壤可溶性有机碳和微生物量碳含量均无显著影响,白桦林和樟子松林土壤易氧化有机碳含量分别在去除草毡层以及同时去除凋落物和草毡层后显著降低,而兴安落叶松林土壤易氧化有机碳含量无明显变化。3种林型土壤活性有机碳各组分与土壤总有机碳、全氮、含水量呈显著正相关,与土壤pH则呈显著负相关。[结论]去除凋落物和草毡层降低了土壤活性有机碳含量,凋落物和草毡层的存在有利于土壤活性有机碳的形成与累积。

晋西黄土区典型林分凋落物-土壤养分对降雨再分配变化的响应

降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对降雨的再分配特征、凋落物储量、土壤有机碳(SOC)、总氮(STN)、总磷(STP)含量随林型的变化,分析了不同降雨分配特征对凋落物、土壤养分的影响。结果表明:(1)4种林分类型间降雨再分配特征具有一定差异性,油松林、刺槐林、油松刺槐林、次生林累计穿透雨率分别为86.43%、85.37%、71.68%、64.77%,树干径流率为1.0%、1.6%、1.3%、3.2%,树冠截流率为12.48%、13.01%、27.00%、31.93%。(2)不同林分类型SOC、STN、STP以及凋落物养分释放效率表现出显著差异性,天然次生林养分含量整体上高于人工林。(3)4种林分类型中,刺槐林的土壤C∶N最低,其它3种林分的土壤C∶N无显著差异;天然次生林的土壤N∶P和C∶P最高,油松林和刺槐林的土壤N∶P无显著差异。(4)穿透雨和林冠截流的变化能够影响土壤N、P组分和凋落物C、N、P元素释放率,但对土壤C组分影响较小。综上所述,黄土高原地区植被恢复过程中,降雨能够提高土壤养分含量,促进凋落物养分归还。天然次生林对改变降雨分配特征和土壤养分特征的潜力更大,自然恢复更有利于土壤养分积累。

祁连山典型植被土壤有机碳分布特征及其影响因素

探讨祁连山典型植被土壤有机碳空间分布特征及其影响因素,可为评估该地区森林土壤固碳效应提供科学依据。以退耕地为对照,以草地、天然乔木(青海云杉、祁连圆柏)、人工乔木(落叶松)和灌木5种典型植被为研究对象,测定0~100 cm深度土壤有机碳含量、有机碳密度、土壤粒度、pH、电导率、全氮、全钾和全磷含量,比较分析不同植被土壤有机碳组分的分布差异及其主要影响因素。结果表明:1)不同植被类型平均土壤有机碳含量排序为青海云杉(5.99 g/kg)>祁连圆柏(5.59 g/kg)>落叶松(2.91 g/kg)>灌木(1.83 g/kg)>草地(1.66 g/kg)>退耕地(1.16 g/kg);平均土壤有机碳密度排序为青海云杉(3.43 kg/m^(2))>祁连圆柏(2.76 kg/m^(2))>落叶松(2.16 kg/m^(2))>灌木(2.08 kg/m^(2))>草地(2.00 kg/m^(2))>退耕地(1.33 kg/m^(2))。2)随着土层的加深,不同植被土壤有机碳含量整体上呈减小的趋势,土壤有机碳密度呈先增后减的趋势。3)不同植被类型土壤C/N为9.30~15.73,均值表现为青海云杉(14.96)>草地(11.66)>退耕地(11.54)>灌木(10.83)>落叶松(10.69)>祁连圆柏(10.63)。4)不同植被类型土壤有机碳和全氮含量均呈极显著正相关(P<0.01),有机碳与全磷、黏粒、粉粒呈极显著或显著正相关(P<0.01,P<0.05),有机碳与砂粒含量呈极显著或显著负相关(P<0.01,P<0.05),有机碳与pH均呈显著负相关(P<0.05)。祁连山自然生长的乔木土壤有机碳固持能力较好,在建设碳汇林时应充分考虑土壤有机碳的影响,优先选择乔木植被。

细菌群落主导沙漠公路防护林营造后的土壤功能变化

防护林作为沙漠公路的安全保护屏障,其生长和应对胁迫所需的养分供给依赖于土壤微生物。以塔里木沙漠公路防护林和自然沙漠为研究系统,探究土壤细菌和真菌群落、两种生境共有和特有微生物物种变化对土壤物质循环功能的驱动作用。结果显示,土壤细菌和真菌物种丰富度(P<0.01,P<0.01)及群落组成(P<0.05,P<0.01)均受防护林营造的显著影响,细菌物种丰富度的响应增幅为77.5%,高于真菌22.1%。细菌群落是导致土壤酶活性升高的显著驱动因素,而非真菌群落或环境因子;细菌物种丰富度(rho=0.46,P<0.01)和群落组成(rho=0.68,P<0.01)与土壤酶之间呈显著偏Mantel相关。共有细菌相对丰度(rho=0.47,P<0.01)和特有细菌物种丰富度(rho=0.36,P<0.01)是驱动土壤酶活性改善的关键因素,与土壤酶之间呈显著偏Mantel相关。研究表明,沙漠公路防护林土壤细菌而非真菌主导微生物群落的响应,细菌群落通过改变本地物种丰度和新物种数量来调控土壤功能。

喀斯特森林木本植物叶片功能性状对土壤特性的响应

为明确喀斯特森林植物叶片功能性状对土壤特性的响应,采用样地与样线相结合的方法调查茂兰喀斯特森林的木本植物群落,计算不同地形木本植物叶片加权平均性状值,运用单因素方差分析和冗余分析不同地形植物叶片功能性状的差异及其与土壤特性的关系。结果表明,在生长型(常绿、落叶)和群落水平上,植物叶片功能性状在不同地形间存在显著差异(P<0.05),其中叶面积最为敏感,对生境的响应明显,常绿植物的叶厚度大于落叶植物,比叶面积则相反,而叶绿素含量差异不显著(P>0.05)。不同地形间土壤特性差异显著(P<0.05),漏斗地形土壤的田间持水量、毛管孔隙度、全氮含量、全磷含量及有机质含量较高,土壤肥力最佳,槽谷和阴坡次之,而阳坡地段土壤相对贫瘠。不同地形植物叶片功能性状与土壤特性间具有相关性,但不同地形土壤特性对叶片功能性状变异的解释率不同,影响植物叶片功能性状的主要土壤特性为有机质含量、全氮含量、全磷含量、田间持水量和土壤容重。茂兰喀斯特森林不同地形植物叶片功能性状和土壤特性的差异较大,随着土壤特性的改变,叶片功能性状的响应特征不同,这有利于林区物种共存及生物多样性维持。

基于最小数据集的典型黑土区不同林龄小黑杨土壤质量差异

东北作为我国重要农产品基地,其黑土有机质含量可达普通土壤的十倍。近年来由于过度的开发与利用,导致黑土质量下降,因此研究农田防护林对土壤质量的改善具有战略意义。为探讨农田防护林对黑土质量的改善效果,以不同林龄(Y1:林龄是1 a的小黑杨;Y5:林龄是5 a的小黑杨;Y6:林龄是6 a的小黑杨;Y8:林龄是8 a的小黑杨)小黑杨林下土壤为研究对象,通过测定小黑杨防护林样地的土壤理化性质,分析不同林龄小黑杨林下土壤理化性质的差异,并通过最小数据集方法对林下土壤质量进行评价。结果显示:(1)不同林龄土壤质地为:Y1:砂质土壤;Y5:壤土;Y6:粉砂质土壤;Y8:粉砂质土壤。(2)土壤透气保水性随林龄增长向良性方向演化,表层土壤容重由1.33 g/cm^(3)减小到1.17 g/cm^(3),不同土层间差异不显著,且土壤物理指标与树木生长量及其他土壤因子具有较强的相关性。(3)土壤pH随林龄减小,随土层呈波动性变化,范围在6.19—6.58之间。土壤养分随林龄呈波动性变化,垂直变化差异显著,除速效钾外均富集在表层,各土壤养分元素之间相关性较弱。(4)土壤微量元素有效态含量在不同林龄及土层均差异显著,且各元素之间相关性较强。(5)基于最小数据集的构建发现,影响不同林龄小黑杨土壤质量的最小数据集指标包括全氮、全钾、饱和持水量、速效磷、钙、锰,经总数据集验证所构建的最小数据集可体现小黑杨林下土壤质量有效信息。(6)小黑杨不同林龄土壤质量指数介于0.358—0.667,土壤质量综合得分排名为Y8>Y6>Y5>Y1。基于以上发现,小黑杨作为农田防护林对黑土区土壤质量改善效果明显,土壤保水透气性显著提升,土壤化学养分及微量元素含量部分提高,且不同林龄小黑杨对养分的循环利用效果差异显著。为实现黑土资源的合理利用,本研究建议随防护林林龄增加,更改林下套种作物以提高土壤质量及作物产量,为幼龄防护林对黑土区耕地的可持续利用提供科学依据。

义丰溪湿地植被恢复对土壤理化性质的影响

为了解义丰溪湿地植被恢复后土壤理化性质的变化情况,选取义丰溪红树林湿地为研究对象,以光滩为对照,分析不同植被恢复模式下(无瓣海桑Sonneratia apetala纯林、无瓣海桑+桐花树Aegiceras corniculatum+秋茄Kandelia obovata+卤蕨Acrostichum aureum混交林)土壤0~30 cm土层的pH、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等养分指标的动态变化。结果表明:植被恢复20 a后,土壤pH值显著下降,土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量显著增加;不同恢复模式下,除pH值外,混交林土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量均显著高于纯林(P<0.05),说明混交林模式的土壤养分含量较高,植被恢复效果较好。因此,在后续的红树林营造修复中应采用混交林模式以确保植被的恢复效果。

云南亚热带地区主要林地类型土壤碳含量变化及影响因素研究

[目的]作为陆地生态系统最大的碳库,森林土壤有机碳变化对全球碳循环产生显著影响。通过探究不同林地类型森林土壤碳含量差异及其影响因素,以期为森林碳汇管理提供理论依据。[方法]以澜沧县桉树人工林、思茅松纯林和常绿阔叶林为研究对象,运用单因素、Duncan方差分析和冗余分析法,探究3种林地类型在0~20 cm、20~40 cm及40~60 cm不同土层深度的土壤有机碳含量和密度、碳氮比(C/N)水平及垂直分布变化规律,并揭示其主要影响因素。[结果](1)0~60 cm土层,3种林地类型土壤有机碳含量差异显著。其变化范围为14.89~22.05 g·kg^(-1),高于全国森林土壤有机碳水平,以常绿阔叶林最高(22.05g·kg^(-1));有机碳密度处于3.42~4.12kg·m^(−2)之间,以常绿阔叶林最高(4.12kg·m^(−2));土壤C/N在12.99~13.82之间,以桉树人工林最高(13.82);(2)随着土层加深,3种林地类型土壤有机碳含量、有机碳密度和C/N均呈下降趋势,以常绿阔叶林土壤有机碳含量和密度下降趋势最明显;(3)3种林地类型有机碳含量和密度主要受土壤密度、有机质、全氮、水解性氮和全磷影响,环境和地形因子影响较小;土壤C/N主要影响因子为有机质、p H和坡向,环境因子对其影响较小。[结论]常绿阔叶林和桉树人工林土壤在碳汇方面具有优势,而思茅松纯林碳汇功能较弱。土壤碳含量变化受土壤理化指标影响较大,而受环境和地形因子影响较小。