武功山山地草甸土壤全量氮磷钾分布格局及对不同退化程度的响应

以武功山核心景区主峰金顶海拔1 600-1 900m之间的自然未退化草甸土壤与1 850m不同退化强度草甸斑块土壤2类处理为研究对象,对其A（0-20cm）、B（20-40cm）2层土壤全氮、全磷、全钾进行测定,分析武功山草甸土全氮、全磷、全钾的分布格局,及武功山草甸土壤全氮、全磷、全钾含量对草甸不同退化程度的响应。结果表明：1）武功山自然状态下草甸土壤全氮、全磷和全钾含量的变化范围分别为2 094.4-7 473.6mg·kg^-1、0.59-1.73g·kg^-1和18.25-54.25g·kg^-1。在同一垂直土壤剖面中均随着发生层的降低而减少,而全钾含量无此特征,且在A、B 2层中差距较小。2）海拔高度的变化对武功山草甸土壤全氮和全磷含量的影响不显著,但是全钾随着海拔的上升呈显著上升趋势。3）不同草甸退化程度对武功山草甸土壤全磷全钾含量的影响不显著,但对全氮含量的影响达到差异显著水平,武功山退化草甸土壤的磷、钾素养分供应水平无较大缺失,但氮素的供应出现明显损失,可为生态修复中调节土壤肥力提供理论指导。

武功山草甸土壤有效态微量元素与有机质和pH的关系

微量元素是植物生长的限制性营养因子,以江西省武功山山地草甸土壤为研究对象,对土壤的有效态微量元素与有机质和p H的关系研究。结果表明,有机质对有效态微量元素具有吸附作用,有效态微量元素对p H变化敏感。土壤有效态微量元素Fe、Mn、Zn的含量,随有机质的增加而显著(P<0.05)增加。随着土壤p H的增大,土壤有效态微量元素Fe的含量显著(P<0.05)降低,土壤有效态微量元素Mn、Zn的含量显著(P<0.05)增加。研究揭示了武功山山地草甸土壤有效态微量元素与有机质和p H的相关性,同时也为武功山山地草甸植被保护及修复等提供了理论依据。

武功山草甸植被小群落土壤活性有机碳与土壤养分的典型相关分析

对武功山草甸植被小群落下土壤活性有机碳性状和土壤养分性状的16个变量进行典型相关分析。结果表明：在0-20 cm,土壤有机碳性状与土壤养分性状的第一个典型相关系数达到极显著水平,其相关系数为0.994 9,在一定范围内,土壤有机质、铵态氮、磷、钾和硼含量与土壤有机质碳、微生物量碳和易氧化态碳含量呈显著正相关;在20-40 cm,土壤有机碳性状与土壤养分性状的第一个典型相关系数达到极显著水平,其相关系数为0.995 4,在一定范围内,土壤有机质、钾、钙、镁含量与土壤有机质碳、可溶性碳和易氧化态碳含量呈显著正相关,铜和硼含量与土壤有机质碳、可溶性碳和易氧化态碳含量呈显著负相关。

UV-B辐射增强和氮沉降对不同种源地乌桕叶绿素荧光参数的影响

以来源于入侵地美国和中国本地的乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,通过模拟UV-B辐射增强、氮沉降加剧,研究两者对不同种源地乌桕种群叶绿素荧光参数的影响。结果表明,UV-B辐射和氮沉降在乌桕株高方面存在显著交互作用,UV-B辐射和种源在F_v/F_m方面存在显著交互作用;UV-B辐射显著增加乌桕SPAD;氮沉降显著增加乌桕SPAD,降低Y(Ⅱ)、ETR_(max);氮沉降能减缓UV-B辐射对乌桕株高生长的胁迫作用;来源于入侵地美国的乌桕种群相比于中国本地乌桕种群,具有较高的实际光能转化效率和株高生长速度,较低的SPAD,并对UV-B辐射胁迫更敏感。

武功山山地草甸土壤有机质、全氮及碱解氮分布格局及关系

土壤中有机质、全氮及碱解氮是草本植物生长的重要限制性营养因子,且它们之间关系密切。以江西省武功山山地草甸为研究对象,分析不同海拔高度（1600-1900 m）和不同土壤深度（0-20 cm、20-40 cm）条件下,土壤有机质、全氮、碱解氮的空间分布特征以及3者之间的相互关系。结果发现：（1）武功山山地草甸土壤中有机质、碱解氮和全氮含量在同一垂直土壤剖面中均随着发生层的下降而降低,在海拔梯度上,3大养分指标的空间变化呈倒“U”形,均于1 750 m左右处达到最高值;（2）利用SPSS回归分析发现,上下层土壤均出现有机质和全氮、全氮和碱解氮相关性极显著,全氮与有机质呈线性正相关,碱解氮与全氮呈非线性正相关,拟合度均较好;（3）草甸上层土壤中有机质供氮水平高于下层,而下层土壤中碱解氮占全氮比重明显比上层要高。研究揭示了武功山山地草甸土壤有机质、全氮及碱解氮的空间分布格局及其相关性,为武功山山地草甸生态系统的植被恢复提供理论依据。

枯枝落叶物厚度影响毛红椿种子出苗的模拟研究

为了探讨枯枝落叶物对毛红椿天然更新的影响,通过室内模拟试验,研究了毛红椿枯枝落叶物厚度及置放位置对其种子萌发及幼苗存活的影响。结果表明:当种子置于枯枝落叶物上时,枯枝落叶物越厚种子萌发时间越晚,一定厚度的枯枝落叶物对幼苗发生有显著促进作用,幼苗茎长变短;当种子被枯枝落叶物覆盖时,枯枝落叶物越厚出苗时间越晚,出苗率随着枯枝落叶物厚度的增加而降低(枯枝落叶物厚度≥2 cm显著降低出苗率),幼苗苗根变短,枯枝落叶物厚度与幼苗生物量呈较弱的负相关。幼苗存活率随枯枝落叶物厚度的增加而显著降低,5 cm厚枯枝落叶物覆盖的幼苗29 d全部死亡。从而说明毛红椿种子萌发在一定程度上受地表枯枝落叶限制,或虽能萌发但幼苗纤弱,自然死亡率较高。建议在毛红椿林分管理过程中,可以适当去除枯落物以促进种子萌发与幼苗生长。

放牧对武功山草甸土壤微生物生物量及酶活性的影响

以武功山山地草甸为研究对象,通过分析不同放牧强度对土壤微生物生物量碳氮以及酶活性的影响,旨在为退化草甸修复提供理论依据。结果表明:1)不同土壤微生物生物量碳氮含量表现为0-20cm土层>20-40cm土层,除20-40cm土层轻牧和中牧的土壤微生物生物量氮无显著差异外(P>0.05),随放牧强度增加,土壤微生物生物量碳氮含量均显著降低(P<0.05);2)可溶性碳氮含量在0-20和20-40cm土层间无显著差异(P>0.05),均表现为在0-20cm土层轻牧显著大于中牧和重牧(P<0.05);3)碱解氮和易氧化碳含量表现为在不同土层,轻牧和中牧含量均显著高于重牧(P<0.05);4)土壤β-葡萄糖甘酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖甘酶和脲酶活性表现为在不同土层下,轻度和中牧均显著高于重牧(P<0.05);5)相关性分析表明,不同放牧强度土壤β-葡萄糖甘酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖甘酶和脲酶活性与微生物生物量碳氮均呈显著性正相关(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01)。

武功山草甸区植被小群落下土壤活性有机碳和总有机碳的分布及关系

在武功山主峰1600 m草甸森林过渡区草甸,采集了乔木,灌木,高草、地被植物4类群落下0~20和20~40 cm土层的土壤,每类2种典型小群落,分别代表混合乔木和杉木、箭竹和杜鹃、蹄盖蕨和狗尾巴草、珍珠菜和灰毛泡8个典型群落,分析了土壤总有机碳和活性有机碳中的可溶性有机碳、微生物量碳和易氧化态碳。结果表明：各群落下土壤除了可溶性有机碳,总有机碳、微生物量碳和易氧化态碳均达到显著差异性水平;总有机碳含量方面,灰毛泡群落下上下层土壤含量都是最高,而其3种活性有机碳含量显著偏少;可溶性有机碳方面,上下层土壤成分中狗尾巴草群落含量显著高于其他群落;微生物量碳以及易氧化态碳方面,箭竹群落下上下层土壤中含量均显著高于其他群落;不同群落类型土壤可溶性有机碳含量均随着土层加深而递减,而土壤微生物量碳、易氧化有机碳的分配比例随土壤层下降出现轻微聚集现象。

武功山草甸土壤碱解氮含量分布影响因素研究

为了研究海拔的变化与草甸退化程度对武功山草甸土壤碱解氮的影响,了解武功山草甸土碱解氮的分布情况,以武功山核心景区金顶1 600~1 900 m之间的不同海拔与不同退化程度草甸土壤为研究对象,对其A（0~20 cm）、B（20~40 cm）2层土壤碱解氮进行测定,分析武功山碱解氮空间分布特征。研究结果表明,武功山草甸A、B 2层土壤碱解氮含量在同一海拔有明显的垂直空间分布特征,下层土碱解氮含量明显小于上层土壤,在重度退化的情况下这一特征表现不显著;海拔的变化对武功山草甸土壤碱解氮含量的影响不显著,海拔1 750 m左右上下层碱解氮含量均最多;草甸的退化程度对武功山草甸碱解氮含量的影响也不显著,说明武功山退化草甸土壤的供氮水平无较大缺失,在生态修复工作中利用氮肥或其他肥料调节土壤肥力需要谨慎合理。

浸种对2个毛红椿种源种子萌发和幼苗生长的影响

将2013年11月采集江西官山国家自然保护区和江西九连山国家级自然保护区里的毛红椿种子,2014年4月进行田间播种育苗实验,研究浸种时间对不同种源种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在相同浸种时间下,官山种源的发芽率和苗高均大于九连山种源,但地径生长显著小于九连山种源;20 h浸种能显著提高毛红椿种子的发芽率和幼苗高生长,但对径生长无显著影响。

武功山草甸土壤微量元素分布及对人为干扰的响应

土壤中有效态微量元素的供给水平会影响植物的正常生长和发育。通过研究武功山山地草甸土壤有效态微量元素Fe、Cu、Mn、Zn、B的分布特征以及对人为干扰的响应,发现有效态Fe、Cu、Mn、Zn、B的平均含量分别为169.15、0.94、3.73、1.60、0.28 mg·kg-1,有效态Fe、Cu、Zn、B随海拔增加并未有显著增加或减少的规律,0-20cm土层的有效态Mn随海拔增加有显著(P<0.05)减少趋势。有效态Fe、Mn、Zn具有空间异质性。0-20和20-40 cm土层,有效态Cu都对人为干扰响应敏感(P<0.05),且随着人为干扰程度的增加,有效态Cu含量呈现富集现象,最大富集率分别为139.5%和181.8%。

武功山草甸土壤微生物分布影响因素研究

为了解武功山草甸土壤微生物的分布情况,在武功山金顶附近采集土样,重点分析了海拔高度和干扰程度的变化对武功山草甸土壤微生物细菌、放线菌和真菌分布情况的影响。研究表明,武功山草甸土壤微生物总数最多的是放线菌,其次是细菌,最后是真菌;海拔高度会影响武功山三大草甸土壤微生物的数量变化,三者的变化趋势基本一致;不同干扰程度对草甸土壤微生物数量的影响存在显著性差异,而且适度的干扰会增加草甸土壤中微生物的数量;不同的生态因子对草甸土壤微生物的分布都存在着一定程度的影响。

武功山山地草甸土壤养分的初步分析

以江西省萍乡市武功山核心景区的金顶—吊马桩一带的区块状山地草甸为研究对象,在对武功山金顶景区草甸土壤上(0~20 cm)、下(20~40 cm)两层土壤进行采样并运用ASI土壤养分状况系统分析法测定,采用常规统计分析得出结论:试验区草甸土壤总体偏酸性,土壤大体属于2类有机质土壤,在含量变幅上除了有机质、速效钾、有效镁、有效硼、有效硫的含量较为稳定,其他养分元素均出现较大变幅,两层土壤养分的变异除pH值外,均出现中度或者重度变异,以中度变异为主,其中硝态氮、有效磷和有效钙在两层土壤均出现了重度变异,说明土壤中的主要养分含量大都发生了局部不稳定状况,两层土壤养分指标中发生养分偏斜的多于未偏斜的;基于ASI土壤养分分析系统的分级状况,发现只有草甸土壤中的速效氮(铵态氮和硝态氮之和)、有效铁、有效硫在土壤的上下两层均表现为较为丰富的状况,以及有效锌在上层草甸土的含量较为丰富,草甸土壤中的其他土壤养分元素含量总体处于偏低水平,且过半养分含量处于严重缺乏的水平。

庐山毛竹扩张及模拟氮沉降对土壤N_2O和CO_2排放的影响

毛竹是我国南方广泛分布的一种典型的森林资源,其扩张已引发了多方面的生态问题,但是目前关于氮沉降背景下毛竹扩张引起的土壤N_2O和CO_2气体排放变化的研究甚少,且无原位观测数据。采用静态箱-气相色谱法,分析江西庐山毛竹纯林、毛竹扩张形成的毛竹-日本柳杉混交林及日本柳杉纯林3种林分土壤的N_2O和CO_2排放速率和累积排放量及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)混交林土壤的NH_4^+-N含量、NO_3^--N含量及pH分别为14.39mg·kg^(-1)、8.65mg·kg^(-1)、4.88,显著高于日本柳杉纯林的9.75 mg·kg^(-1)、5.58 mg·kg^(-1)、4.05,但是混交林土壤DOC含量(236.5 mg·kg^(-1))却显著低于日本柳杉纯林(382.0mg·kg^(-1))。(2)混交林土壤N_2O累积排放量(393.6mg·m^(-2))显著高于毛竹纯林(202.5mg·m^(-2))和日本柳杉纯林(192.8mg·m^(-2)),混交林土壤CO_2累积排放量(4 655 g·m^(-2))显著高于日本柳杉纯林(2 815 g·m^(-2))。(3)模拟氮沉降未对3种林分类型土壤的CO_2排放速率和累积排放量产生显著影响,但明显增加了混交林和日本柳杉纯林的N_2O累积排放量。本研究表明:毛竹扩张不同阶段土壤的理化性质、N_2O及CO_2排放表现出不同特征。毛竹扩张过程中一定程度上增大了土壤N_2O和CO_2的排放量,但是完全扩张后N_2O排放出现明显下降趋势,而CO_2的排放未发生显著变化。同时,氮沉降促进了毛竹未扩张和扩张初期土壤的N_2O排放,而对CO_2排放未产生显著影响。表明在未来气候变化条件下管理亚热带毛竹扩张时,必须明确考虑这些生态系统组成、结构和影响因子之间的影响。

武功山草甸不同海拔对土壤和植物凋落物磷含量的影响

以江西省武功山海拔1 600~1 900m的山地草甸为对象,对不同海拔下,凋落物全磷、土壤全磷、土壤有效磷的空间分布特征以及相互之间的相关性进行分析。结果表明,不同海拔梯度下凋落物全磷、土壤全磷、土壤有效磷分别是0.50~3.53、0.28~1.29、0.19~17.47mg·kg^(-1)。土壤全磷的含量随着海拔的逐渐增加,呈现出"U"型的分布规律,在海拔1 700~1 800m处含量较低。不同物种之间的全磷含量具有明显差异,芒(Miscanthus sinensis)、中华苔草(Carex chinensis)、毛秆野古草(Arundinella hirta)和武功山飘拂草(Fimbristylis wukungshanensis)含量分别是4.21、1.34、1.03、1.28g·kg^(-1),芒的全磷含量显著高于中华苔草、毛秆野古草和武功山飘拂草(P<0.05)。相关性分析表明,海拔梯度与土壤全磷之间存在极显著相关性(P<0.01),凋落物全磷与土壤有效磷显著正相关,凋落物全磷随着土壤有效磷的增加而增加;凋落物全磷与土壤全磷相关性不显著(P>0.05)。说明土壤供磷能力的指标通过土壤有效磷反映,其含量高低主要由凋落物全磷之间的转化方向及分布状况决定,一般认为,凋落物全磷与土壤有效磷的相关性越显著,凋落物全磷的相对有效性就越高。本研究结果有助于进一步了解武功山山地草甸不同海拔梯度对土壤与凋落物磷含量的影响,同时也为山地草甸的植被恢复及可持续经营提供理论依据。

不同施肥处理对毛竹根系有机酸含量的影响研究

以毛竹根系作为试验材料,经过4种施肥处理(45%矿渣肥、39%矿渣肥、毛竹专用肥和对照),利用高效液相色谱法建立并优化了毛竹根系中有机酸的提取和测定方法,并测量了不同施肥处理下不同年龄毛竹根系中有机酸种类以及含量。结果表明,运用此方法样品制备简便,分离效果和方法的线性范围都能满足毛竹根系中有机酸定性和定量分析的要求。根据分析物的保留时间对样品色谱峰定性分析发现,不同施肥处理下各年龄毛竹根系中可以检出4种有机酸分别为苹果酸、草酸、柠檬酸和丁二酸。通过峰面积计算对有机酸定量分析发现:苹果酸含量总体表现为45%矿渣肥>对照>39%矿渣肥>专用肥;丁二酸含量总体表现为45%矿渣肥>39%矿渣肥>专用肥>对照;而含量变化不大的草酸和柠檬酸均表现为45%矿渣肥>专用肥>39%矿渣肥>对照。在不同年龄毛竹根系有机酸含量的比较中发现,整体毛竹根系中有机酸含量随年龄的增长呈现出"大小年"的现象。

基于GIS的武功山山地草甸土壤有机质空间变异研究

以江西萍乡武功山核心景区的金顶—吊马桩一带的区块状山地草甸土壤为研究对象,对试验区草甸上(0~20 cm)和下(20~40 cm)两层土壤采用30 m×30 m网格共采117个样点,测定土壤有机质,采用常规统计和地统计学进行了土壤有机质的空间变异分析,并且基于GIS进行了普通克里金插值成图,通过对土壤有机质的分布特征以及空间异质性研究分析,得出结论如下:(1)根据常规描述性统计分析,试验区草甸土壤上层(0~20 cm)大体属于2类有机质土壤,下层(20~40 cm)大体达到3类有机质土壤,整体性分布较好;(2)在采样距离为30 m的背景下,试验区草甸的上、下层土壤有机质的自相关距离A0分别为474.6 m和260.2 m,都远>30 m的采样间距,说明有机质空间区块性分布明显,采样合理有效;(3)试验区上、下层草甸土壤中有机质的空间自相关性系数(C0/C0+C)分别为27.85%和28.66%,属于中等偏下程度的空间自相关,土壤有机质空间变异受人类因素和自然因素双重影响;(4)通过普通克里格空间插值成图,图中呈现出来的土壤有机质空间分布在地形和土地利用格局下都具有地区差异性,初步分析可知,造成这种差异的原因主要为海拔、地形、旅游活动、土壤垂直发育等因素。

武功山山地草甸不同海拔凋落物-土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征

以江西省武功山海拔1500~1900 m山地草甸为研究对象,研究不同海拔凋落物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,并对其相关性进行分析.结果表明:不同海拔下凋落物C、N、P含量分别为397.5~458.24、11.59~17.12、1.05~2.19 mg·g^(-1),凋落物C含量随海拔升高不断减小,凋落物N、P含量随海拔升高先下降后升高.土壤C、N、P含量分别为51.64~80.01、3.30~4.77、0.44~1.09 mg·g^(-1),土壤C、N、P含量随海拔升高先增加后降低,土壤全P含量变异较小.不同海拔凋落物C∶N、C∶P、N∶P分别为24.73~40.36、203.65~463.08、7.16~13.80,并随海拔升高先升高后下降.不同海拔土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为14.95~16.95、56.87~162.52、3.69~10.58,土壤C∶N随海拔升高没有显著变化,土壤C∶P、N∶P随海拔升高先升高后下降,在海拔1600~1700 m处达到最大.武功山山地草甸凋落物与土壤C、N、P含量随海拔升高的变化规律不同,不同海拔凋落物C、N、P均值,以及C∶N、C∶P和N∶P大于土壤.

UV-B辐射增强和氮沉降对入侵植物乌桕生长的影响

外来植物入侵是全球性问题,严重威胁入侵地生态系统功能和稳定性。入侵植物与其在原产地生长特征的不同,使其在抵抗胁迫生境和利用资源方面具有较强的竞争能力,从而具有较高的入侵潜力。UV-B辐射增强和氮沉降加剧作为两种全球变化因子,可能与土壤微生物共同作用于植物入侵的整个过程。了解UV-B辐射增强和氮沉降加剧是如何直接或间接影响微生物介导的植物生长,有助于揭示全球变化背景下的植物入侵机理,为有效控制植物入侵并降低其对生态系统功能的危害提供理论依据。该试验采用四因素裂区设计,以入侵美国的中国乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,通过模拟UV-B辐射增强和氮沉降加剧,在土壤微生物控制条件下,研究三者对不同种群乌桕生长的影响。结果显示:UV-B辐射增强、氮沉降加剧和土壤微生物可能共同作用于乌桕成功入侵的整个过程。UV-B辐射增强导致乌桕形态学和生物量分配发生变化,大部分的资源分配给叶片以抵抗外界UV-B辐射胁迫。氮沉降使得乌桕将更多资源分配至地上部分,特别是叶片,减少了对地下生物量的分配。原产地土壤微生物对乌桕生长具有显著正效应,同时,氮沉降增强了该效应而UV-B辐射增强对该效应没有影响。氮沉降没有减缓UV-B辐射对乌桕的胁迫作用。入侵地乌桕种群相比于原产地乌桕种群在株高、叶生物量和总生物量方面已经进化出了较为明显的优势,此外,入侵地乌桕种群相比于原产地乌桕种群减弱了在根冠比和根生物量方面对原产地土壤微生物的依赖性,但是增强了在叶面积比方面的依赖性。