细根异速分解的3个可能影响途径

植物根系分解是驱动陆地生态系统碳和养分循环的关键过程之一。直径小于2 mm的根是一个复杂的异质性细根系统。位于细根系统末端的低级根（如1~3级根）或直径较小的细根（如直径小于0.5 mm的细根）,执行水分和养分吸收功能,其周转迅速（0.5~2.5次/a）,是植物根系向土壤输入碳和养分的主要途径。近年来对细根分解的研究表明,在细根系统中,低级根的分解速率显著慢于高级根（如3级以上的根）或直径较大的细根（如直径大于0.5 mm的细根）,执行输导和储藏功能。本文综述了影响细根异速分解的3个可能途径：菌根、碳质量和氮含量,旨在增强研究者对全球变化下细根功能属性（如细根直径）如何影响生态系统碳和养分循环的理解。

城市绿地废弃物生物炭制备与应用前景

通过阐述生物炭的制备、表征、负载材料与应用的现状,探讨以城市绿地植物废弃物为原料制备生物炭及其复合材料的应用前景,提出生物炭研究发展方向,以期为生物炭资源高效利用提供参考.

降水变化对科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮矿化和淋溶的影响

为研究降水量减少对沙地森林土壤氮循环过程的影响,以科尔沁沙地15年生樟子松人工林为研究对象,野外模拟不同降水量(自然降水、减少30%和50%)对沙地樟子松人工林土壤无机氮(SIN)含量、氮矿化速率和淋溶动态的影响。研究结果发现,沙地樟子松人工林SIN主要以硝态氮形态存在,模拟降水减少降低土壤硝态氮含量(P<0.05)和硝态氮/SIN值(P<0.001),而增加土壤铵态氮含量(P<0.05)。与自然降水相比,降水减少降低土壤净硝化速率和净矿化速率(P=0.002),但不同降雨处理的土壤净氨化速率差异不显著(P=0.86)。科尔沁沙地樟子松人工林土壤以硝态氮淋溶为主,不同降雨处理土壤硝态氮淋溶量差异不显著(P=0.09),但模拟降水减少降低土壤铵态氮淋溶(P=0.04)。此外,沙地樟子松人工林SIN含量、净氮矿化速率和淋溶量具有明显月动态特征,与降雨月动态规律基本一致。降水处理和采样时间对SIN含量和净氮矿化速率具有显著交互作用,但土壤氮淋溶量的交互作用不显著。可见,降水变化能够显著影响科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮有效性、氮矿化速率和淋溶等过程,未来干旱加剧可能降低科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮的可利用性。

林下植被去除与氮添加对樟子松人工林土壤化学和生物学性质的影响

通过析因试验设计,研究了科尔沁沙地樟子松人工林生态系统内土壤无机氮(NO3--N+NH4+-N)含量,潜在净氮矿化(PNM)、硝化速率(PNN),微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)及MBC/MBN,土壤脲酶、酸性磷酸单酯酶活性和土壤有效磷(Olsen-P)含量对林下植被管理(对照和去除)和氮添加(对照和添加8g.m-2)的短期响应.结果表明:林下植被去除显著降低了土壤NH4+-N含量、PNM、MBC和MBC/MBN比值,提高了土壤Olsen-P含量,而对土壤NO3--N含量、PNN和土壤酶活性的影响不显著.氮添加提高了土壤NO3--N含量、PNM和PNN,但对其他指标的影响不明显,可能与试验处理时间较短有关.土壤NH4+-N含量对林下植被去除与氮添加的交互作用的响应显著;而NO3--N含量虽对林下植被去除与氮添加处理的交互作用响应不显著,但在氮添加同时进行林下植被去除的样地中的土壤NO3--N含量比只进行氮添加处理的样地提高了27%,有可能导致土壤中NO3-的淋失.林下植被是影响樟子松人工林土壤化学和微生物学性质的重要因素,因此在森林管理和恢复过程中,不能忽视林下植被的作用.

干旱化对樟子松固沙林氮磷循环的影响

为研究半干旱区进一步干旱化对森林生态系统氮磷循环的影响,以科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工固沙林为对象,分析了3种不同降雨量条件下(天然降雨、降雨量减少30%、降雨量减少50%)氮磷养分在一个生长季内的吸收、归还和分解释放3组流通量及其对应的流通率。结果发现,降雨减少30%处理下,樟子松对氮的归还量与归还率显著下降27.3%和37.3%,其余流通量与流通率变化不显著。降雨减少50%处理下,氮的吸收、归还与分解释放量显著下降59.9%、36.0%和50.3%,磷的归还量显著下降38.1%,氮归还与分解释放率显著下降39.9%和32.7%,而地表枯落物层中的磷含量则显著上升27.4%,磷的吸收量和氮磷吸收率变化不显著。降雨减少引起氮磷归还与分解释放率的下降,预示着干旱化导致沙地樟子松固沙林存在养分循环失衡的风险。

N、P停止施入后植物叶片主要元素含量及化学计量特征的响应

研究植物叶片C、N、P化学计量特征,有助于深入了解植物对环境的适应策略。为探明不同植物叶片主要元素含量及化学计量对N、P停止施入后的响应,依托野外长期实验,测定科尔沁沙质草地优势种绿珠藜(Chenopodium glaucum,2010年采集)、芦苇(Phragmites australis,2010年和2019年均采集)、野大麻(Cannabis sativa,2019年采集)成熟叶片的C、N、P含量。结果表明:停止施肥后,3个优势种(绿珠藜、芦苇、野大麻)的叶片C含量在各处理间差异不显著;N停止施入2年后(2010),绿珠藜叶片N含量有显著差异(P=0.001);P停止施入的第2年,绿珠藜(P<0.001)和芦苇(P=0.029)叶片的P含量在各处理间差异显著;N、P停止输入11年后,芦苇和野大麻的N含量在各处理间差异不显著,芦苇叶片P含量在P处理仍有差异,野大麻叶片P含量无差异;N、P停止施入2年后,绿珠藜和芦苇的N∶P分别为5.33~12.63和19.78~24.63,N、P停止施入11年后,野大麻和芦苇的N∶P为4.96~5.67、15.86~20.38;N+P处理促进了植物叶片对N、P的吸收,N、P的添加对植物叶片N、P含量的影响是可逆和短期的。该结果可为科尔沁草地生态系统恢复的施肥管理提供科学基础。