凋落物处理对华山松人工林土壤呼吸的影响

【目的】通过探讨凋落物添加和去除处理对土壤呼吸速率的影响,为人工林土壤碳库管理提供理论依据。【方法】以神农架林区华山松人工林为研究对象,2021年4月—2022年3月通过设置对照(CK)、凋落物去除(LR)和凋落物添加(LA)3种处理,采用Li-8100A土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率和土壤温湿度,研究土壤呼吸速率对凋落物处理的响应规律。【结果】1)3种处理间的土壤温度和土壤含水量均无显著差异(P>0.05),土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,最大值均出现在7月,最小值均出现在2月;2)3种处理下土壤呼吸速率的年平均值为LA(2.17μmol·m^(-2)·S^(-1))>CK(1.69μmol·m^(-2)·S^(-1))>LR(1.25μmol·m^(-2)·S^(-1)),与对照相比,凋落物去除使土壤呼吸速率年均降低了26.02%,凋落物添加使土壤呼吸速率年均提高了29.48%;3)不同凋落物处理的土壤呼吸速率与土壤温度均呈极显著正相关(P<0.01),土壤温度分别解释了3种处理下土壤呼吸速率97.31%、99.18%和95.37%的变异。而土壤呼吸速率与土壤含水量相关性不显著(P>0.05),华山松人工林土壤呼吸速率的主要影响因子是土壤温度;4)土壤呼吸温度敏感性指数(Q10)为CK(2.98)>LR(2.91)>LA(2.88),凋落物去除和添加处理均降低了土壤呼吸温度敏感性。【结论】凋落物输入量的改变对土壤呼吸速率具有重要影响,且不同处理方式对土壤呼吸影响程度不一致。

凋落物输入变化对黄河三角洲柽柳人工林土壤有机碳及其组分的影响

为探究凋落物输入变化对土壤有机碳库的影响,明确凋落物对森林生态系统土壤碳循环的作用,以黄河三角洲滨海盐碱地柽柳人工林为研究对象,通过设置添加凋落物(LA)、去除凋落物(LR)和对照(CK)3种处理方法,分析凋落物不同输入变化对土壤理化性质、土壤有机碳及其组分的影响。结果表明:凋落物添加和去除处理影响土壤理化性质的变化,与对照相比,添加凋落物降低了土壤密度和含盐量,增加了土壤含水量和养分(全氮、全磷、全钾),而去除凋落物则相反。3种处理对土壤有机碳(SOC)及其储量以及活性有机碳组分的影响一致,均表现为LA处理影响最大,LR处理影响最小,其中LA处理比CK增加了SOC质量分数及储量,但增加不显著;LR处理则显著降低了SOC质量分数及其储量,土层深度(d)0<d≤10 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了34.93%、12.66%,10 cm<d≤20 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了24.27%、16.13%。LA处理的土壤SOC及可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物量碳(MBC)质量分数均出现明显的表聚现象,而LR处理影响则不显著,且DOC和MBC则出现随土层深度增加而增大的趋势。土壤惰性有机碳(ROC)质量分数在不同土层间存在差异,0<d≤10 cm土层,各处理表现为LA>CK>LR,10 cm<d≤20 cm土层,各处理则表现为CK>LA>LR,而在CK和LR处理出现随土层增加而增加的趋势,偏于向土层下方积累。土壤密度(BD)与SOC及其各组分呈负相关,而土壤含水量(WC)、全氮、全磷与SOC及EOC、MBC、DOC质量分数呈极显著正相关(P<0.01)。因此,不同处理方式及不同土层深度的土壤密度、全氮质量分数和土壤含水量是影响SOC及组分变化的主要环境因子。

去除凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤活性有机碳的短期影响

[目的]探究去除凋落物和草毡层对寒温带森林土壤活性有机碳的影响,为我国寒温带森林土壤碳循环的研究提供科学参考。[方法]以大兴安岭北部3种典型森林(白桦林、樟子松林和兴安落叶松林)为研究对象,在3种林型中设置对照、去除凋落物、去除草毡层以及去除凋落物和草毡层4种处理,于2021年9月对各处理不同土层(0—10 cm和10—20 cm)土壤进行取样,研究其土壤活性有机碳组分及其影响因子。[结果]在0—10 cm土层,与对照相比,去除凋落物后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中无显著变化,而在兴安落叶松林中显著降低了25.49%和39.40%;土壤微生物量碳含量在白桦林和兴安落叶松林中显著降低了19.26%和18.86%,而在樟子松林中无显著变化。去除草毡层后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中显著降低了16.08%,60.69%和17.38%,17.33%,而在兴安落叶松林中的变化不显著;土壤微生物量碳含量在3种林型中显著降低了19.47%~42.02%。同时去除凋落物和草毡层后3种林型土壤微生物量碳和易氧化有机碳含量极显著降低了22.03%~27.01%和52.22%~57.01%;土壤可溶性有机碳含量降低了11.25%~22.18%,其中白桦林和樟子松林达显著水平;在10—20 cm土层,不同去除处理对3种林型土壤可溶性有机碳和微生物量碳含量均无显著影响,白桦林和樟子松林土壤易氧化有机碳含量分别在去除草毡层以及同时去除凋落物和草毡层后显著降低,而兴安落叶松林土壤易氧化有机碳含量无明显变化。3种林型土壤活性有机碳各组分与土壤总有机碳、全氮、含水量呈显著正相关,与土壤pH则呈显著负相关。[结论]去除凋落物和草毡层降低了土壤活性有机碳含量,凋落物和草毡层的存在有利于土壤活性有机碳的形成与累积。

云南乌蒙山国家级自然保护区珙桐林生态化学计量特征

【目的】探究国家Ⅰ级珍稀濒危植物珙桐生态化学计量特征,揭示珙桐林生态系统养分元素状况和生长限制因子。【方法】在云南乌蒙山国家级自然保护区不同海拔段设置4个样地,编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,利用单因素方差分析及多重比较等方法研究珙桐林叶片-凋落物-土壤3种组分C、N、P含量及其比值的差异性、相关性,用冗余分析方法探究土壤化学计量特征的响应因子。【结果】珙桐叶片C、N、P平均含量分别为520.97、22.73、1.43 g/kg,凋落物C、N、P平均含量分别为459.87、10.96、1.35 g/kg,土壤C、N、P平均含量分别为74.81、7.94、0.79 g/kg,叶片、凋落物、土壤C、N、P平均含量表现为叶片>凋落物>土壤。不同样地同一组分间土壤C、N、P含量差异显著,表现为Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ(Ⅰ:58.47±1.88、5.73±0.41、0.06±0.02 g/kg;Ⅱ:64.45±2.29、6.82±0.19、0.61±0.08 g/kg;Ⅲ:75.94±1.32、7.88±0.16、1.11±0.06 g/kg;Ⅳ:100.39±1.24、11.32±0.25、1.36±0.10 g/kg),叶片、凋落物差异不显著;同一样地不同组分间C含量差异显著,表现为叶片>凋落物>土壤,N、P含量差异不显著;不同样地同一组分、同一样地不同组分间C∶N、C∶P、N∶P存在显著差异。叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及比值间相关性显著;海拔、非毛管孔隙度和坡度、毛管孔隙度、粉砂粒含量是影响土壤养分含量的关键环境因子。【结论】云南乌蒙山国家级自然保护区珙桐林不同海拔样地间土壤C、N、P含量及其比值存在显著差异,叶片、凋落物差异不明显,根据生态化学计量特征表明样地Ⅳ珙桐生长受P元素限制,海拔、非毛管孔隙度、坡度、毛管孔隙度、粉砂粒含量是影响珙桐林土壤养分循环的关键环境因子。

2010–2020年塔里木盆地南部荒漠草地凋落物回收量月动态数据集

中国科学院新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“策勒站”)地处塔里木盆地南缘,南依昆仑山,北临我国最大的塔克拉玛干沙漠。具有植被群落简单,土壤有机质积累缓慢等特点。凋落物是该区域重要的养分来源。基于对策勒站荒漠植物群落的长期定位观测,通过对不同植物凋落物器官(枝、叶、果)分组,本文整理统计得到2010–2020年塔里木盆地南部荒漠草地凋落物的回收量月动态数据,同时记载了观测场群落以及土壤养分的年度变化情况。数据的产生严格遵照CERN生物观测规范执行,数据的审核及质量控制由台站与分中心质控人员共同完成。本数据集以期为深入研究塔里木盆地南部荒漠草地凋落物动态变化提供基础数据,为了解和评估极端干旱荒漠生态系统养分循环过程提供理论支撑。

咖啡果皮与枯落物覆盖对土壤有机碳组分的影响

农田土壤有机碳库作为陆地土壤碳库的重要组成部分,其有机碳储量受到种植模式等人为干预的强烈影响。咖啡作为世界热带地区种植面积较大的的经济作物之一,其栽培模式的微小变化即可显著影响陆地生态系统的碳收支平衡。覆盖栽培是咖啡的传统栽培模式之一,然而其对咖啡园土壤有机碳组分的影响仍不明确。因此,本研究基于课题组前期使用咖啡果皮与枯落物等咖啡废弃物替代传统覆盖物对咖啡进行覆盖栽培,采用完全随机区组设计,分别设置未覆盖咖啡废弃物(CK)、覆盖咖啡枯落物(L)、覆盖咖啡果皮(P)和覆盖咖啡枯落物+果皮(PL)4种处理;监测咖啡园的土壤微环境、微生物群落多样性及生物量碳、有机碳组分等指标,通过分析土壤微环境、微生物群落结构与有机碳组分之间的内在关系,明确覆盖咖啡废弃物对土壤碳组分的影响及其关键驱动因子。结果显示:覆盖咖啡果皮与枯落物均不影响土壤有机碳、重组有机碳和可溶性有机碳含量,而分别显著提高土壤轻组有机碳含量13.31%和14.12%。覆盖咖啡废弃物不影响土壤微环境指标与微生物群落多样性。覆盖咖啡果皮显著提高土壤微生物量碳14.05%,并且分别显著增加变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度18.60%和80.77%,并减少蓝细菌门(Cyanobacteria)相对丰度70.14%,却对土壤真菌群落的影响较小;而覆盖咖啡枯落物分别显著增加变形菌门和厚壁菌门相对丰度14.43%和57.63%,并减少蓝细菌门相对丰度73.43%,同时显著提高真菌子囊菌门(Ascomycota)相对丰度14.79%。本研究中咖啡废弃物覆盖不影响土壤有机碳含量主要归因于重组有机碳等主要土壤有机碳组分对咖啡废弃物覆盖处理不敏感;而咖啡废弃物覆盖引起微生物量碳的提高以及厚壁菌门在土壤微生物群落相对丰度的增加,促进了外源有机碳输入引起的激发效应,是显著提高土壤轻组有机碳含量的主要原因之一。咖啡废弃物短期覆盖显著提高土壤轻组有机碳含量,有助于提升咖啡园土壤碳固存以及为优化咖啡绿色低碳生产模式提供理论支撑。

喀斯特峰丛洼地3个建群树种“植物-凋落物-土壤”系统氮同位素特征

以喀斯特峰丛洼地3种常见次生林及其建群树种为研究对象,测定3种林分建群种的不同器官及凋落物、土壤的氮含量及氮同位素丰度值(δ^(15)N),探讨植物-凋落物-土壤氮含量及稳定氮同位素组成变化及内在联系。结果显示:3种次生林建群种植物中叶片氮含量最高,茎的氮含量最低,3种次生林建群树种叶片氮含量均显著高于掉落物和土壤氮含量,0~30 cm土壤氮含量显著高于30~90 cm土壤氮含量,土壤养分主要集中于表层土壤;白栎、栓皮栎和光皮桦器官中δ^(15)N变化范围分别为-2.82‰~14.94‰、-1.37‰~9.35‰和-4.39‰~26.06‰,3种建群种器官间氮同位素组成均表现出显著差异(P<0.05);3种建群种群落表层土壤δ^(15)N差异显著,3种林分中0~30 cm土壤δ^(15)N均显著低于30~60 cm和60~90 cm的土壤,δ^(15)N可能是这些群落土壤氮循环过程中的敏感指标,光皮桦叶片氮含量略大于白栎和栓皮栎,光皮桦林土壤表层δ^(15)N大于白栎林和栓皮栎林,光皮桦可能比白栎和栓皮栎更为适应喀斯特生境。

喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用13C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO_(2)并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P<0.001);在整个培养实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P<0.001)呈显著正相关,与叶干物质含量(r=0.64,P=0.03)、纤维素(r=0.62,P=0.04)和锰含量(r=-0.63,P=0.04)呈显著负相关。多元回归分析结果表明,水溶性碳、钾和钙含量相结合可以解释生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。

凋落物和根系对沂蒙山区三种森林恢复方式土壤酸性磷酸酶动力学特征的影响

酸性磷酸酶动力学特征可反映不同底物供应下土壤磷转化状况。以人工恢复的引进种黑松人工林和本地种栓皮栎人工林以及自然恢复的天然次生林为研究对象,开展凋落物添加去除和根系去除对土壤酸性磷酸酶动力学特征的影响研究。结果表明:(1)三种森林恢复方式下土壤酸性磷酸酶活性和最大反应速度(V_(max))均为双倍凋落物>对照>去除凋落物>去除根系>无输入;(2)改变凋落物和根系输入对酸性磷酸酶的半饱和常数(K_(m))和催化效率(V_(max)/K_(m))影响不大;(3)酸性磷酸酶活性受速效磷含量的反馈调节;土壤氮可利用性和含水量显著影响酸性磷酸酶活性。改变凋落物和根系输入对引进种黑松人工林土壤有机磷转化能力影响最大,天然次生林次之,本地种栓皮栎人工林最稳定。根系对土壤酸性磷酸酶动力学特征的影响大于凋落物。其结果可为暖温带森林恢复,应对气候变化和森林防火、收集凋落物等管理措施提供理论依据。

两种乔木凋落叶浸提液处理对地毯草土壤酶活性及其化学计量比的影响

乔木搭配人工草坪是园林绿化中常见的植物配置方案,但乔木凋落物可能会影响林下草坪草的生长。为探究两种乔木栾树、樱树凋落物对地毯草草坪的影响,本研究将栾树、樱树凋落叶分别制成10、20、40 g·L^(-1)质量浓度的水浸提液,通过盆栽试验分析两种凋落叶浸提液处理下地毯草根际土壤水解酶活性及其化学计量比的变化,初步探讨林下植被管理对地毯草土壤质量的影响。结果表明:1)在不同质量浓度的栾树凋落叶浸提液处理下,地毯草根际土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(PHOS)活性均呈先增后减的变化趋势,木糖聚酶(XYL)则呈先减少后增加,最后减少的变化趋势,而在不同质量浓度的樱树凋落叶浸提液处理下,地毯草根际土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、木糖聚酶活性则表现为先减后增的变化规律,酸性磷酸酶随质量浓度的增加呈递减的变化规律;2)相关性分析表明,N、P获取酶活性与土壤有机碳(SOC)含量呈显著正相关,酶C/N、酶C/P与总氮(TN)、总磷(TP)含量呈显著负相关,酶N/P与SOC含量呈显著负相关。矢量模型分析发现凋落物浸提液处理下地毯草根际土壤微生物呈P养分限制特征,樱树凋落叶浸提液处理能缓解微生物C、P限制;3)冗余分析进一步揭示了栾树和樱树凋落叶浸提液处理下地毯草根际土壤SOC、TP含量和土壤C/P、土壤含水量(SWC)、pH是影响土壤酶活性及其化学计量比的主要因子。因此,在人工草坪日常管理中应适时添加栾树、樱树凋落叶,在提高土壤微生物酶活性的同时缓解了地毯草生长中的碳和磷限制。

松材线虫入侵对湖北三峡地区马尾松林水源涵养能力的影响

[目的]为了探讨松材线虫入侵后松林枯落物层和土壤层水源涵养能力的变化趋势。[方法]以湖北三峡地区松材线虫入侵不同年限(0 a(未入侵)、6 a、10 a和16 a)的马尾松林为对象,采用环刀法、烘干法与室内浸泡法对林分地表枯落物和土壤层水源涵养能力进行了测定,并结合枯落物有效拦蓄量和土壤有效蓄水量定量比较林分枯落物层和土壤层的水源涵养能力在松材线虫入侵不同年限间的变化趋势。[结果]表明:(1)松材线虫入侵不同年限间马尾松林枯落物蓄积量、有效拦蓄量和最大持水量均无显著差异(P>0.05),枯落物总厚度为3.47~5.34 cm,总蓄积量为6.11~9.62 t·hm^(−2),枯落物有效拦蓄量为9.71~14.77 t·hm^(−2)。(2)松材线虫入侵不同年限间马尾松林土壤含水量、土壤密度、非毛管孔隙度存在显著差异(P<0.05),毛管持水量为333.42~378.33 t·hm^(−2),饱和蓄水量为386.27~461.20 t·hm^(−2),入侵6 a的马尾松林0~10 cm和10~20 cm土层土壤有效蓄水量(62.08 t·hm^(−2)和50.08 t·hm^(−2))、10~20 cm土层土壤饱和蓄水量(386.27 t·hm^(−2))均最小。(3)综合林分枯落物和土壤层蓄水能力,由大到小依次为入侵10 a(219.72 t·hm^(−2))>未入侵(191.85 t·hm^(−2))>入侵16 a(182.64 t·hm^(−2))>入侵6 a(121.86 t·hm^(−2)),入侵6 a林分综合蓄水量显著低于其他林分。[结论]湖北三峡地区马尾松林受松材线虫入侵的持续危害后,短期内枯落物层和土壤层持水能力下降,随年限增加林分水源涵养能力逐渐恢复。因此,今后应加强松材线虫入侵的防控力度,以维持和尽快恢复三峡地区马尾松林水源涵养功能。

凋落物添加对蒿类荒漠草地土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响

为探究凋落物添加对土壤养分及化学计量比的影响,本研究采用梅森瓶室外培养法,探求凋落物添加种类及添加量对蒿类荒漠草地0~10 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及其化学计量比的影响,发现茎叶混合促进了凋落物分解,但同一添加物各添加量间分解速率无显著差异。添加5 g和7.5 g叶后土壤SOC较对照分别增加10.4%,15.2%(P<0.05)。土壤TN随叶添加量增加呈上升趋势,较CK增加11.9%~18.4%(P<0.05),而茎、茎叶混合依次仅在5 g、7.5 g添加量时显著减少7.9%、增加37.8%(P<0.05)。2.5 g茎叶、5 g茎和7.5 g叶添加后土壤TP较CK依次增加9.8%,14.4%,7.2%(P<0.05)。凋落物添加后土壤C∶N,C∶P,N∶P分别为2.46~3.63,12.40~16.17,3.47~5.60,且SOC与C∶P、TN与N∶P均呈正相关,而TN与C∶N除添加叶外均呈显著负相关。因此,凋落物分解有利于蒿类荒漠土壤养分的恢复,尤其是叶凋落物的分解是其土壤碳氮短期补充的重要来源。

香樟凋落物对杂草萌发与生长的化感作用

【目的】杂草是农业生产中的主要危害之一,化学除草剂导致的环境与健康问题日益突出,利用化感作用防治杂草已成为一种新的趋势。【方法】研究采用培养实验,探究添加不同量(质量分数3%、6%、9%、12%)的香樟含油叶粉和脱油叶粉对田园土种子库杂草萌发与生长的影响。【结果】(1)两种叶粉均能显著抑制杂草的萌发与生长,具有明显的“浓度效应”,且能延迟除稗草外其他禾本科杂草的萌发时间8 d以上。(2)根据综合化感效应指数,当添加量≤6%时,香樟脱油叶粉对杂草的抑制效果要强于含油叶粉;添加量≥9%时,香樟含油叶粉的抑制效果要强于脱油叶粉。施加同一叶粉时,综合化感效应指数随叶粉量的增加而增强。(3)两种叶粉均能显著提升土壤的肥力,增加速效钾、速效磷、速效氮和有机质含量。(4)相关性分析结果表明,土壤的速效钾含量与杂草的萌发、生长之间有极显著负相关关系。【结论】两种香樟叶粉均可以抑制土壤种子库杂草萌发和生长,且当浓度≤6%时,脱油叶粉的效果更佳;当浓度≥9%时,含油叶粉抑草效果更佳。

积雪变化对陆地生态系统植被特征和土壤碳氮过程的影响

在季节性积雪地区,冬季气候变暖导致积雪变薄、积雪不连续、融雪提前及雪盖面积缩小等现象。然而相较于氮沉降、增温、降水变化等全球变化因子,目前尚缺乏积雪因子对陆地生态系统过程和功能影响的系统报道。为加深人们对积雪特征变化生态后果的认知,综述了积雪深度和融雪时间变化对植被物候和群落组成、凋落物分解、土壤碳氮过程、温室气体排放和土壤微食物网(土壤动物和微生物)的影响。由于模拟积雪变化手段不同和复杂的气候、土壤背景,生态系统各要素对积雪特征变化的响应规律存在较大的分异和不确定性。例如,在未来气候变暖导致积雪变薄和融雪提前情景下,植被物候提前,生长季延长,导致生产力增加和凋落物数量增加,禾草比例减少导致凋落物质量增加,早春温度高刺激微生物活性,凋落物分解速率高,促进土壤碳氮周转过程。但积雪减少和融雪提前导致的早春低温和夏季干旱也可能引起植被生产力下降,凋落物数量减少质量降低,土壤微生物活性低,分解速率低,从而减缓碳氮周转过程。此外,积雪特征变化对植被特征和土壤碳氮过程影响相关研究目前还存在以下问题:1)积雪深度和融雪时间对生态系统的影响是否存在交互效应仍缺乏关注,且积雪变化对后续生长季是否存在持续效应也不明确;2)积雪因子对植被、土壤碳氮动态过程和土壤生物的影响,各生态要素研究相对较为独立;3)积雪变化引起对土壤地化循环过程影响的微生物驱动机制缺乏组学数据支撑;4)缺乏遥感手段反演各类影响生态系统功能和过程的积雪参数。应加强植被群落-土壤碳氮过程-土壤微食物网生态关联研究、基于基因组学的土壤微生物群落组成和生态功能研究和遥感相关技术研究,以期为发展积雪生态学提供参考。

天目山凋落物层和土壤层土壤螨群落沿海拔梯度的分布格局

土壤螨群落沿山地海拔梯度分布格局是生物地理学研究的重要内容,但是目前的研究主要关注土壤层中土壤螨群落,忽略了多样性更丰富的凋落物层.为了阐明凋落物层和土壤层中土壤螨群落沿海拔梯度的分布格局,于2021年5月在天目山沿海拔364.33~1476.29m的12个样地采集了凋落物层和土壤层中土壤螨样品.分析结果表明:(1)样品中共捕获土壤螨7172头,84种,优势物种为副小单翼甲螨,土壤螨群落物种数、个体数总体呈现先增后减趋势.(2)在凋落物层土壤螨的Margalef丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数和Simpson优势度指数沿海拔梯度变化显著,呈现单峰分布;而土壤层土壤螨的多样性指数沿海拔梯度变化不显著.表明凋落物层和土壤层土壤螨多样性沿海拔梯度的分布格局有所不同.建议在亚热带山地同时开展凋落物层与土壤层土壤动物多样性的海拔梯度分布研究,为山地土壤动物群落多样性对全球变化响应提供更丰富的基础数据.

云杉次生林林下植被、枯落物及土壤特征对林分密度的响应

以山西省庞泉沟自然保护区80年生云杉次生林为研究对象,通过样地调查、样品收集和实验室浸水实验,运用方差和多重比较等方法分析了不同林分密度云杉次生林林下植物多样性、枯落物和土壤水源涵养特征。结果表明:研究区域内林下植被物种较匮乏,林分密度越小,灌木层物种越丰富,灌木层以扶芳藤和苎麻为主;草本层物种多样性与林分密度关系不明显,草本层的苔草为绝对优势种。枯落物厚度随林分密度的增加而减小,且3个林分之间无明显差异。中密度时,枯落物生物量、最大持水量和有效拦蓄量均为最大,分别为36.56、81.50、31.58 t/hm^(2)。不同林分密度的土壤容重规律为:低密度>高密度>中密度,即中密度林分的平均土壤容重最小,为0.89 g/cm^(3)。总孔隙度表现为:低密度<高密度<中密度。中密度时,土壤层总持水量和土壤层总有效持水量均为最大,分别为3 945.61、364.00 t/hm^(2)。因研究区域位于黄土高原区,该区域森林的水源涵养功能更为重要,建议将山西省庞泉沟自然保护区80年生云杉次生林的合理林分密度控制在600~700株/hm^(2)。

凋落物处理对大兴安岭多年冻土区白桦林土壤磷组分的影响

磷是植物生长发育过程中必不可少的元素,探究大兴安岭多年冻土区凋落物输入变化对不同林龄白桦林土壤磷组分的影响,能够为气候变化条件下高纬度地区森林生态系统磷有效性及影响机制研究提供参考。本文选择大兴安岭多年冻土区不同林龄(30 a、45 a、66 a)白桦林为研究对象,于2021年10月分别进行了凋落物去除和凋落物加倍处理,在2022年8月进行取样,采用Hedley磷分级法对0~20 cm土层土壤磷组分及环境因子进行测定与分析,探究凋落物对多年冻土区森林土壤磷组分的影响。结果表明,凋落物加倍处理提高了3个林龄白桦林土壤活性磷和中等活性磷含量,其中30 a白桦林0~10 cm土层土壤H2O-Pi含量增加显著(P<0.05),3个林龄白桦林10~20 cm土层土壤NaHCO_(3)-Pi含量均显著增加(P<0.05),30 a白桦林0~20 cm土层土壤NaOH-Pi含量显著增加(P<0.05)。而去除凋落物处理降低了3个林龄白桦林土壤活性磷和中等活性磷含量,其中,30 a和45 a白桦林各土层土壤NaOH-Pi含量显著下降(P<0.05),66 a白桦林0~20 cm土层土壤磷含量下降程度各不相同。凋落物处理对稳定态磷(HCl-Pi、HCl-Po、Residual-P)影响相对较小。冗余分析表明,30 a白桦林土壤磷组分主要受pH和可溶性有机碳的影响,45 a白桦林主要受pH和NO_(3)--N的影响,而66 a白桦林主要受土壤含水率和可溶性有机碳的影响。凋落物输入增加会促进寒温带白桦林土壤磷的活性,提高土壤磷的有效性。因此,在白桦林经营管理过程中,要保护好凋落物。

凋落物多样性对土壤微生物特性影响的研究进展

凋落物是陆地生态系统的重要组成部分,在陆地生态系统中,凋落物不仅是土壤有机质的重要来源之一,而且还是连接土壤和植物之间的桥梁。凋落物通过淋溶、分解等过程对土壤养分产生影响,同时,凋落物也是土壤微生物的主要碳源。本文通过对相关文献的查阅,从土壤酶活性、土壤微生物生物量、土壤微生物群落结构以及土壤微生物功能多样性等方面分析了凋落物多样性对土壤微生物特性的影响,以期能够更好的利用凋落物,为维持土壤肥力提供保障。

乌蒙山自然保护区十齿花林生态化学计量特征

以云南乌蒙山国家级自然保护区十齿花林为研究对象,利用单因素方差分析及多重比较等方法对其叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及化学计量比进行分析,阐明十齿花林生态系统养分限制情况及养分循环特征。结果表明:十齿花林叶片、凋落物、土壤C平均含量分别为592.48、540.61、51.51 g·kg^(-1),N平均含量分别为19.41、15.45、1.66 g·kg^(-1),P平均含量分别为1.67、1.67、0.35 g·kg^(-1),各组分营养元素含量表现为叶片>凋落物>土壤;同一样地内植物叶片、凋落物和土壤C、N、P含量及化学计量比差异显著,不同样地土壤C、N、P含量及化学计量比、凋落物C含量差异显著,其余组分各指标差异不显著;叶片-凋落物N、C∶N显著相关,凋落物-土壤C显著相关;十齿花林生态系统主要受N素限制,凋落物的营养元素源于叶片,分解后归于土壤,为十齿花林生长发育提供养分支持,促进养分循环。

间伐对杉木林枯落物和土壤水源涵养能力的动态变化分析

探讨不同间伐年限对杉木林枯落物层和土壤层持水能力的影响,为评估杉木林水源涵养功能对间伐的响应提供科学依据。以浙西南景宁县间伐1年、间伐3年、间伐8年和未间伐的杉木林为对象,采集枯落物与土壤样品,分析测定枯落物含水率、持水能力、土壤容重、非毛孔隙度并计算相关指标。结果表明:杉木林枯落物现存量在不同间伐年限间的差异并不显著(P>0.05);枯落物持水量、持水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和幂函数;间伐8年的杉木林枯落物层的最大持水率、最大拦蓄率和有效拦蓄率均显著高于未间伐林分(P<0.05);间伐3年、间伐8年的杉木林枯落物最大持水量和有效拦蓄量均显著高于未间伐林分;间伐8年杉木林地0~10 cm土层土壤容重显著降低(P<0.05),非毛管孔隙度显著增大,非毛管持水量显著增加了22.4%(P<0.05),而对10~30 cm土层土壤储水性能相关指标的影响不显著(P>0.05)。综上,杉木林枯落物层和土壤层的水源涵养功能随着间伐年限的延长而增强。