模拟氮沉降增加对南亚热带主要森林土壤动物的早期影响

对模拟氮沉降增加条件下3种南亚热地带代表性森林(季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松纯林)内土壤动物群落的早期响应特征进行了比较研究.试验采用模拟的方法,人为构建了一个氮沉降增加梯度系列,即对照、低氮处理(50kg·hm-2·yr-1)、中氮处理(100kg·hm-2·yr-1)和高氮处理(150kg·hm-2·yr-1).结果表明,不同林分对氮沉降增加的响应不同;季风林与针叶林表现了两种截然相反的变化趋势,前者反映的是负向效应,土壤动物的3项指标均明显下降,而后者则反映出明显的正向效应,使得针叶林土壤动物的各项指标达到混交林,甚至季风林的水平;氮沉降增加对混交林则没有表现出明显的作用.不同氮沉降增加水平所产生的效应也不完全相同.在季风林内,参比对照,中氮处理往往表现出显著的负向效应(P<0.05),而低氮处理反应不明显;在针叶林内,氮处理的正向效应随着处理的加强而持续上升,尤其是对于土壤动物类群数指标,这种持续性均达到了显著性水平(P<0.05).可以认为,这些结果反映了森林生态系统对氮饱和的响应机制.

模拟降水和氮沉降增加对草地生物量影响的研究进展

研究降水和氮沉降增加对草地生态系统生物量的作用机制及其适应特征,有助于深刻理解气候变化对草地生态系统生产力和各项服务功能的影响,对草地生态系统的可持续发展具有重要意义。本文综述了模拟降水和氮沉降增加对草地植物生物量的改变及其可能的机制分析,探讨了植物对环境的适应特征,并在此基础上提出了未来气候变化条件下草地生态系统所面临的挑战和当前研究中主要存在的问题。

CO2浓度升高与氮沉降对南亚热带森林生态系统植物生物量积累及分配格局的影响

CO2浓度升高与氮沉降增加对陆地生态系统的耦合作用已成为全球变化的研究热点。应用大型开顶箱(OTC)人工控制手段研究了人工生态系统在1)高CO2(700±20μmol·mol-1)+高氮沉降(100kg N·hm-2·a-1)(CN);2)高CO2(700±20μmol·mol-1)+背景氮沉降(C+);3)高氮沉降(100kg N·hm-2·a-1)+背景CO2(N+);4)背景CO2+背景氮沉降处理(CK)4种处理条件下荷木(Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、海南红豆(Ormosia pinnata)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)等主要南亚热带森林植物的生物量积累模式及其分配格局。连续近3年的实验结果表明:不同处理条件下,各参试植物生物量积累具有不同的响应特征,N+处理显著促进荷木、肖蒲桃及红鳞蒲桃生物量的积累;C+处理显著促进肖蒲桃、海南红豆生物量的积累;CN处理显著促进除红锥外其他物种生物量的积累,并且具有两者单独处理的叠加效应。不同处理改变物种生物量的分配模式,N+处理降低植物的根冠比,促进地上部分生物量的积累;C+处理增加红锥和红鳞蒲桃地下部分生物量的分配,却促进荷木和海南红豆地上部分的积累;CN处理仅促进红磷蒲桃地下部分的积累。群落生物量的积累与分配格局取决于优势物种的生物量及其分配格局在群落中所占的权重。

新疆北部荒漠一年生短命植物层片对氮素添加的响应

一年生短命植物层片是新疆北部荒漠早春季节植物群落的重要组成部分,为了解其对不断激增的氮沉降的响应,设置0 g/m^(2)(CK)、3 g/m^(2)(N1)、6 g/m^(2)(N2)、12 g/m^(2)(N3)4个氮素添加梯度,研究氮素添加对植物物种多样性和生物量的影响。结果表明:(1)新疆北部荒漠一年生短命植物层片的物种丰富度和多样性对短期氮素添加的响应不显著,但物种多度随着氮素添加水平的不断增加呈下降趋势;(2)氮素添加没有显著改变一年生短命植物层片群落生物量,但不同常见植物生物量对氮素添加表现出不同的响应模式;(3)氮素添加下物种丰富度与群落生物量之间呈显著负相关关系。这表明一年生短命植物个体生长对氮素添加的响应是敏感的且这些响应具有物种差异性,这些差异导致氮素添加的促进和抑制作用可能相互抵消,使得荒漠植物群落一年生短命植物层片对短期氮素添加具有一定的缓冲能力,生产力相对稳定,多样性不会发生明显变化。

降水量变化与氮添加下荒漠草原土壤酶活性及其影响因素

土壤酶主要由植物根系和微生物分泌产生,参与有机质降解和元素循环等重要过程。研究降水量变化和氮(N)添加下土壤酶活性及其与植物群落组成以及微生物活动间的联系,可为深入理解全球变化背景下植被-土壤系统中元素的循环与转化机制提供科学依据。该研究基于2017年在宁夏荒漠草原设立的降水量变化(减少50%、减少30%、对照、增加30%以及增加50%)和N添加(0和5 g·m^(-2)·a^(-1))的野外试验,研究了2018–2019年土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性的变化,分析了其与植物群落组成、微生物生态化学计量特征的关系。结果表明:与减少降水量相比,增加降水量对3种酶活性的影响较大,但其效应与N添加以及年份存在交互作用。2018年增加降水量对3种酶活性的影响缺乏明显的规律性。2019年增加降水量不同程度地提高了3种酶活性。N添加对3种酶活性影响较小(尤其2019年);草木樨状黄耆(Astragalusmelilotoides)生物量与脲酶和磷酸酶活性负相关。糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)生物量与3种酶活性正相关。除Patrick丰富度指数外,植物群落多样性指数普遍与3种酶活性负相关;对酶活性影响较大的因子包括土壤pH、土壤全磷(P)含量和微生物生物量碳(C):N:P。因此,短期内降水量变化及N添加对荒漠草原土壤酶的影响较小(尤其在减少降水量条件下);降水量增加及N添加通过提高植物生物量、改变植物多样性、调节微生物生物量元素平衡以及增强土壤P有效性,直接影响着土壤酶活性。鉴于土壤酶种类的多样化和功能的复杂性,今后还需结合多种酶活性的长期变化规律,深入分析全球变化对酶活性的影响机制。