氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6～10月，在中国东北连续多年冻土区，岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤，通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平，分别为0mg／g（N0），0．1mg／g（N1），0．2mg／g（N2），0．5mg／g（N3）。结果表明，培养结束后3种土壤在NO处理下的有机碳累计矿化量分别为5646mg／kg，2103mg／kg和1287mg／kg，与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳（MBC）呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于NO处理，表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大，氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异，表现为：不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异；岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理；季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后，3种土壤微生物量氮（MBN）含量随氮输入量增加而降低，MBC／MBN随氮输入量增加而增加；季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC／MBN都与累积矿化量存在显著相关关系，表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构，进而对有机碳矿化产生影响。

南亚热带森林优势树种氮、磷可利用性与菌根侵染率的关系

氮(N)和磷(P)是植物生长所必需的大量元素,其供应是否充足对植物生长发育具有重要影响。菌根真菌侵染有助于植物对N、P等营养元素的吸收利用,而以往研究大多集中于草地、农田生态系统中,并多以控制实验或者室内盆栽实验为主。选择南亚热带森林演替前期与演替中期的共有优势树种马尾松(Pinus massoniana)以及演替中期与演替顶级阶段的共有优势树种木荷(Schima superba)与锥栗(Castanopsis chinensis)为研究对象,测定其菌根侵染率、根际土酸性磷酸酶活性(acid phosphatase activity,APA)、根际土以及叶片元素含量,探讨不同演替阶段森林共有优势树种N、P可利用性与菌根真菌侵染率之间的关系。结果表明:(1)马尾松菌根侵染率由演替前期的48.18%显著增加到演替中期的65.7%;木荷以及锥栗菌根侵染率分别由演替中期的57.7%、50.79%增加到演替顶级的64.03%、53.18%;(2)共有优势树种菌根侵染率与叶片磷含量呈显著负相关关系,马尾松菌根侵染率与根际土铵态氮含量呈显著正相关关系;(3)共有优势树种根际土APA、叶片N:P均随着演替的进行而升高,木荷和锥栗根际土APA分别由演替中期的8.8、9.38μmol·g^(-1)·h^(-1)显著增加到演替顶级的16.96、15.55μmol·g^(-1).h^(-1);共有优势树种根际土APA与有效磷含量存在显著负相关关系,而与根际土C:P、N:P以及叶片N:P间存在极显著正相关关系。可见,随着南亚热带森林演替的进行,磷限制的增强将使得不同演替阶段森林共有优势树种菌根侵染率升高,菌根真菌的侵染能够缓解不同演替阶段森林共有优势树种所受的磷限制。

入侵植物与同属本地植物的成功定植依赖于无机氮组成和水平

外来植物的成功入侵常常表现为3种对策:逆境成功型、顺境成功型和两者兼备型。为了在植物群落水平探讨这些对策,我们研究了土壤无机氮组成和水平对入侵植物及其同属本地植物成功定植的影响。在实验中,我们选择21种植物(8种入侵植物、8种本地同属植物、5种本地非同属植物)构建人工植物群落,将每种群落置于3种氮组成(3:1、2:2、1:3硝铵比)和3种氮水平(低氮、中氮、高氮)构成的9种氮处理中。主要测定指标包括:总生物量、相对生物量(指示物种成功)、死亡率和死亡时间。当同时考虑9种氮环境时,入侵植物与同属本地植物具有相似的总生物量、相对生物量和死亡时间,但前者的死亡率较低。这种格局与两者间相似的生长和忍耐性有关。氮组成影响死亡时间,氮水平影响总生物量和相对生物量。最重要的是,物种来源、氮组成和氮水平共同影响总生物量、相对生物量和死亡时间。这些结果表明:生长在系列氮环境中的入侵植物与同属本地植物可能具有相似的成功定植,氮组成和氮水平共同决定外来植物的成功入侵。