凋落叶多样性对杉木幼苗生长及吸收15N标记硫铵的影响

利用15N硫铵研究了凋落叶多样性对杉木幼苗生长及养分吸收的影响 .结果表明 ,凋落叶多样性的增加有利于盆栽杉木幼苗的生长 .杉木、火力楠、红栲和刺楸 4种凋落叶混合处理后 ,杉木幼苗的生长量最大 ;杉木、火力楠、刺楸 3种凋落叶混合处理后的杉木幼苗生长量次之 ,其它依次为杉木、火力楠、红栲 3种凋落叶混合处理 >杉木和刺楸凋落叶处理 >杉木和红栲凋落叶处理 >对照 >杉木和火力楠 2种凋落叶混合处理 >杉木凋落叶处理 .就杉木幼苗对硫铵氮的吸收率而言 ,不作任何处理的杉木幼苗吸收率最高 ,其次为杉木、火力楠、红栲和刺楸 4种凋落叶混合处理 ,其它依次为杉木、火力楠、刺楸 3种凋落叶混合处理和杉木、火力楠、红栲 3种凋落叶混合处理 >杉木和刺楸凋落叶处理 >杉木和红栲凋落叶处理>杉木和火力楠 2种凋落叶混合处理 >杉木凋落叶处理 .另外 ,用凋落叶处理后 ,土壤中硫铵氮的残留量比不作凋落叶处理的土壤多 ,硫铵氮的总回收量也比不作凋落叶处理的土壤大幅增加 ,而且凋落叶多样性的增加也会增加硫铵氮的残留量 .     

森林叶凋落物混合分解的研究Ⅰ.缩微(Microcosm)实验

采用缩微实验法,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷3个阔叶树种之一的叶凋落物两两混合分解的动态变化,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用.结果表明,杉木叶凋落物与3种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式:杉木与木荷表现出抑制作用,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用.     

森林叶凋落物混合分解的研究I.缩微(Microcosm)实验

采用缩微实验法 ,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷 3个阔叶树种之一的叶凋落物两两混合分解的动态变化 ,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用 .结果表明 ,杉木叶凋落物与 3种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式 :杉木与木荷表现出抑制作用 ,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用 .     

森林叶凋落物混合分解的研究I.缩微实验

采用缩微实验法,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷３个阔叶树种之一的叶落物两两混合分解的动态变化,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用。结果表明,杉木叶凋落物与３种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式：杉木与木荷表现出抑制作用,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用。     

杉木与阔叶树叶凋落物混合分解对土壤活性有机质的影响

通过室内培养,研究了杉木叶凋落物及与桤木、刺楸和火力楠混合叶凋落物对土壤活性有机质的影响．结果表明：添加叶凋落物显著地增加了土壤微生物碳、氮及土壤呼吸强度和可溶性有机碳含量．其中,添加杉-阔混合叶凋落物对土壤活性有机质的增加效应大于纯杉木叶凋落物．在培养后期（第135天）,添加纯杉木叶凋落物和杉-阔混合叶凋落物处理土壤微生物碳含量分别比对照土壤高49％和63％,微生物氮高35％和75％,土壤呼吸强度高65％和100％,可溶性有机碳含量高66％和108％．添加叶凋落物对土壤微生物熵和微生物C／N的影响不显著（P〉0．05）．     

栲-木荷林凋落叶混合分解对土壤有机碳的影响

用网袋法在20℃条件下将润楠、栲、木荷凋落叶及其混合物(润楠+栲、润楠+木荷、栲+木荷、润楠+栲+木荷)进行室内培养,测定在培养第14、42和84天时凋落叶残留率及其培养下土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC),研究其相关性。结果表明:培养到14d,润楠+栲、栲+木荷、润楠+栲+木荷混合凋落叶显著提高了土壤TOC;润楠、栲、木荷、润楠+栲凋落叶显著抑制了土壤DOC;润楠+栲+木荷凋落叶显著增加了土壤MBC,润楠+栲和润楠+木荷凋落叶显著降低了土壤MBC。在培养到42d,仅润楠+木荷、栲+木荷混合凋落叶显著提高了土壤TOC和DOC;仅润楠+栲、润楠+木荷和润楠凋落叶显著减少了土壤MBC。在培养到84天,所有凋落叶都对土壤TOC与DOC无显著影响,栲+木荷、润楠+栲+木荷、木荷、润楠+栲凋落叶显著增加了土壤MBC,栲凋落叶显著减少了土壤MBC;凋落叶分解快慢为栲+木荷>木荷>润楠+栲+木荷>润楠+栲>栲>润楠+木荷>润楠。凋落叶分解率和土壤TOC、DOC及MBC在不同培养时期,具有不同的相关性。结果显示,凋落叶种类和混合对凋落叶分解以及对土壤TOC、DOC和MBC的影响效应包括促进、抑制和无显著影响,这种效应与凋落叶的质量及其分解过程中的养分释放有关。     

杉木、火力楠纯林及其混交林生态系统C、N贮量

研究比较第2代连载杉木纯林、杉木与火力楠混交林以及火力楠纯林3种人工林生态系统的C、N贮量。结果表明,杉木与火力楠混交林生态系统C贮量要高于杉木纯林和火力楠纯林,而生态系统N贮量是火力楠纯林和杉木与火力楠混交林高于杉木纯林;生态系统C和N贮量的空间分布基本一致,土壤层占主要部分,其次为乔木层,再次是根系,林下植被层和凋落层所占比例最小;相关分析表明,土壤C、N贮量分别和林下植被生物量以及与森林凋落物现存量之间都具有良好的线性关系,说明林下植被和森林凋落物对土壤C、N贮量有着深刻的影响。     

杉木与主要阔叶造林树种叶凋落物的混合分解

杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ）与主要阔叶造林树种叶凋落物混合分解实验是用网袋法进行的。目的是检验“杉木叶凋落物与阔叶凋落物混合分解时,杉木叶凋落物的分解速率和养分释放都可得到加强”这样一个假设。结果发现,杉木与火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａ ｍａｃｃｌｕｒｅｉ ｖａｒ．ｓｕｂａｌａｎｅａ）、桤木（Ａｌｎｕｓ ｃｒｅｍａｓｔｏｇｙｎｅ）叶凋落物混合分解时分解速率有较强的促进作用,而     

凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能

通过模拟试验和野外调查对凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能之间关系进行了研究。林分取样调查的结果表明 ,有两个树种凋落物覆盖的几个杉阔混交林土壤脲酶和蔗糖酶活性均明显高于只有杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤 ,酸性磷酸酶活性也呈现相同的变化趋势 ,这 3种土壤酶活性均以具有凋落物种类最多的次生常绿阔叶林土壤最高。除了土壤酶活性升高之外 ,杉阔混交林的土壤有机质和全氮含量也明显高于仅有一种杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤。采用杉木叶凋落物与不同阔叶树种凋落物处理土壤的模拟试验结果表明 ,在凋落物投放量和 (1 5NH4 ) 2 SO4 施用量相同的控制条件下 ,随着投放的凋落物树种组成的增加 ,土壤中 1 5N的残留量也随之增加 ,而其损失量却随之减少 ;土壤中杉木幼树对于 1 5N的吸收量以及杉木幼树的单株鲜重也随着处理凋落物组成树种的增加而增加 ,具有不同树种数量的凋落物处理之间差异显著 (p<0 .0 5 )。可见随着凋落物树种多样性的增加 ,不仅土壤有机质和全氮含量这两个基本的质量指标得到明显改善 ,而且土壤酶活性、土壤养分保蓄功能以及保证幼树良好生长等的生态功能明显改善     

杉木与楠木叶凋落物混合分解及其养分动态

采用网袋法研究了杉木和楠木叶凋落物以不同比例的混合分解及其养分动态,结果表明：杉木与楠木叶凋落物混合处理的分解速率和K释放率基本上均大于单独的纯杉木和纯楠木,而N和P释放率则介于单独的纯杉木和纯楠木之间;杉楠混合分解可加快了混合中杉木叶凋落物的分解速率和N、K两元素的释放率,并且随楠木叶比例的增加,促进作用越明显;混合分解对混合处理的分解速率和K元素释放有明显的促进作用,而对N、P元素的释放影响不明显。     

凋落物化学组成对土壤微生物学性状及土壤酶活性的影响

通过模拟试验的方法研究了单一施加杉木(Cunn inghan ia lancceola ta(L am b)Hook.)叶凋落物,杉木(C.lancceola ta)和桤木(A lnus crem astogyne Burk ill)混合凋落物,杉木(C.lancceola ta)和枫香(L iqu id am ba f orm osana H ance)混合凋落物,杉木(C.lancceola ta)、桤木(A.crem astogyne)、枫香(L.f orm osana)混合凋落物对土壤化学性状和土壤微生物量碳、代谢熵(qCO2)、土壤酶活性的影响。研究结果表明,土壤微生物学性状比土壤化学性状对不同凋落物处理的效应反应更敏感;与单一杉木叶凋落物比较,混合凋落物处理的土壤微生物量碳明显增加,土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性升高;土壤代谢熵(qCO2)和土壤多酚氧化酶活性有下降趋势;另外,研究结果也表明,不同树种的叶凋落物混合对土壤质量的影响存在差异,有桤木叶的混合凋落物对土壤质量的改善效果似乎更明显。     

杉木林分类型对表层土壤团聚体有机碳及养分变化的影响

探讨不同杉木林分表层土壤有机碳及养分在团聚体尺度下的微观表征,可为促进杉木人工林土壤资源可持续利用奠定理论基础,从而保障和提升土壤健康及肥力。本研究以杉木-火力楠混交林(Ⅰ)、杉木-米老排混交林(Ⅱ)和杉木纯林(Ⅲ)的土壤为对象,在0～10和10～20 cm土层采集土样,通过干筛法将土样分为>2、0.25～2和<0.25 mm粒径团聚体,测定各粒径团聚体的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等养分的含量。结果表明: 不同林分表层土壤团聚体的有机碳和养分含量均随粒径减小而增加,不同粒径团聚体对有机碳和养分储量的贡献率在0～10 cm土层表现为: (>2 mm粒径)>(0.25～2 mm粒径)>(<0.25 mm粒径),在10～20 cm土层为(>2 mm粒径)>(<0.25 mm粒径)>(0.25～2 mm粒径)。不同林分类型表层土壤团聚体稳定性指标的平均重量直径,有机碳、全氮、碱解氮和有效磷含量及储量均为林型Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ(10～20 cm土层的有效磷除外),而速效钾含量和储量的排序为林型Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ。相较于杉木纯林,杉木与火力楠、米老排混交林的表层土壤具有更稳定的团聚体结构,而未受到人为因素干扰的杉木-火力楠混交林的表层土壤具有更多的大团聚体(>0.25 mm),土壤结构优于受到人为干扰的杉木-米老排混交林。杉木-火力楠混交林能够有效促进土壤团聚体的形成和稳定,缓解人工林土壤有机质分解及养分流失。     

不同营养元素缺乏对火力楠幼苗生长的影响

采用温室营养液培养法,设置全素、缺氮、缺磷、缺钾、缺钙、缺镁、缺硫、缺铁、缺微量元素9个处理,通过观察幼苗症状,并对生长状况、叶面积、叶绿素、根活力和生物量等进行测定,研究不同营养元素缺乏对火力楠(Michelia macclurei)幼苗生长的影响。结果表明:火力楠幼苗缺氮时症状出现最早,表现最为明显,各缺素症状主要为植株矮小,长势较弱,叶片偏小且呈淡黄色;缺氮对上述各项指标均与对照存在显著差异,对火力楠幼苗的苗高、地径影响最大且均显著低于全素对照,其他缺素对火力楠幼苗在苗高、地径、根活力与叶绿素等差异不显著,但叶面积、生物量和根冠比等存在显著差异。可见,氮素是限制火力楠幼苗生长的主要影响因子。本研究结果可为火力楠幼苗的缺素诊断和合理施肥提供技术参考。     

辽东山区主要树种叶片氮、磷、钾再吸收

养分再吸收作为植物保存养分的重要机制之一,在凋落物分解和养分循环中起着重要作用。为明确辽东山区主要树种养分再吸收状况,选择4种次生林树种:蒙古栎(Quercus mongolica)、色木槭(Acer mono)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)和人工林落叶松(Larix spp.)为对象,测定了各树种叶片凋落前(成熟叶)后(凋落叶)全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)浓度,并分析了养分再吸收特征。结果表明:所测树种凋落叶N、P、K浓度均显著低于成熟叶(落叶松K不显著);胡桃楸N再吸收率与蒙古栎、色木槭、花曲柳差异显著,花曲柳与蒙古栎、色木槭P再吸收率差异显著,色木槭K再吸收率与蒙古栎、胡桃楸、花曲柳差异显著(P0.05);总体上,落叶松N、P、K再吸收率低于次生林树种,尤其是P再吸收率显著低于花曲柳、K再吸收率显著低于胡桃楸和花曲柳(P0.05)。上述结果表明,落叶松通过降低养分再吸收率,提高凋落物养分输入量,对土壤养分有效性做出正反馈。     

模拟氮沉降对中亚热带森林土壤Ni、Cu、Zn含量的影响

通过野外模拟实验,研究3个氮沉降水平,CK(对照,0 kg·hm^-2·a^-1)、LN(低氮,30 kg·hm^-2·a^-1)和HN(高氮,100 kg·hm^-2·a^-1)处理对亚热带针叶(杉木)和阔叶(罗浮栲、浙江桂)森林土壤中微量元素Ni、Cu、Zn含量的影响。结果表明:就不同的林分来看,3种微量元素的含量大致呈杉木林>罗浮栲林>浙江桂林,施氮3 d后,浙江桂林和罗浮栲林土壤中3种微量元素在各处理之间差异不显著,仅发现杉木林土壤中的Ni含量在CK处理与LN及HN处理之间和无凋落物土壤中Cu含量在HN与CK及LN之间的差异显著; 3片林分中土壤表面有无凋落物处理总体对3种微量元素含量的影响不大。与施氮前相比,3片林分土壤中的Ni、Cu、Zn含量均有所下降,且浙江桂林在LN处理的降幅最大。     

黄土高原区不同植物凋落物搭配对土壤微生物量碳、氮的影响

黄土高原丘陵沟壑区进行的以退耕还林还草为主的生态建设,使得进入土壤生态系统有机物的种类和数量发生变化,不同种类凋落物混合对土壤微生物量碳、氮的影响是值得关注的问题。本文采用室内培养试验方法研究了采自黄土高原地区6种不同植物凋落物及等比例混合后对土壤微生物量碳、氮及矿质态氮含量的影响。结果表明,加入不同植物凋落物均显著提高了培养期间土壤微生物量碳、氮含量。总体平均,添加三种等量混合后植物凋落物的土壤微生物量碳、氮含量高于两种凋落物等量混合处理,而两种凋落物混合高于单种凋落物处理;土壤矿质态氮含量的变化则相反,即单种＞两种混合＞三种混合。单种和两种混合后土壤微生物量碳、氮含量与其碳氮显著相关,而三种凋落物混合后土壤微生物量碳、氮含量与其碳氮比无相关性,说明多种凋落物混合后土壤微生物量碳、氮含量受多种因素共同影响。因此,在黄土高原植被恢复重建中,有必要采用不同种类植物搭配,利用生物多样性促进生态系统健康持续发展。     

4种阔叶幼苗对PEG模拟干旱的生理响应

研究了PEG模拟干旱胁迫环境下的火力楠(Michelia macclurel)、尾叶桉(Eucalyptus urophylla)、枫香(Liquidambar formosana)、荷木(Schima superba)幼苗的生理变化。结果表明,干旱胁迫下,4种幼苗叶片的相对含水量小于对照,其中,尾叶桉和枫香下降明显;不同干旱胁迫条件下,4种树种幼苗叶片的相对电导率均显著大于对照,其中尾叶桉和枫香上升幅度大;干旱胁迫下的火力楠和荷木幼苗叶片的脯氨酸含量呈现波动,尾叶桉和枫香幼苗则显著大于对照;不同干旱胁迫时间下的幼苗叶片的叶绿素含量小幅波动;4个树种幼苗的过氧岐化酶(SOD)活性随胁迫时间增加而呈现先升后降的趋势,其中火力楠和荷木的幼苗的SOD活性持续维持在较高水平;荷木叶片的丙二醛(MDA)含量先升后降,最后和对照水平相近,其余幼苗的MDA含量均大于对照;干旱胁迫下4种幼苗叶片的可溶性糖含量增加幅度较大。主成分分析表明,4种幼苗的抗旱能力排序为荷木>火力楠>尾叶桉>枫香。     

外源氮素调控C/N比对杉木林凋落叶细菌群落结构的影响

为探究不同C/N比对杉木凋落叶分解特性的影响,通过添加外源氮,采用分解袋法,分析林下植被保留和林下植被去除2种林分中不同C/N比值的杉木凋落叶分解300 d时细菌群落结构差异。研究显示：一定范围内,初始C/N比降低有利于杉木凋落叶分解和细菌群落多样性提升,过低的C/N比则具有抑制作用;相比于林下植被去除,林下植被保留管理措施更有利于杉木凋落叶的分解,且细菌群落多样性更高,但当初始C/N比值为20.3时,杉木凋落叶分解所受的抑制作用更为明显;在门水平上,变形菌门、放线菌门和浮霉菌门为杉木凋落叶中主要优势种群;在属水平上,慢生根瘤菌属、嗜酸栖热菌属和Singulisphaera属在杉木凋落叶中相对丰度较高;不同处理间的杉木凋落叶细菌群落结构具有显著差异,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等细菌门中的多类细菌相对丰度差异显著;在门分类水平上,杉木凋落叶C/N比值与主要细菌种群相对丰度的相关性最高,C/P比值与杉木凋落叶细菌群落结构变异的相关性最高;在属水平上,杉木凋落叶全碳含量、C/N比值和全钾含量与主要细菌种群相对丰度的相关性最高,全钾含量与杉木凋落叶细菌群落结构变异的相关性最高。结果表明初始C/N比的降低改变了杉木凋落叶细菌群落结构,进而作用于杉木凋落叶的分解。     

氮添加和凋落物处理对油松-辽东栎混交林土壤氮的影响

本研究采用随机区组设计,通过改变森林地表凋落物及添加不同水平的外源氮,探讨凋落物与氮添加及其交互作用对油松-辽东栎(Pinus tabuliformis-Quercus wutaishanica)混交林土壤氮的影响。凋落物处理包括:剔除凋落物(Littnil)、枝果凋落物加倍(Littwoody)、叶凋落物加倍(Littleaf)和混合凋落物加倍(Littmix);氮添加量分别为0(N_0)、5(N_5)和10g N·m~(-2)·a~(-1)(N_(10))。在处理5年后的生长季8月,采集地表0~5 cm土壤样品,测定与氮循环相关的土壤性状和微生物性状指标,包括土壤含水量、土壤p H、土壤有机碳、土壤全氮、铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮、N-乙酰-β葡萄糖苷酶、蛋白酶和脲酶。结果表明:土壤铵态氮是土壤氮素的主要存在形式,占土壤无机氮的64.53%~87.02%;氮添加和凋落物处理对土壤pH无影响,而土壤含水量、土壤全氮、土壤有机碳、土壤铵态氮、土壤无机氮、微生物生物量氮、N-乙酰-β葡萄糖苷酶均表现为在叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理中高于枝果凋落物加倍和剔除凋落物处理;蛋白酶和脲酶不受凋落物处理的影响;另一方面,土壤碳氮比、土壤硝态氮和脲酶受氮添加的影响显著,土壤碳氮比随着施氮水平的增加而降低,硝态氮在剔除凋落物和枝果凋落物加倍的处理中随着施氮水平的增加先增加后降低,而在叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理中则随着施氮水平的增加而增加;脲酶活性随施氮水平的增加先上升后下降;氮添加和凋落物处理对所测定的指标未表现出交互作用。本研究也表明,有叶凋落物输入的处理显著改善了土壤质量。     

九连山次生阔叶林幼苗生长对氮磷添加的响应

以亚热带森林的幼苗群落为对象,设置对照(CK)、氮添加(100 kg N·hm^-2·a^-1)、磷添加(50 kg P·hm^-2·a^-1)和氮+磷添加(100 kg N·hm^-2·a^-1+50 kg P·hm^-2·a^-1)4种处理的施肥样地,测定幼苗的株高、地径、冠幅、比叶面积、死亡率等指标,研究氮磷添加下幼苗的生长与群落结构的变化及其驱动力。结果表明: 与未施肥相比,磷添加下幼苗的株高增长率、地径增长率分别显著下降45.1%和30.3%;主要建群树种死亡率受到施肥的影响,氮添加显著增加米槠幼苗死亡率至25.1%,氮磷施肥显著提高丝栗栲死亡率至25.1%~31.3%,而氮添加、磷添加显著降低了木荷和润楠的死亡率;施肥显著降低了幼苗群落中木荷和丝栗栲的重要值,氮添加、磷添加显著增加了润楠幼苗的重要值。氮+磷添加显著降低了幼苗群落的Shannon指数、Simpson指数;幼苗生长主要受到土壤铵态氮、有效磷、全氮、林冠开度及比叶面积的影响,而幼苗死亡率主要受到土壤铵态氮、有效磷和林冠开度的影响。综合来看,氮磷添加主要通过调控土壤氮磷速效养分,进而改变叶片功能性状来影响幼苗的生长;加速外生菌根树种(米槠和丝栗栲)的死亡,改变幼苗群落建群种的重要值,降低物种多样性, 最终可能改变亚热带次生阔叶林成年树的群落结构。