模拟氮沉降对长白山苔原灌草混合群落中植物光合特性的影响

由于草本植物持续上侵长白山灌木苔原,形成了强烈的灌草群落种间竞争。本研究以牛皮杜鹃-小叶章群落（Comm.Rhododendron aureum-Deyeuxia purpurea）为对象,根据小叶章的入侵程度设置4种盖度差异显著的样方（无、轻度、中度、重度入侵）,并设3个施氮水平（自然状态、添加11.8 kgN·hm^-2·a^-1及添加23.6 kgN·hm^-2·a^-1）,进行原位氮沉降模拟实验,监测灌木牛皮杜鹃和草本植物小叶章光合特性的差异和变化趋势,研究小叶章入侵苔原带的内在生理机制。结果显示：（1）小叶章净光合速率大于牛皮杜鹃,小叶章盖度越高、其叶绿素含量越高,而牛皮杜鹃叶绿素含量降低,随着小叶章入侵程度的增加,其净光合速率增强;（2）施氮可以提高牛皮杜鹃和小叶章的叶绿素含量和净光合速率,促进植物生长,但小叶章的增幅更大,从而增强了小叶章的竞争优势;（3）施氮和小叶章入侵具有复合作用,小叶章盖度越大,对其施氮导致小叶章净光合速率与叶绿素含量的增幅越大,而牛皮杜鹃的增幅减小。所以小叶章的成功入侵可能与其具有较高的净光合速率有关,并且施氮有利于提高小叶章的净光合速率,随着氮沉降的继续增加,更有利于小叶章的生长并提高其竞争力。     

模拟氮沉降对长白山苔原灌草混合群落中植物光合特性的影响

由于草本植物持续上侵长白山灌木苔原,形成了强烈的灌草群落种间竞争。本研究以牛皮杜鹃-小叶章群落(Comm. Rhododendron aureum-Deyeuxia purpurea)为对象,根据小叶章的入侵程度设置4种盖度差异显著的样方(无、轻度、中度、重度入侵),并设3个施氮水平(自然状态、添加11.8 kgN·hm~(-2)·a~(-1)及添加23.6kgN·hm~(-2)·a~(-1)),进行原位氮沉降模拟实验,监测灌木牛皮杜鹃和草本植物小叶章光合特性的差异和变化趋势,研究小叶章入侵苔原带的内在生理机制。结果显示:(1)小叶章净光合速率大于牛皮杜鹃,小叶章盖度越高、其叶绿素含量越高,而牛皮杜鹃叶绿素含量降低,随着小叶章入侵程度的增加,其净光合速率增强;(2)施氮可以提高牛皮杜鹃和小叶章的叶绿素含量和净光合速率,促进植物生长,但小叶章的增幅更大,从而增强了小叶章的竞争优势;(3)施氮和小叶章入侵具有复合作用,小叶章盖度越大,对其施氮导致小叶章净光合速率与叶绿素含量的增幅越大,而牛皮杜鹃的增幅减小。所以小叶章的成功入侵可能与其具有较高的净光合速率有关,并且施氮有利于提高小叶章的净光合速率,随着氮沉降的继续增加,更有利于小叶章的生长并提高其竞争力。     

长白山苔原植被变化对土壤呼吸影响研究

气候变化导致长白山苔原由灌木苔原向灌草苔原演化,对土壤呼吸及碳循环造成了重要影响。为了明确植被变化对苔原土壤呼吸的影响,该研究选取了长白山苔原典型的群落,测定分析了不同草本植物盖度下的土壤呼吸的季节动态变化及差异。结果表明：(1)在生长季,3个群落下不同变化阶段样地的土壤呼吸速率均有明显的动态变化,均呈单峰型变化特征;草本植物盖度增加没有改变土壤呼吸的季节动态变化趋势。(2)草本植物盖度增加对土壤呼吸速率有显著影响,随着草本植物盖度的增加,土壤呼吸速率也逐渐增大。(3)不同植物群落下土壤呼吸不同,在草本植物盖度相同的条件下土壤呼吸速率依次为：牛皮杜鹃 小叶章群落>牛皮杜鹃 地榆群落>笃斯越桔 苔草群落。(4)不同群落草本植物盖度增加对土壤呼吸的增速效应不同,牛皮杜鹃 小叶章群落的土壤呼吸增速最快,笃斯越桔 苔草群落的次之,牛皮杜鹃 地榆群落最小;草本植物盖度的增加也使3个群落之间土壤呼吸的差值出现明显的变化。     

杉木人工林凋落物分解对氮沉降的响应

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程,是全球碳（C）收支的一个重要主要组成部分,正受到全球大气氮（N）沉降的深刻影响。探讨大气氮沉降条件下森林凋落物的分解,有利于揭示森林生态系统C平衡和养分循环对全球变化的响应。选择福建沙县官庄林场1992年栽种的杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林为研究对象,自2004年开始野外模拟氮沉降试验,至今12年。氮沉降处理分4个水平,N0、N1、N2和N3分别为0、60、120、240 kg N hm^-2 a^-1。2015年12月开展分解袋试验,对经过氮沉降处理12年的凋落物（叶、枝、果）进行模拟原位分解,每3个月收回一次分解袋样品,为期2年,同时测定凋落物干物质残留量及其C、N和磷（P）含量。结果表明,经2年分解后,氮沉降条件下凋落物叶、枝和果的干物质残留率平均值分别为27.68%、47.02%和43.18%,说明分解速率大小依次为叶 > 果 > 枝。凋落物叶、枝和果的分解系数平均为0.588、0.389和0.455,周转期（分解95%年限）分别为4-5年、6-8年和5-7年。低-中氮处理（N1和N2）均促进凋落物叶、枝和果的分解,以N1的效果更明显,而N3起到抑制作用。N1处理的凋落物叶、枝和果的周转期分别为：4.50年、6.09年和5.85年,N2处理的分别为4.95年、8.16年和6.19年。模拟氮沉降在一定程度上增加了凋落物叶、枝和果分解过程中的N和P含量,但降低了C含量。凋落物叶、枝和果分解过程中C元素呈现释放-富集-释放模式,N和P元素呈现释放与富集交替,除枝的N元素外,其他均表现为释放量大于富集量。     

降水变化和氮沉降对荒漠草原两种多年生禾草凋落物分解的影响

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作用的响应,是揭示这些不确定性、保护草原生态系统结构和功能的科学基础。以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,选取建群种短花针茅和优势种无芒隐子草两种植物凋落物,开展为期4年的长期分解实验,探究两种植物凋落物分解特征及养分释放规律。实验采用裂区设计,主区为自然降水（C）、增雨30%（W）和减雨30%（R）3个水分梯度,副区为0（N0）、30（N30）、50（N50）和100（N100） kg hm^-2 a^-1 4个氮素梯度。结果表明：（1）增雨和氮沉降促进荒漠草原凋落物分解,减雨反之,降水对两种凋落物影响具有差异,而氮沉降的作用不依赖于物种;（2）氮沉降缩短凋落物分解周期5.12%-14.82%,增雨与氮沉降交互缩短凋落物分解周期3.69%-28.75%;（3）降水始终有利于凋落物中碳、纤维素和木质素释放,而分解后期氮沉降对其影响不显著,凋落物分解后期主要受木质素分解速率控制。综上所述,影响荒漠草原凋落物分解的主要因素为降水,其次是氮素,二者对凋落物分解具有协同作用。     

长白山牛皮杜鹃凋落物分解及土壤动物的作用

凋落物分解是生态系统养分循环的重要环节。土壤动物对凋落物分解具有重要作用。有关高山常绿小灌木凋落物分解及土壤动物作用的研究鲜有报道。采用凋落物网袋法对长白山北坡岳桦林带(42°03'41.23″N,128°03'12.75″E,1900 m)牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)凋落物的分解过程进行了为期1a的野外观测与室内试验研究,采用4、2 mm和0.01 mm三种网孔凋落物袋来控制不同体型的土壤动物的参与,以研究凋落物的分解率、养分动态及土壤动物在凋落物分解中的作用。结果表明,4、2 mm和0.01 mm网孔凋落物分解率分别为34.19%、31.22%和25.45%。分解率表现出显著的季节差异性。从总体上来看,网袋内凋落物的总氮含量先增后减;C/N呈下降趋势。对分解起主要作用的优势类群是甲螨亚目和等节跳科。土壤动物总个体数与养分元素的释放关系显著,中小型土壤动物对有机碳的释放起到重要作用。截至2012年10月末试验结束,全部土壤动物对牛皮杜鹃凋落物分解质量损失的贡献率为25.57%,中小型土壤动物贡献率(16.88%)大型土壤动物贡献率(8.69%)。大型土壤动物和中小型土壤动物在牛皮杜鹃凋落物分解过程中所起的作用,具有不同步性。     

长白山西坡小叶章侵入苔原带过程及影响

长白山西坡岳桦林带的草本植物(以小叶章为代表)侵入了苔原带,形成了独特的植物入侵现象。在光谱及影像分析的基础上,结合GPS(Global Positional System)定位技术,并依据小叶章与牛皮杜鹃的光谱差异及其反演的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)植被指数,揭示小叶章侵入苔原带的过程;通过对不同侵入时间、强度的斑块进行群落调查及土壤测试,探究小叶章侵入苔原带的生态后果。结果显示小叶章侵入苔原带始于20世纪80年代后期,由低海拔向高海拔推进,进入21世纪后逐渐形成了稳定的以小叶章为优势物种的植物群落结构。目前,低海拔处的小叶章斑块经过多年扩张已连接成片,而高海拔处的斑块正处于扩张的初期阶段。从生物多样性变化可以看出,小叶章侵入苔原带导致植物群落多样性升高和物种数量的增加,苔原带原有的灌木数量明显减少,草本植物逐渐增多。植被的改变影响了土壤的理化性质,C/N比下降,土壤腐殖质含量和全氮含量下降,但速效氮和土壤持水能力上升,土壤养分的高效利用又进一步推动了小叶章的侵入。小叶章侵入苔原带已经造成了严重的生态后果。     

长期氮沉降下杉木人工林凋落物与土壤的C、N、P化学计量特征

为研究长期氮沉降条件下林木凋落物与土壤养分之间的关系,该文以亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,分析了模拟氮沉降处理第12年时杉木林凋落物不同组分(叶、枝、果)与不同土层土壤(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)的C、N、P含量及其化学计量比。氮沉降处理分4个水平,分别为N0(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N1(60 kg N·hm^-2·a^-1)、N2(120 kg N·hm^-2·a^-1)、N3(240 kg N·hm^-2·a^-1),每处理重复3次。结果表明:(1)凋落物各组分的C、N、P含量及其化学计量比均高于土壤; 凋落物和土壤化学计量比均表现为C/P>C/N>N/P; 凋落物不同组分的C、N含量表现为叶>果>枝,而P含量表现为叶>枝>果。(2)12 a氮沉降增加了凋落物叶、枝和果的N含量,增幅分别为4.24%、15.97%、6.47%; 同时增加了凋落物枝N/P,降低了凋落物枝C含量、C/N和C/P; 中-高氮沉降(N2、N3)增加了土壤N含量,低氮沉降(N1)增加了土壤C/P、N/P。(3)相关性分析表明凋落物N与土壤N显著正相关,土壤C/P与凋落物C/P、N/P显著负相关,土壤P与凋落物N/P显著负相关。综上结果说明凋落物N是土壤N的重要N素来源之一,而土壤N可能是决定长期氮沉降后凋落物N/P的主要因素。     

川西亚高山森林凋落物不同分解阶段碳氮磷化学计量特征及种间差异

为了了解亚高山森林凋落物在不同分解阶段的化学计量特征,采用空间代替时间的方法,以自然状态下凋落物的3个层次--新鲜凋落物层（L）、发酵层（F）、腐殖质层（H））模拟凋落物分解的不同阶段,对川西亚高山不同林分类型（岷江冷杉天然林、粗枝云杉人工林、白桦天然林、杜鹃矮曲林）凋落物的碳氮磷（C、N、P）及可溶性碳氮磷（DOC、SN、SP）含量进行研究。结果表明：林分类型及分解阶段将显著影响凋落物分解过程中的碳氮磷含量及其化学计量比。亚高山森林凋落物可溶性有机碳、水溶性磷含量均随着分解过程的不断进行而降低,分解初期快速淋溶,而分解中后期释放变缓。4种林分比较而言,水溶性碳氮磷含量表现为：白桦 > 杜鹃 > 冷杉 > 云杉,阔叶树种凋落物的可溶性碳氮磷普遍高于针叶树种,尤其在分解初期。针叶树种凋落物SN在分解过程中呈现释放模式,而阔叶树种SN呈现先富集后释放模式。凋落物C含量随着分解的不断进行而降低,冷杉、白桦及杜鹃N含量呈现先富集后释放的趋势,分解阶段对云杉与白桦各层P含量影响不显著,但冷杉却呈现先降低后升高的现象,而杜鹃则是在分解后期P含量显著降低。从总体来看,亚高山森林凋落物C/P和N/P均显著小于全球平均水平,凋落物C/N、C/P、N/P、DOC/C、SN/N、SP/P均随着分解的不断进行呈现降低的趋势。分解初期白桦和杜鹃DOC/C显著降低,而冷杉则在分解后期显著降低。冷杉N/P先升高后降低,杜鹃N/P随着分解的不断进行呈现升高趋势。这些研究结果为深入理解亚高山森林生态系统的凋落物分解进程和养分循环提供了依据。     

模拟N沉降下不同林龄马尾松林凋落叶分解-土壤C、N化学计量特征

模拟N沉降对森林生态系统的影响是当今全球变化生态学研究的一个热点问题,土壤碳库对N沉降比较敏感,N沉降增加了凋落叶分解过程中外源N含量,间接影响凋落叶分解的化学过程并改变凋落叶分解速率,因此,研究模拟N沉降下凋落叶分解-土壤C-N关系对预测森林C吸存有重要意义。利用原位分解袋法研究了模拟N沉降下三峡库区不同林龄马尾松林(Pinus massoniana)凋落叶分解过程中凋落叶-土壤C、N化学计量响应及其关系;N沉降水平分对照(CK,0 g m~(-2)a~(-1))、低氮(LN,5 g m~(-2)a~(-1))、中氮(MN,10 g m~(-2)a~(-1))和高氮(HN,15 g m~(-2)a~(-1))。结果表明:分解540 d后,N沉降促进20年生和30年生马尾松林凋落叶分解,46年生马尾松林中仅低氮处理促进凋落叶分解,4种处理均是30年生分解最快,说明同一树种起始N含量低的凋落叶对N沉降呈正响应,N沉降处理促进起始N含量低的凋落叶分解,起始N含量高的凋落叶分解过程中易达到"N饱和"。N沉降抑制20年生和46年生凋落叶C释放(低于对照0.62%—6.69%),促进30年生C释放(高于对照0.28%—5.55%);30年生和46年生林分N固持量均高于对照(高于对照0.15%—21.34%),20年生则低于对照(5.70%—13.87%),说明模拟N沉降处理促进起始C含量低的凋落叶C释放和起始N含量低的凋落叶N固持。N沉降处理下仅30年生马尾松林土壤有机碳较对照增加,且土壤有机质与凋落叶C、N和分解速率呈正相关,与凋落叶C/N比呈显著负相关;土壤总氮与凋落叶分解速率、凋落叶N含量呈正相关,土壤有机碳/总氮比与凋落叶C、N含量呈正相关;对照处理中凋落叶分解指标对土壤养分影响顺序是分解速率凋落物C含量凋落物C/N比凋落物N含量,低、中、高氮处理中则是凋落物C含量分解速率凋落物N含量凋落物C/N比。研究表明低土壤养分含量马尾松林对N沉降呈正响应,N沉降促进低土壤养分马尾松林凋落叶分解并提高土壤肥力;凋落叶质量和土壤养分含量低的生态系统土壤C对N沉降响应更显著。     

Rhododendron aureum Georgi formed a special soil microbial community and competed with above‐ground plants on the tundra of the Changbai Mountain,China

Rhododendron aureum Georgi is a perennial evergreen dwarf shrub that grows at all elevations within the alpine tundra of northern China. Previous research has investigated the plant communities of R. aureum; however, little information is available regarding interspecific competition and underground soil microbial community composition. The objective of our study was to determine whether the presence of R. aureum creates a unique soil microbiome and to investigate the relationship between R. aureum and other plant species. Our study site ranged from 1,800 to 2,600 m above sea level on the northern slope of the Changbai Mountain. The results show that the soil from sites with an R. aureum community had a higher abundance of nitrogen‐fixing bacteria and a higher resistance to pathogens than soils from sites without R. aureum. We emphasize that R. aureum promotes a unique soil microbial community structure that is distinct from those associated with other plants. Elevation and microbial biomass were the main influencing factors for plant community structure. Analysis of interspecific relationships reveals that R. aureum is negatively associated with most other dominant shrubs and herbs, suggesting interspecific competition. It is necessary to focus on other dominant species if protection and restoration of the R. aureum competition is to occur. In the future, more is needed to prove whether R. aureum decreases species diversity in the tundra ecosystems of Changbai Mountain.     

长白山苔原草本植物入侵与土壤环境的关系

在对长白山高山苔原西坡样带内132个样方进行植被调查和土壤取样分析的基础上,应用冗余分析(RDA)和典型相关分析方法,探讨了草本植物入侵苔原带程度与苔原土理化性质及环境之间的关系。研究表明,长白山苔原带西坡草本入侵程度区域差异明显,可分为5个不同的入侵等级;海拔、坡度、全钾含量、粘粒含量、有机质含量等10种土壤环境因子与草本植物入侵程度明显相关。RDA分析表明土壤环境因子能解释93%的植物物种多度信息,影响草本植物入侵的主要土壤因子是有机质含量,粘粒含量和坡度;第一对典型变量说明有机质含量与牛皮杜鹃多度正相关,与大白花地榆多度负相关,粘粒含量则相反;第二对典型变量说明海拔、速效氮含量与笃斯越桔、长白老鹳草多度呈负相关。长白山苔原带西坡草本植物在空间分布上是离散的,呈斑块状。可见,草本植物入侵,对生境是有所选择的。土壤有机质含量与灌木多度呈正相关,说明在草本入侵过程中,土壤有机质含量会减少;或者有机质含量减少的地方,灌木生长退化,草本由此开始侵入定植。     

长白山林线主要木本植物叶片养分的季节动态及回收效率

植物叶片养分含量的季节动态和回收效率对植被生态系统的养分循环和植物生长策略具有重要意义。以长白山高山林线上分布的3种主要木本植物——岳桦(Betula ermanii),牛皮杜鹃(Rhododendron aureum)和笃斯越橘(Vaccinium uliginosum)为研究对象,通过测定叶片中N、P、K、Ca、Mg、Fe等6种养分元素含量,分析在林线处植物叶片养分含量的季节动态及其与土壤养分含量的关系。结果表明岳桦和笃斯越橘叶片中养分元素的季节动态基本一致,即:N、P、K含量在生长季内逐渐降低,而Ca的含量逐渐增加;Mg在生长季旺盛期最低,而Fe含量却最高。牛皮杜鹃作为常绿灌木,叶片养分的季节动态与其余两种植物明显不同,表现为在生长季初期6种养分元素含量最低。岳桦和笃斯越橘植物叶片中N、P、K、Fe都有一定程度的回收,但笃斯越橘叶片的养分回收率更高,反映了笃斯越橘更能适应相对贫瘠的环境。3种林线植物叶片中养分含量与土壤养分并不存在显著的相关性,说明长白山林线上土壤中养分的分布没有对林线上3种主要的木本植物的生长和分布产生直接的影响。     

Bryoflora of the Alpine Tundra of Changbai Mountain and Its Floristic Relationship to the Bryofloras of Arctic Tundras

The alpine tundra of Changbai Mountain is situa,ed in 41º53′–42º04′N, 127º57′–128º11′E and at elevations ranging from 1950(2000) –2749.2 m. There are 67 genera and 135 species of bryophytes in the alpine tundra, belonging to following five distribution types (DT): Cosmo-politan DT (50 genera, 29 species), North Temperate DT (14, 79), Eastern Asian-North American Discontinuous DT (1, 1), Eurasian Temperate DT (1, 10), Eastern Asian DT (1, 16). The alpine tundra of Changbai Mountain shares 55 genera and 103 species of bryophytes with arctic tundras.     

长白山苔原带土壤碳、氮矿化对氮沉降的响应

高山苔原生态系统的土壤无机氮含量较低,对氮的缓冲性弱而易受外源氮输入的影响.本研究以长白山北坡苔原带土壤为研究对象,通过室内培养试验,以NH₄NO₃为外加氮源,设置3个施氮水平:对照(CK,0 kg·hm^-2),低氮(N₁,25 kg·hm^-2),高氮(N₂,50 kg·hm^-2),分析长白山苔原带土壤碳、氮矿化对氮沉降的响应.结果表明: 氮添加处理对长白山苔原带土壤碳矿化速率影响不显著,但对土壤碳矿化累积矿化量影响显著,N₂抑制了土壤的碳矿化作用.培养40 d后,氮添加处理提高了土壤无机氮含量;而培养80 d后,N₂与N₁的无机氮含量差异不显著,但都明显高于CK,氮输入促进了土壤氮的矿化.培养过程中,N₁处理下的微生物生物量碳、氮高于N₂和CK处理,说明低氮输入对土壤微生物活性的促进作用更明显.在未来氮沉降增加的背景下,长白山苔原土壤碳、氮周转可能加快,提高土壤无机氮含量.土壤中无机氮含量增加,虽然可以为植物生长提供更多生长所需的氮素,但也提高了土壤氮素的流失风险.     

长白山高山苔原带蛾类物种组成及其时间动态

长白山高山苔原带环境条件恶劣，通过对高山苔原带蛾类研究，揭示蛾类物种组成以及时间变化，可为研究蛾类对苔原极端生境的适应能力，以及蛾类在维持苔原带生态平衡中的作用提供依据。2005-2007年和2019年，每年的6、7、8月，在长白山高山苔原带利用灯诱采集蛾类标本，分析蛾类的物种组成以及时间动态。共采集蛾类1585头，隶属于13科126种，夜蛾科（Noctuidae）为优势类群，绿组夜蛾（Anaplectoides prasina）和一色兜夜蛾（Cosmia unicolor）为优势种，稀有种较多。蛾类的种-多度分布接近生态位优先假说。7月份蛾类的物种数、个体数最多，丰富度指数、多样性指数都最高，但均匀度指数却最低。不同种类对时间的反应表现出一定的差异，黄绿组夜蛾（Anaplectoides virens）对8月，厉切夜蛾（Euxoa lidia）对6月的适应力相对较强。各物种的顺序日期存在一定的差异性，只有10种蛾类在3个月份都被采集到。研究表明，长白山高山苔原带蛾类的多样性较低，成虫活跃期较短；不同类群的蛾类在苔原环境中显示出差异化的适应性，夜蛾科的适应能力超过其它类群，尺蛾科（Geometridae）的适应性相对较低，蛾类对时间的变化反应比较敏感。     

Analysis of nitrogen saturation potential in Rocky Mountain tundra and forest: implications for aquatic systems

We employed grass and forest versions of the CENTURY model under a range of N deposition values (0.02–1.60 g N m^–2 y^–1) to explore the possibility that high observed lake and stream N was due to terrestrial N saturation of alpine tundra and subalpine forest in Loch Vale Watershed, Rocky Mountain National Park, Colorado. Model results suggest that N is limiting to subalpine forest productivity, but that excess leachate from alpine tundra is sufficient to account for the current observed stream N. Tundra leachate, combined with N leached from exposed rock surfaces, produce high N loads in aquatic ecosystems above treeline in the Colorado Front Range. A combination of terrestrial leaching, large N inputs from snowmelt, high watershed gradients, rapid hydrologic flushing and lake turnover times, and possibly other nutrient limitations of aquatic organisms constrain high elevation lakes and streams from assimilating even small increases in atmospheric N. CENTURY model simulations further suggest that, while increased N deposition will worsen the situation, nitrogen saturation is an ongoing phenomenon.     

Original Articles: Differential Influence of Plant Species on Soil Nitrogen Transformations Within Moist Meadow Alpine Tundra

Plant species can influence nitrogen (N) cycling indirectly through the feedbacks of litter quality and quantity on soil N transformation rates. The goal of this research was to focus on small-scale (within-community) variation in soil N cycling associated with two community dominants of the moist meadow alpine tundra. Within this community, the small-scale patchiness of the two most abundant species (Acomastylis rossii and Deschampsia caespitosa) provides natural variation in species cover within a relatively similar microclimate, thus enabling estimation of the effects of plant species on soil N transformation rates. Monthly rates of soil N transformations were dependent on small-scale variation in both soil microclimate and species cover. The relative importance of species cover compared with soil microclimate increased for months 2 and 3 of the 3-month growing season. Growing-season net N mineralization rates were over ten times greater and nitrification rates were four times greater in Deschampsia patches than in Acomastylis patches. Variability in litter quality [carbon:nitrogen (C:N) and phenolic:N], litter quantity (aboveground and fine-root production), and soil quality (C:N) was associated with three principal components. Variability between the species in litter quality and fine-root production explained 31% of the variation in net N mineralization rates and 36% of net nitrification rates. Site variability across the landscape in aboveground production and soil C:N explained 33% of the variation in net N mineralization rates and 21% of net nitrification rates. Within the moist meadow community, the high spatial variability in soil N transformation rates was associated with differences in the dominant species' litter quality and fine-root production. Deschampsia-dominated patches consistently had greater soil N transformation rates than did Acomastylis-dominated patches across the landscape, despite site variability in soil moisture, soil C:N, and aboveground production. Plant species appear to be an important control of soil N transformation in the alpine tundra, and consequently may influence plant community structure and ecosystem function.     

长白山森林生态系统大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征

2009—2010年期间,利用雨量计收集法在长白山森林生态系统定位站开展定位观测,分析降水中氮素浓度,研究了该区域大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征。结果表明,各形态氮素月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性;其降水中浓度主要受降水量和降水频次的影响。全年氮素湿沉降中TN、TIN和TON的沉降量分别为27.64 kg N hm-2a-1、11.05 kg N hm-2a-1和16.59 kg N hm-2a-1,TON为沉降主体,占60.02%;其大气氮沉降量主要由降水量和降水中氮素浓度共同决定。该地区氮湿沉降量已处于我国中等水平,考虑到氮素的干湿沉降比例,本区域的年氮沉降量已接近或超过本区域的营养氮沉降临界负荷,存在一定的环境风险。该地区生长季(5—10月)的氮沉降量(16.59 kg N hm-2a-1)占全年氮沉降量的比例达到73.20%。生长季的氮沉降对于促进植物生长直接生态意义重大,而非生长季的氮沉降对于大量补充次年植物生长初期所需养分的间接生态意义明显。