武夷山不同种植模式下茶园土壤理化性质和酶活性的季节变化特征

土壤酶活性是表征土壤肥力水平和养分转化的重要指标,揭示种植模式和季节变化对茶园土壤酶活性影响,阐明影响茶园土壤酶活性变化的主要环境因子,为合理评估有机茶种植的土壤生态效应提供理论依据。结合野外调查和室内分析方法,以武夷山茶区3种类型样地,即林地(FD)、常规茶园(CT)和有机茶园(OT)为研究对象,测定了参与土壤碳、氮和磷循环的6种酶活性,研究不同种植模式下土壤酶活性的季节变化规律及影响因子。结果显示,与林地土壤相比,常规种植模式茶园土壤铵态氮、全磷、有效磷和有效钾含量显著增加,土壤全钾和pH显著降低;相比常规茶园,有机茶园土壤有机质和全氮含量显著增加,土壤全磷、有效磷、全钾和速效钾含量显著降低,土壤pH有所增加,土壤养分比例更为协调。种植模式和季节及其交互作用对土壤脲酶和过氧化氢酶活性影响显著。与林地土壤相比,常规茶园土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性下降了12.05%~63.55%,有机茶园土壤脲酶显著提高了324.95%,种植模式并未改变土壤硝酸还原酶活性。总体而言,夏秋季节(5月和8月)土壤脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显高于冬春季节(11月和2月),土壤硝酸还原酶和过氧化氢酶活性在春季最高。置换多元方差分析结果显示,种植模式对土壤整体理化性质的影响远大于季节变化。冗余分析结果显示,土壤环境因子解释了土壤酶活性变异的77.03%,土壤有机质、全氮、铵态氮、全磷、有效磷、全钾、有效钾和pH对土壤酶活性有显著或极显著的影响。综上所述,林地转变为茶园对土壤理化性质和酶活性产生显著影响,常规种植导致茶园土壤速效磷钾积累,土壤酶活性降低,有机种植提高了土壤酶活性,增强了土壤碳氮养分供应能力,具有良好的生态环境效应。

尤溪天然米槠林植物碳氮磷的化学计量特征及其分配格局

以福建尤溪的天然米槠[Castanopsis carlesii（Hemsl．）Hayata]林乔木层、灌木层和草本层的26个主要优势种为研究对象，分析了植物不同器官的C、N和P含量及其比值的差异及相关性，并对不同器官C、N和P含量在不同层次问的分布特征进行了研究。结果显示：同一器官中均为c平均含量最高、P平均含量最低；其中，叶片中C、N和P含量分别为344．95～486．15、6．26～19．50和0．18—0．62mg·g-1，C／N、C／P和N／P比分别为22．52～61．21、696．64～2589．72和11．38～58．94；根系中的C、N和P含量分别为277．95～458．30、1．41～12．73和0．13～0．44mg·g-1，C／N、C／P和N／P比分别为34．63～296．17、731．45～3372．69和8．81～34．41；乔木层和灌木层植物枝条中C、N和P含量分别为407．75—473．75、3．10～7．39和0．09～0．61mg·g-1，C／N、C／P和N／P比分别为57．43～148．15、776．64～5054．44和7．05～48．11；乔木层植物树干中的C、N和P含量分别为432．56～463．32、2．67～6．35和0．16—0．31mg·g-1，C／N、C／P和N／P比分别为68．12～167．73、1494．58～2860．63和11．35—29．06。乔木层植物的不同器官按C含量由高至低依次排序为叶片、枝条、树干、根系，按N和P含量由高至低依次排序为叶片、枝条、根系、树干；灌木层植物的C含量在枝条中最高、根系中最低，N和P含量在叶片中最高、枝条中最低；而草本层植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分。除根系中的N含量与P含量呈极显著正相关外，同一器官的C、N和P含量问均无显著相关性，但与C／N、C／P和N／P比值间大多有极显著的相关性。不同器官的C、N和P含量也因植物所处层次的不同而异，其中乔木层植物叶片中均最高、草本层植物叶片中均最低；乔木层植物全株的C含量最高、N含量最低，草本层植物全株的N含量最高、C含量最低，各层植物全株的P含量比较接近。研究结果表明：尤溪天然米槠林内植物叶片的C、N和P含量均偏低，P缺乏很可能是限制该林分植物生产力的最重要元素。

氮磷钾添加对无患子叶片性状和果实产量的影响

以10年生无患子无性系为研究对象,通过设置施肥与不施肥两处理,分析氮磷钾养分添加对不同无性系无患子叶片性状和果实产量的影响.结果表明:(1)与对照相比,氮磷钾添加下无性系1号无患子叶面积增加了5.60%,无性系1号和5号无患子比叶面积分别增加了0.48%和3.80%,仅无性系3号无患子叶干物质含量在养分添加下显著增加了5.70%,其他无性系无患子均无显著差异;(2)在氮磷钾添加处理下,无性系1号和5号无患子光合净呼吸速率相较于对照分别增加了1.19%、39.40%;无性系5号无患子胞间CO_(2)浓度、水分利用效率和光合氮利用效率显著高于对照,而其他无性系则均无显著差异;(3)叶面积、净光合速率、叶片光合氮利用效率与果实产量呈显著正相关,而比叶面积与果实产量呈显著负相关;(4)氮磷钾添加均不同程度地促进了无患子果实的生长发育,增加其果实产量.研究结果可为无患子苗木培育及资源开发利用提供理论参考.

闽西北地区不同林龄常绿阔叶混交林物种多样性比较

基于野外样方数据,按照林龄与垂直分布层次,分别采用Margalef丰富度指数(Dm)、Pielou均匀度指数(J)与生态优势度指数(C)计算式,对闽西北地区主要优势种为米槠(Castanopsis carlesii)、栲树(Castanopsis fargesii)、甜槠(Cadtanopsis eyrei)、青冈(Quercus glauca)等壳斗科植物为主的天然常绿阔叶混交林群落的物种多样性进行了调查与对比分析。结果表明:(1)不同龄组常绿阔叶混交林乔木层的物种多样性存在显著差异(P<0.05),以中龄林最为丰富,近熟林与成熟林次之,幼龄林最低,各龄组间的物种分布的均匀度与优势度差异不明显(P﹥0.05),近熟林J值最大,幼龄林C值最大;(2)不同龄组常绿阔叶混交林灌木层间的Dm、J、C值差异显著(P<0.05),以中龄林与成熟林内物种较为丰富,近熟林次之,幼龄林最低,物种分布以幼龄林内最为不均;(3)不同龄组常绿阔叶混交林草本层间的Dm、J、C差异显著(P<0.05),物种多样性以成熟林内最为丰富,幼龄林次之,近熟林内最低,成熟林与幼龄林内草本层物种分布较均匀,中龄林与近熟林内则分布较集中,其物种优势度较高;(4)不同龄组常绿阔叶混交林乔、灌、草层间的物种多样性不同。在幼龄林中,Dm值大小顺序为:乔木层>草本层>灌木层,J值为草本层>乔木层>灌木层。中龄林、近熟林、成熟林的Dm值大小顺序均为:乔木层>灌木层>草本层,J值为灌木层>乔木层>草本层。研究结果可为了解闽西北地区不同龄组常绿阔叶混交林群落结构的物种组成与动态变化特征,探讨常绿阔叶混交林近自然经营及其残次林改造技术,制定其生物多样性的生态保护决策等提供理论依据。

氮添加对华润楠苗木碳氮磷化学计量特征的影响

通过连续1 a的N添加（0（对照）、低N、中N、高N）人工受控试验,探讨了N供给改变对华润楠苗木叶片C、N、P化学计量特征的影响.结果表明：不同程度的N添加处理后,华润楠苗木叶片C、N、P含量分别为45.200％～45.568％、1.705％～1.835％和0.072％～0.086％;茎C、N、P含量分别为44.387％～44.582％、0.943％～1.001％和0.054％～0.071％;根C、N、P含量分别为37.232％～37.634％、0.942％～0.995％和0.062％～0.083％,N添加后叶片、茎、根中C、N、P含量均显著高于对照.叶片C∶N、C∶P、N∶P的范围分别为26.870～28.465、534.528～665.874和23.750～27.145;茎C∶N、C∶P、N∶P的范围分别为48.854～50.378、674.739～946.525和15.136～25.281;根C∶N、C∶P、N∶P的范围分别为38.503～40.096,483.905～750.579和12.419～21.042,N添加后叶片、茎、根C∶N、C∶P、N∶P均显著低于对照.在N添加的1 a时间里华润楠苗木养分含量随时间的变化表现出一定波动性.

闽西北地区不同龄组常绿阔叶混交林生态系统碳储量结构特征

选取福建西北部地区多群落类型组成的常绿阔叶混交林为研究对象，通过典型样地调查法，对生态系统各个层次进行取样调查，采用“相对生长法”计算乔木层生物量，灌木层、草本层和凋落物层采用全部收获法测得其生物量，对土壤层的调查采用剖面法加土钻法，代表性样品碳含量的测定采用重铬酸钾-外加热容量法。在此基础上，分析了该地区不同林龄常绿阔叶林生态系统碳储量及其格局特征，结果表明，（1）闽西北地区常绿阔叶林生态系统平均碳储量为260.63 t·hm-2。在每个发育阶段，各层片对整个生态系统碳储量的贡献率相对稳定，空间分布格局特征相似。幼龄林、中龄林、近熟林、成过熟林生态系统的碳储量分别为192.14、221.15、317.11和312.12 t·hm-2，基本表现出随林龄增加而逐渐增大的趋势。（2）乔木层、灌木层、草本层、凋落物层的平均碳质量分数分别为48.5%、46.9%、41.2%、44.0%，每个层片中，各器官的碳含量差异不大，乔木层、灌木层及草本层的碳质量分数表现出随层片高度降低而减小的趋势。土壤碳质量分数由表层到底层逐渐减小。0～10、10～20 cm土层碳质量分数均显著大于其余三个土层。（3）生物量碳储量在每个层片随着龄组不同，表现出不同的变化趋势。乔木层碳储量大小排序为近熟林﹥成过熟林﹥中龄林﹥幼龄林，灌木层与草本层在不同发育阶段的碳储量，均表现出以下规律：从幼龄林到中龄林不断增长，在中龄林达到最大值后，又随发育的进行显现出不断下降的趋势。随着地表凋落物现存量的不断增加，其碳储量也表现出幼龄林﹥中龄林﹥近熟林﹥成过熟林的趋势。土壤的平均碳储量为134.986 t·hm-2，随着林分发育，表现为成过熟林﹥近熟林﹥中龄林﹥幼龄林。

基于C^2H和D^2H的刨花楠幼苗生物量回归模型比较

为简单、方便、准确地估算我国亚热带森林生态系统中具有重要生态价值和多种经济用途的优良乡土阔叶树种刨花楠Machilus pauhoi的生物量,以冠幅(C)、地径(D)和株高(H)3个形态因子作为变量,运用回归分析和模型选优的方法建立了单株刨花楠幼苗叶、茎、根和总生物量的最佳估测数学模型.结果表明:CH、C2H复合变量与生物量相关性较好,以CH、C2H为自变量的乘幂曲线回归模型W=b0xb1为刨花楠幼苗的最佳生物量估测模型,与常用的D2H作为变量的生物量模型相比,精度基本一致,但工作简便性更好.但在植株密度差异较大或估算大个体刨花楠生物量时应做进一步的验证.

基于生态系统服务的景观生态风险评价及其驱动因素研究——以福建省为例

景观生态风险评价是实现景观格局优化的前提与基础,对于推动景观生态管理、生态文明建设具有重要意义。为提高景观生态风险评价的准确性和全面性,基于生态系统服务改进景观生态风险的评价方法,评价并分析了福建省2000—2020年景观生态风险的时空演变特征,并采用探索性回归分析与地理加权回归模型,探究了景观生态风险时空演变的主要驱动因素。结果表明:(1)2000—2020年福建省景观干扰度逐渐增强,总体呈现“西北低东南高”“大集聚、小分散”的空间分布特征。2000—2020年福建省景观脆弱度整体呈波动下降趋势,而西南部则呈增加的趋势。(2)2000—2020年福建省景观生态风险指数均值由2000年的0.042增长至2020年的0.049,增加了16.7%。至2020年,较高、高风险区面积增长1.8倍,并由东部及东南沿海地区逐渐向内陆扩张;低风险区则减少至2000年的90%,主要分布在中北、中东部及其周围地带。(3)GDP、常住人口及年均降水量对福建省景观生态风险解释能力最强,对景观生态风险的影响存在空间异质性。GDP、常住人口对福建省景观生态风险具有正向驱动作用,年均降水量则起抑制作用。为此,优化城市经济发展模式、控制常住人口规模是福建省景观生态风险管理与优化的关键。

利用反射光谱研究砂岩风化与排氮作用——以江西龙虎山为例

近期,《Nature》、《Science》等世界顶级期刊揭示了地表岩石与全球氮循环的相互作用,认为岩石是氮素的重要储库,其风化排氮是生态系统氮素的主要来源之一,对局部乃至全球氮循环具有重大影响。陆地地表岩石分布面积75%是沉积岩,丹霞地貌是受沉积岩风化侵蚀作用形成的重要地貌类型之一,研究丹霞地貌沉积岩的风化与排氮作用对深入了解全球氮循环过程具有重要意义。以江西龙虎山丹霞地貌出露的红色砂岩为研究对象,在系统的野外样品采集工作基础上,利用偏光显微镜、ASD光谱仪和碳氮分析仪对样品的矿物组成、光谱曲线和氮素含量进行鉴定和测量。结果表明:龙虎山砂岩主要为长石砂岩,颗粒矿物为长石和石英,胶结物以铁质、钙质为主,次为泥质;砂岩的化学风化类型主要有胶结物溶蚀和颗粒矿物水化两种,其中胶结物溶蚀以铁质溶蚀为主,溶蚀后岩石的光谱曲线在902 nm处(Fe^3+的特征吸收波段)的吸收指数下降,而颗粒矿物水化则主要体现为长石向粘土矿物转变,水化后岩石的光谱曲线在2210 nm处(粘土Al—OH的特征吸收波段)的吸收指数上升。针对同一件样品,已被化学风化的部分与未被风化的部分相比,其氮元素含量有所下降,且氮元素含量与2210 nm处的吸收指数存在一定的负相关系(R^2=0.8026),说明岩石风化有助于氮排放;针对不同样品,氮元素含量与2210 nm处的吸收指数相关性很差(R^2=0.0256),说明岩石矿物组成与结构差异对岩石初始氮含量和吸收指数产生影响,从而降低两者间的相关性。以上研究说明,反射光谱为砂岩风化程度检测与氮排放研究提供了一种重要的技术手段,但研究时必须注意岩性的一致性。

20个无患子种源经济性状差异分析与种源区划分

20个无患子种源造林试验结果表明,不同种源之间在单位面积果实产量、果皮率、百果重、果皮总皂苷含量、种仁含油率等5个经济性状表现上,存在极显著差异。利用MSM-PP与聚类分析相结合的数学手段,对20个种源综合评价,并划分出优良种源、可利用种源、一般种源和不适宜种源等4个种源区。选择获得的GX01、GX03、GD01、GD02等4个优良种源的单位面积果实产量、百果重、果皮率、果皮总皂苷含量、种仁含油率等性状平均表现,与参试群体总体平均水平相比较,遗传增益达到18.34%、9.89%、10.23%、9.83%、7.05%,选择效果较好。

杉木“带冠埋干”采穗圃采穗母树处理关键技术研究

开展采穗母树栽植密度、伏干长度,覆土厚度,初始萌芽条平茬技术对比试验研究,优化栽植密度、伏干长度、埋干覆土厚度、芽基长度和密度等杉木“带冠埋干”采穗圃树形处理关键技术参数.方差分析结果表明:栽植密度对年有效穗条产量影响极显著,伏干长度对年有效穗条产量、穗条鲜质量、穗条长度影响极显著;平伏干覆土厚度、芽基长度、芽基密度,以及芽基长度、芽基密度交互作用,对年有效穗条产量、穗条长度、穗条鲜质量、穗条含水率有极显著影响.通过多重比较和基于MSM-PP技术的组合筛选,确定了采穗母树处理的最佳技术方案:栽植密度80 cm、伏干长度70 cm、覆土厚度6 cm、芽基长度0.5 cm、芽基密度0.5 cm×1.0 cm.研究结果对提高杉木“带冠埋干”采穗圃的穗条产量和质量具有重要意义.

氮磷配施对刨花楠幼苗相对生长速率与细根性状关系的影响

氮(N)、磷(P)是影响植物生长的重要营养元素,细根是植物吸收养分与水分的重要器官。本研究以刨花楠(Machilus pauhoi)1年生幼苗为对象,通过不同氮磷配施的盆栽试验,分析不同氮磷配施比例(15∶1、12∶1、10∶1、8∶1)对其生长及细根性状的影响。结果显示:(1)不同比例的氮磷配施均会显著增大刨花楠叶生物量、总生物量和叶质量分数,降低根冠比,以10∶1和8∶1的N/P为明显;(2)氮磷配施使总生物量及各器官生物量相对生长速率显著增大,以N/P为10∶1时最大;(3)氮磷配施使细根N、P含量显著升高,但细根N/P差异不明显,其中细根N含量以15∶1和10∶1处理较高,细根P含量以10∶1处理为最高;氮磷配施使各根级平均直径及1~2级根的比表面积(SRA)减小,使2~4级根的比根长(SRL)及3~4级根的SRA增大,各根级的根组织密度(RTD)则与SRA相反;(4)氮磷配施后幼苗的总生物量及各器官相对生长速率均与RTD呈显著正相关,与SRL及SRA呈显著负相关。研究表明,不同比例氮磷配施会影响刨花楠幼苗生物量分配模式及相对生长速率,并影响生物量相对生长速率与部分细根性状间关系,以10∶1的氮磷配施比例最适宜其生长。研究结果对开展刨花楠苗木精准养分管理与高效培育等具有重要参考价值。

三种功能型林木幼苗生物量分配及其与细根和叶片养分关系

植物生物量分配反映其适应环境的生长策略,对生态系统碳分配和碳循环具有重要影响。以刨花楠、福建山樱花与福建柏3种不同功能型林木幼苗为对象,测定其各构件生物量与细根及叶片养分性状。采用标准化主轴SMA分析方法,分析不同功能型林木幼苗生物量分配对策,并采用相关分析对细根、叶片碳氮磷含量与生物量分配关系进行研究。结果显示:常绿阔叶树种刨花楠在叶、茎、根生物量间均为大于1的异速关系,而落叶阔叶树种福建山樱花与常绿针叶树种福建柏在叶、茎、根生物量间均呈显著的等速生长关系。3种林木幼苗地上生物量与地下生物量间均呈等速生长关系,且存在共同斜率1.05(95%CI=0.97~1.14)。3种林木幼苗细根碳氮磷含量与生物量分配关系表现为:细根碳含量与生物量分配关系仅福建柏的细根碳含量与茎质量比呈显著正相关。刨花楠细根氮含量与叶质量比呈显著正相关;福建山樱花细根氮含量与叶质量比呈显著负相关,与根质量比呈显著正相关;福建柏细根氮含量仅与茎质量比呈显著正相关。3种幼苗的细根磷含量及其氮磷比仅刨花楠的细根磷含量与叶质量比呈显著正相关,与根质量比呈显著负相关,其细根氮磷比与茎生长呈负相关。3种林木幼苗叶片碳氮磷含量与生物量分配关系表现为:刨花楠叶片碳含量与叶质量比呈显著负相关;福建山樱花叶片碳含量与茎质量比呈显著正相关;福建柏叶片碳含量与生物量分配关系则表现不明显。叶片磷含量与生物量分配关系仅刨花楠的叶片磷含量与茎质量比呈显著正相关。3种林木幼苗叶片氮含量及其氮磷比均与生物量分配关系不明显。研究表明,3种林木幼苗地上地下生物量分配规律一致,但不同构件间生物量分配存在差异,其与叶片及细根的氮磷含量关系也存在差异。研究结果证实了不同功能型植物会通过不同方式调整生物量分配格局以适应所处的区域环境,为不同功能型苗木高效培育提供了重要参考依据。

氮磷配施对刨花楠幼林细根性状的影响

氮磷是陆地生态系统植物生长的主要限制性元素,细根对植物生长具有重要影响。为了解氮磷配施对刨花楠人工幼林细根性状的影响,以3年生刨花楠人工幼林为对象,于2016年和2017年每年4-9月的每月中旬进行氮磷配施(添加比例分别为8∶1、10∶1、12∶1、15∶1),测定比根长、比表面积、平均直径、根组织密度、总碳、总氮含量及碳氮比等细根表型和养分性状指标,分析氮磷配施对细根性状的影响。结果表明:氮磷配施对细根性状的影响在不同季节表现不同。6月,氮磷配施显著提高细根比表面积、总氮含量及0~1 mm的细根比根长,降低细根组织密度、碳氮比及0~1 mm细根直径,以氮磷比为12∶1处理最为明显,但在12月,氮磷配施则会显著提高细根组织密度、总氮含量、碳氮比及0~1 mm细根生物量。主成分分析发现,不同氮磷比添加对细根性状间关系影响不同,其中氮磷比为12∶1处理的细根性状分布在第1轴的两端,其他处理后的细根性状分布在第1轴和第2轴2个轴。细根平均直径变化量与全株生物量相对生长速率呈显著负相关,以氮磷比为12∶1的配施处理最有利于协调细根性状间关系,以及细根性状与全株生物量相对生长速率间的关系。