氮磷添加对黄土丘陵区撂荒草地优势植物功能性状的影响

在陕北黄土丘陵区开展野外撂荒草地氮、磷添加控制试验,并选取3种典型优势种铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和芦苇(Phragmites australis)为研究对象,探讨不同优势种的功能性状和土壤理化性质在短期氮、磷添加处理下的响应规律,并探讨其与土壤养分的关系。结果表明:磷添加总体上促进了达乌里胡枝子和铁杆蒿对磷元素的吸收,并导致叶片氮磷比下降,但芦苇叶片磷含量变化不显著;达乌里胡枝子比叶面积在氮添加后表现为增加的趋势,芦苇和铁杆蒿表现为降低的趋势;氮添加使达乌里胡枝子茎叶比下降,而芦苇和铁杆蒿茎叶比增加。芦苇和铁杆蒿功能性状指标可塑性指数在氮添加下更高,而达乌里胡枝子则在磷添加下更高,且在不同处理下达乌里胡枝子功能性状可塑性指数均高于芦苇和铁杆蒿。氮、磷添加后土壤养分的变化对植物功能性状变化的解释率均高于50%;氮、磷添加处理下达乌里胡枝子比叶面积、茎叶比等性状受土壤全磷、速效磷等指标影响较大;而芦苇和铁杆蒿的功能性状整体上与氮相关的指标相关性更高。以上结果表明,不同优势种由于自身的遗传特性、环境耐受性不同,故其功能性状对氮、磷添加的响应具有差异。

黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征及其影响因素

土壤氮矿化速率限制着森林土壤有效氮素供给能力,但目前关于黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征的认识还不清楚。选择黄土高原黄龙山次生林区草本阶段、灌木阶段、先锋乔木群落阶段、混交森林群落阶段和顶级森林群落阶段等5个演替阶段的9种群落类型,测定了其林下土壤氮矿化速率,并分析了土壤理化性质、凋落物养分特征和土壤酶活性及其对氮矿化的影响。结果表明:随着演替进展,土壤有机碳和氮不断积累,土壤硝态氮和铵态氮含量逐渐增加,凋落物养分和土壤酶活性也发生了显著变化。土壤硝化速率从草本群落阶段到顶级森林群落阶段显著增加了71.73%;土壤氨化速率一直为负值且持续负向增加;土壤净矿化速率从草本群落阶段的(0.16±0.06)mg kg^(-1) d^(-1)逐渐增加到混交森林阶段的(0.31±0.08)mg kg^(-1) d^(-1),但从混交林群落到顶级森林群落阶段有所下降。土壤理化性质(路径系数-0.530)和酶活性(路径系数-0.268)对氮矿化速率有显著的直接作用;凋落物养分对氮矿化速率的影响来自于其直接作用(路径系数-0.283)和通过调控土壤理化性质、酶活性产生的间接影响(路径系数-0.315)。结果有助于认识黄土高原植被演替过程中土壤氮循环过程,对森林可持续经营也有一定的意义。