氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO_(2)排放的影响研究进展

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO_(2)排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO_(2)排放特征的影响机制仍不清楚,为此,以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤“氮促碳汇”的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO_(2)排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。

水体镉铅铜复合污染对玉蕊生长及元素吸收的影响

【目的】探究水体Cd-Pb-Cu重金属复合污染对玉蕊Barringtonia racemosa生长和元素吸收的影响,为玉蕊在重金属复合污染湿地修复方面的应用提供理论依据。【方法】以玉蕊为材料,采取室内盆栽试验模拟湿地环境,研究Cd-Pb-Cu复合污染对玉蕊生长、养分吸收和重金属吸收分配的影响。【结果】玉蕊株高在20 mg·L^(−1)Cd+200 mg·L^(−1)Pb+400 mg·L^(−1)Cu污染水平下受到显著抑制,与CK(无污染)相比减少14.20%,各处理地径生长均未受显著影响;在5 mg·L^(−1)Cd+100 mg·L^(−1)Cu+50 mg·L^(−1)Pb污染水平下玉蕊的总生物量较CK显著增加;玉蕊在各处理下氮磷钾养分含量均与CK无显著差异,但全株各养分元素累积量均显著高于CK;Cd-Pb-Cu复合污染增加了玉蕊全株Cd、Pb、Cu含量和累积量,各部位Cd、Pb、Cu含量和累积量均随污染浓度升高呈先升后降趋势;相关性分析表明,复合污染下K和Cu对玉蕊的株高、环境适应能力的影响比其他元素更明显;综合转移系数和聚类分析表明,玉蕊在10 mg·L^(−1)Cd+100 mg·L^(−1)Pb+200 mg·L^(−1)Cu污染水平下具有更强的重金属富集能力和转移能力。【结论】玉蕊对Cd-Pb-Cu复合污染水体具有较强的适应性和修复潜能,在Cd、Pb、Cu污染湿地的生态修复中有较好应用前景。

适用植物根系生长观察的半固态凝胶配方筛选

【目的】植物根系是植物吸收土壤水分和养分的重要器官,研究植物根系有助于了解植物根系与地上部相互作用以及植物对环境变化的响应机制。本研究分析高分子吸水树脂(SAP)和卡波姆U20(U20)单配和复配的稳定性和植物生长安全性,尝试建立植物根系生长观察的半固态凝胶开放培养方法。【方法】借助根箱试验,以草本植物黑叶芋(Alocasia longiloba)和灌木鹅掌藤(Schefflera actinopylla)为试验对象,基于营养液和SAP与U20复配半凝胶配方,分析1/4 Hoagland’s营养液(CK)、0.3%SAP凝胶营养液(T1)、0.5%U20凝胶营养液(T2)、0.4%U20+0.3%SAP凝胶营养液(T3)和0.5%U20+0.2%SAP凝胶营养液(T4)的稳定性以及在这些培养介质中植物生长、叶片叶绿素、根系形态变化和养分吸收差异。【结果】放置5周后,各处理培养介质均没有观察霉变和长菌现象,T1、T2和T3出现水化或絮凝分层,T4与CK一样性质稳定且澄清透明。动态观察叶片叶绿素变化发现,同一时间内,鹅掌藤各处理SPAD值和总叶绿素含量均与CK无显著差异,黑叶芋各处理SPAD值也均与CK无显著差异(P>0.05)。与CK相比,T1和T2均对鹅掌藤和黑叶芋根系生长产生抑制作用,T1和T2处理鹅掌藤总根长分别显著降低了51.59%和47.48%(P<0.05),根表面积分别显著降低了30.59%和32.27%(P<0.05);黑叶芋总根长分别显著降低了44.72%和45.86%(P<0.05),根表面积分别显著降低了29.23%和27.75%(P<0.05)。T1和T2处理的鹅掌藤和黑叶芋的生物量累积以及氮磷钾吸收也显著低于CK。T3和T4中两种植物的总根长、根表面积、氮磷钾吸收和生物量累积均与CK无显著差异(P>0.05);与CK中根系多下垂于营养液不同,T4中根系舒展自然,侧根和细根均呈一定角度展开在半固态凝胶中,较好的模拟了根系在土壤介质的生长状态。【结论】0.5%U20+0.2%SAP凝胶营养液可在较长时间内保持稳定的半固态凝胶状态,较好满足了模拟植物根系在土壤中生长的要求,并且短时间内在该营养液中植物生长、叶片叶绿素、根系形态变化和养分吸收与纯营养液无显著差异,可考虑选择该凝胶配方来建立植物根系生长观察的半固态凝胶开放培养方法。

施用复合肥对巴戟天产量、养分吸收和寡糖累积量的影响

【目的】研究复合肥施用量对巴戟天产量、养分吸收和主要有效成分寡糖累积量的影响,为巴戟天的施肥管理提供理论依据。【方法】以巴戟天为研究对象,通过盆栽试验,设置每株施用复合肥0、2、4、6、8和10 g(CK、T1、T2、T3、T4和T5)共6个处理,测定巴戟天在不同施肥处理下的产量、养分含量和寡糖含量,分析各指标间的相关性,并运用主成分分析方法进行综合评价。【结果】施用复合肥可以显著提高巴戟天产量和N、P、K含量,并有利于提高寡糖的累积量。其中,单株施肥量为6 g处理的巴戟天产量和寡糖总累积量最高,与CK相比,分别提升114.47%和75.36%。施肥在一定程度上降低了巴戟天的寡糖含量,与CK相比,降幅最高达35.65%。巴戟天对复合肥中养分的利用效率表现为N>K>P,其中T3处理N、P、K累积量均高于其他处理。影响巴戟天寡糖累积量的最关键因素是产量,巴戟天产量与全株N/P/K含量、4种寡糖累积量呈显著或极显著正相关,但耐斯糖、1F−果呋喃糖基耐斯糖含量与产量、全株N/P/K含量呈显著或极显著负相关。主成分分析的综合得分由高到低为T3>T5>T4>T2>T1>CK,T3处理最佳。【结论】建议巴戟天的种植以N肥为主,适量补充K和P肥,适当施肥可显著提高巴戟天药材产量和寡糖累积量。

银叶树对Pb、Cd、Cu污染模拟湿地的适应性和修复潜力

【目的】探究银叶树(Heritiera littoralis)对重金属污染湿地环境的修复潜力。【方法】以银叶树为研究对象,在盆栽条件下模拟湿地环境,以不添加重金属为对照(CK),探究T_(1)(50 mg·L^(-1)Pb+5 mg·L^(-1)Cd+100 mg·L^(-1)Cu)、T_(2)(100 mg·L^(-1)Pb+10 mg·L^(-1)Cd+200 mg·L^(-1)Cu)、T_(3)(200 mg·L^(-1)Pb+20 mg·L^(-1)Cd+400 mg·L^(-1)Cu)3个复合污染水平(处理)对银叶树幼苗生长、养分吸收及Pb、Cd、Cu累积量的影响。【结果】与CK相比,T_(1)对银叶树根部生物量无显著影响,而T_(2)、T_(3)显著抑制根部生物量生长,3个处理银叶树的株高、地上生物量、总生物量与CK无显著差异;T_(1)处理银叶树的耐性系数为103.96%,T_(2)、T_(3)处理分别降至95.18%、80.80%;3个处理银叶树的N、P、K吸收量无显著变化。随着重金属含量的提高,银叶树对Pb、Cd、Cu的吸收量均不断增加,且大部分储存在根部;3个处理银叶树对Pb、Cu的转运系数较对照均显著下降,对Cd的转运系数则呈现先上升后下降的变化趋势。熵权TOPSIS模型评价结果表明,T_(3)处理银叶树的修复潜力最好,T_(2)、T_(1)次之。【结论】银叶树对复合重金属污染湿地的适应性较高,但高浓度重金属显著抑制根系生长;在ρ(Pb)≤50 mg·L^(-1)、ρ(Cd)≤5 mg·L^(-1)、ρ(Cu)≤100 mg·L^(-1)的重金属污染湿地中,银叶树生长不受影响。

皇竹草生长和生理特性对疏浚土含水量变化的响应

【目的】研究在不同含水量疏浚土中皇竹草Pennisetum hydridum的生长、生理特性及动态变化规律,探明皇竹草在疏浚土上生长的最适含水量,为新近吹填疏浚土的生态固化提供理论依据。【方法】选用皇竹草为供试植物,通过盆栽试验,设置20%(T1)、30%(T2)、40%(T3)、50%(T4)4个含水量(w)处理,分析皇竹草的生长、养分吸收、水分蒸腾、叶片和根系生理特性。【结果】皇竹草在T2处理中生长表现最佳,T2处理的株高(152 cm)、单株干质量(88.51 g)以及单株氮、磷、钾吸收量(505.72、99.39、1703.45 mg)等数值均显著高于其他处理(P<0.05)。随着疏浚土含水量的增加,皇竹草的日耗水量、耗水速率、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈先升后降趋势,且均在T2处理达到最大值,并显著高于其他处理(P<0.05);皇竹草酶活性指标在T1和T4处理均高于其他处理,在T2处理达到最低。综合评价结果表明,皇竹草生长对疏浚土含水量(w)适应性强弱排序为:30%>40%>50%>20%。【结论】综合各项指标,30%(w)疏浚土含水量最有利于皇竹草的生长、养分吸收和蒸腾耗水,皇竹草在水淹胁迫(T3、T4)中的各项生长指标优于干旱胁迫(T1)。以上结果可供实际生产应用中疏浚土的浅层固化、植物资源利用等参考。

植物根际营养研究进展

根际是受植物活根影响的土壤微区。植物根际营养生态是近年来的研究热点。笔者对根际土壤采样方法和营养检测技术、根际微区养分状况、根系分泌物对根际营养影响等方面的研究进展进行了综述。着重介绍了根际土壤田间采样和室内模拟培育方法,根际微域营养检测常用的电极法、电子探针法和冰冻切片法,总结了近20年来国内外根际土壤氮、磷、钾营养状况的研究成果,深入分析了根系分泌物对根际环境、养分释放及植物适应养分胁迫等的影响,提出了植物根际营养研究今后应加强的领域和方向。

广州白云山几种森林群落生物量和持水性能

对白云山风景区几种主要森林群落的生物量进行了测定 ,并对乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层的持水状况进行了初步研究 .结果表明 ,乔木层及灌草层生物量大小顺序均为马占相思 +木荷群落 >马尾松群落 >马占相思群落 >藜蒴群落 >加勒比松群落 ;枯落物层现存量为马尾松群落 >藜蒴群落 >马占相思 +木荷群落 >马占相思群落 >加勒比松群落 ;5个群落各层的自然持水量为土壤层 >乔木层 >灌草层 >枯落物层 (马尾松群落为灌草层 >乔木层 ) ;群落各层总的自然持水量顺序为马占相思 +木荷 >马占相思 >马尾松 >加勒比松 >藜蒴 .

我国森林空气负离子研究进展

空气负离子被誉为空气维生素,其浓度是评价空气质量的重要指标。笔者综述了我国森林空气负离子研究方面的主要进展,重点介绍了负离子的检测仪器、研究方法、浓度评价系数、森林环境中空气负离子的日变化和年变化规律及林分因子、气象因子、水体等对森林空气负离子的影响,并探讨了空气负离子研究的主要问题和研究方向。

广州绿地空气负离子水平及其影响因子

研究了广州城市绿地空气负离子水平以及绿地类型、水体状态、海拔高度、天气阴晴、人类活动等因子对空气负离子浓度的影响。结果表明:广州城市绿地空气负离子浓度在103～3367个·cm-3,平均为426个·cm-3,与上海、深圳等地接近。所测定的几种绿地类型空气负离子浓度大小顺序为竹林>小叶竹柏林>花卉区>隆缘桉林>苗圃和草坪>住宅区;阔叶林>针阔混交林>针叶林。动态水的空气负离子浓度显著高于静态水;在本研究观测范围内,离动态水越远,负离子浓度越低。随着海拔高度增加,空气负离子浓度呈下降趋势。晴天的空气负离子浓度显著高于阴天。人流量和车流量与空气负离子浓度呈显著负相关。

几种林木植物体及枯落物的微量元素分析

分析了杉木、马尾松、火炬松和青冈栎 4种林木叶、小枝和细根中B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn 6种微量营养元素的含量以及林下枯落物中这些元素的含量和贮量 .结果表明 ,各树种枝叶中的B含量不足 ,Mn的含量则远高于正常值 ,其他元素及根中各元素含量正常 .各微量元素在树叶和小枝中的含量顺序是Mn >Fe >Zn >B >Cu >Mo,在根中的含量顺序是Fe >Mn >Zn >Cu >B >Mo.火炬松对微量元素的吸收能力强于其他树种 .枯落物中微量元素含量顺序为阔叶林 >杉木林 >火炬松林 >马尾松林 ;总贮量顺序为马尾松林 >火炬松林 >青冈栎林 >

广州白云山风景名胜区主要林分类型凋落物的研究

The productions, seasonal dynamics, macronutrient contents and decomposition rates of the litterfalls of four typical stands,e.g.,Pinus massoniana plantation,secondary evergreen broadleaved forest,Acacia mangium plantation and Schima superba-Acacia mangium plantation at the scenic Baiyunshan of Guangzhou were studied. The litterfall productions of four stands in 1998 were 8.34, 6.77, 6.31 and 11.54 t·hm -2, respectively. The seasonal dynamics of litterfall amounts demonstrated the single-peak model with the peak period in June and July.The total amounts of macronutrients returned to the forest land by means of litters in the four stands in 1998 were 26.30, 69.81, 54.9 and 152.24 kg·hm -2, respectively. The annual decomposition rates of the litterfalls were 24.4%, 53.4%, 52.4% and 57.4%.

广州白云山主要林分的生产力及吸碳放氧研究

对广州白云山风景区主要林分类型的生产力及吸碳放氧功能进行了初步研究.各主要林分总生物量、总吸碳量和总释氧量大小顺序为木荷石栎混交林>木荷林>中华锥林>大叶相思林>马尾松林>马占相思林>黧蒴林>降真香林>尖叶杜英林>加勒比松林.各林分生产力、年均吸碳量和年均释氧量大小顺序均为马占相思林>黧蒴林>大叶相思林>木荷石栎混交林>木荷林>尖叶杜英林>中华锥林>降真香林>加勒比松林>马尾松林.表明速生阔叶林的吸碳放氧能力比针叶林强;处于速生期的阔叶树人工林的吸碳放氧能力比天然次生近熟林强.

VA菌根真菌对植物养分吸收与传递的影响

VA菌根是泡囊-丛枝内生菌根菌与高等植物根系形成的共生体.VA菌丝增加根系的吸收面积,促进植物对矿质养分(尤其是磷和微量元素)的吸收,增强植物抵抗养分胁迫的能力,减少氮、磷肥的使用量和流失,从而避免水体富营养化.VA菌丝可以形成菌丝桥,在不同植株间传递养分,成为生态系统养分循环的重要通道.

北亚热带森林土壤有效微量元素状况研究(英文)

研究了北亚热带 2 5 a生栓皮栎林、杉木林、火炬松林、毛竹林和 5年生 2代杉木萌芽林土壤中 B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn的有效含量、在土壤剖面中的分布规律、影响其有效性的土壤因子以及不同林分对土壤微量养分含量的影响。结果表明 ,在该地区的森林土壤中 ,有效 B,Mo,Cu的平均含量均低于各自临界值 ,有效 Zn平均含量接近临界值 ,Fe,Mn含量丰富 ;有效微量养分在土壤剖面中的分布因林分和元素种类而异 ;影响微量元素有效性的主要土壤因子为有机质和有效磷含量 ;不同林分对土壤有效微量元素含量有显著影响 ,栓皮栎林土壤中有效微量养分含量最高 ,2代杉木萌芽林最低 ,其余林分居中且基本接近。

深圳笔架山公园土壤性状分析

对深圳笔架山公园土壤的发育条件和土壤类型进行了调查,分析了土壤的基本理化性质,对N、P等土壤养分含量水平进行了评价,并提出了关于施肥、林分改造等方面的建议。本次调查共挖掘了12个土壤剖面,采集了41份土壤分析样品,用环刀和小铝盒采集了各剖面表层土壤,测定容重和含水量等。对土壤分析样品进行了理化性质测定。野外调查发现,笔架山土壤主要为砂页岩赤红壤和泥页岩赤红壤,地表枯落物保存较好,但灌草层稀疏。土壤石砾含量较高,最高可达466.3g·kg-1,土壤质地主要为壤土,土壤多呈酸性或强酸性。有机质平均含量为10.64g·kg-1,属中下水平;全氮和碱解氮平均含量分别为0.95g·kg-1和28.79mg·kg-1,速效磷平均含量为2.59mg·kg-1,均属偏低水平。全氮、碱解氮含量和有机质含量呈显著正相关关系。表层土壤中有机质含量较丰富,含氮量较高,随着剖面深度增加,有机质和氮含量逐渐减小。针对笔架山公园土壤现状,作者认为有必要采取措施改良土壤肥力水平,林分改造时宜营建混交林,保护地被物,以便保持水土,提高生物多样性,并获得良好的景观效果。

模拟酸雨对施肥条件下赤红壤氮磷淋失特征的影响

通过土柱模拟淋洗试验,研究了施用等量有机复合肥条件下,不同酸度模拟酸雨对赤红壤氮磷淋失特征的影响。结果表明,铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮淋失量均随酸雨pH值增大而下降;pH 2.0模拟酸雨和对照(pH 6.5)的无机氮和总氮淋失量差异不显著,但均显著高于pH 3.0、pH 4.0和pH 5.0酸雨;pH 5.0模拟酸雨无机氮和总氮淋失量均最低,表明强酸性酸雨和中性淋洗液均促进氮淋失,而酸度与土壤接近的酸雨减少氮淋失。与对照相比,模拟酸雨对DP淋失无显著影响,但显著降低PP和TP淋失;不同模拟酸雨各形态磷淋失量均无显著差异,表明酸雨对赤红壤磷淋失影响有限。酸雨对淋滤液氮磷浓度动态变化和氮磷累计淋失量动态变化等均无显著影响。

肥料混施对赤红壤氮磷淋失特征的影响

采用室内模拟土柱淋洗方法研究了无机复合肥、有机复合肥、猪粪堆肥和花生麸4种肥料单施和两两混施条件下氮磷在赤红壤中的淋失特征。结果表明,各处理总氮淋失率在43.2%～74.8%之间,总磷淋失率在0.01%～0.08%之间,赤红壤中肥料氮淋失严重,肥料磷淋失有限。肥料单施处理的无机氮淋失量和有机氮基本相近,肥料混施处理的无机氮淋失量远高于有机氮;各施肥处理磷的淋失均以颗粒磷为主。肥料混施显著增加铵态氮和无机氮淋失,减少有机氮和总氮淋失。猪粪与复合肥混施减少颗粒磷和总磷淋失,花生麸与复合肥混施则促进颗粒磷和总磷淋失,所有混施处理均减少可溶性磷淋失。肥料混施对赤红壤氮磷淋失特征具有显著的混施效应。

华南赤红壤无机复合肥氮磷淋失特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同施肥水平下无机复合肥中氮和磷在华南赤红壤中的淋失特征.结果表明： 铵态氮、硝态氮和总氮淋失量均随施肥量增加而提高;肥料中氮的淋失率在36.8%～49.2%之间,总氮淋失量（y）与施肥量（x）之间的回归方程为y=0.3667x＋66.483（R^2=0.992）;铵态氮和总氮的淋失主要集中在前5次淋洗,硝态氮的淋失持续时间更长.施肥量对可溶性磷淋失量无显著影响,但颗粒磷和总磷淋失量均随施肥量增加呈上升趋势;肥料磷淋失率在0.002%～0.010%之间,总磷淋失量（y）与施肥量（x）之间的回归方程为y=7e^-5x＋0.0538（R^2=0.931）;磷的淋失动态与氮显著不同,为缓慢的持续累积过程.硝态氮与铵态氮淋失量比值和可溶性磷与颗粒磷淋失量比值均随施肥量增加呈下降趋势.

苗圃土壤肥力评价及肥力系数与苗木生长的相关性

以广东河源中心苗圃（共有5个不同地块，分别记为地块A，B，C，D，E）为研究对象，选用土壤质地、容重、pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾等8项属性作为评价指标，运用修正的内梅罗（Nemoro）公式，对土壤肥力进行定量综合评价，并对肥力系数与苗木生长指标的相关性进行分析。结果表明，苗圃土壤肥力系数P平均为1．06～2．48，P最小、为0．03～0．97，综合肥力系数P为0．66～1．65，不同地块、同一地块不同土层同一系数差异很大。该苗圃仅有地块A，B和D的表层（0～20cm）土壤和地块A的表下层（20～40cm）土壤肥力达到一般水平，上述地块的其他土层和地块C和E的所有土层均属贫瘠。土壤氮素缺乏是导致P值低的主要原因。阔叶树苗高与P平。和P呈显著正相关关系；阔叶树单株苗木生物量与P平均，P最小、和P均呈显著正相关关系，表明P平均和P能较好反映苗圃土壤肥力水平，而单株苗木生物量是体现苗圃土壤肥力水平的适宜生物指标。