红松阔叶混交林凋落物-土壤动物-土壤系统中N、P、K的动态特征

根据对小兴安岭凉水国家级自然保护区红松阔叶混交林的凋落物、土壤动物和土壤2a的连续采样及测定主要营养元素N、P、K的含量,研究凋落物-土壤动物-土壤系统中主要营养元素在各分室的动态变化,并通过比较主要营养元素在不同分室中的分异,进而分析了土壤动物在该系统营养循环中的作用。结果表明,研究区内不同凋落叶分解过程中元素含量的动态变化比较复杂,阔叶落叶中营养元素含量的变化大于针叶落叶,但不同凋落叶在分解过程中的元素损失量之间的差异不显著。在研究时段,腐殖土层各种营养元素的含量高于土壤层;蚯蚓、蜈蚣和马陆大型土壤动物体内的营养元素含量之间差别较大,其中蚯蚓体内全N含量最高,而马陆体内全P含量最高,蜈蚣则全K含量最高。土壤动物和土壤中营养元素含量的动态变化和凋落叶中的变化趋势不同。N和P在土壤动物分室中表现出一定的富集,而K的富集不明显。土壤动物可以通过其新陈代谢活动加速凋落物-土壤动物-土壤系统中营养元素的循环速率。不同凋落物分解过程中养分含量变化复杂可能是由于不同凋落物种类特性差异造成的。土壤动物在营养元素循环,尤其是N、P元素循环中具有重要意义。     

鼎湖山季风常绿阔叶林凋落叶分解与土壤动物群落动态和多样性

2001年12月~2002年12月,采用不同孔径分解凋落叶样袋法,对鼎湖山季风常绿阔叶林3类凋落叶的分解进行了研究,并对落叶分解过程中凋落叶袋内和袋下土样中的土壤动物群落和多样性进行了调查。结果表明,3种孔径袋内凋落叶的分解速率为大孔>中孔>微孔;混合凋落叶的分解速率大于单种凋落叶;蜱螨目在凋落叶分解的整个过程中相对数量都较高,弹尾目在凋落叶的分解过程中在凋落叶袋和土壤间移动,数量变化较大。凋落叶袋内大、中型土壤动物的个体数量在分解前期较多,中、小型土壤动物在分解的中期数量剧增;凋落叶袋内土壤动物的个体数量、密度以及多样性指数都随着落叶的分解而增加,9月最高;土壤样内则在分解的前期较高,以后逐渐降低。凋落叶的分解和土壤动物群落动态及多样性受凋落叶基质质量以及样地温度、降雨量等综合因素的影响。     

城市绿化树种香樟不同器官对土壤重金属的富集特征

为了了解不同土壤重金属浓度梯度及污染梯度下香樟不同器官的富集特征,测定了香樟树叶、树枝、树干和根际土壤中6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni)的含量.结果表明: 香樟地上部分重金属含量因器官、元素种类、根际土壤重金属浓度的不同而存在差异.香樟树叶和树枝重金属含量的大小顺序均为:Mn＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni,树干重金属含量为:Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cu.树叶对Mn的富集系数较高,为2.409;树干对Ni的富集系数较高,分别为树叶、树枝的8.6和17倍,且在不同土壤重金属浓度梯度下,香樟树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的富集系数均明显高于其他器官.香樟地上部分器官对Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni 6种重金属元素的综合富集能力大小顺序为:树叶＞树干＞树枝.随着土壤重金属污染等级的增加,香樟地上部分各器官的富集系数均逐渐降低.研究区域平均胸径为22 cm的单株香樟对重金属元素富集效能的大小顺序为:树叶＞树干＞树枝,其中树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的积累量均显著高于树叶和树枝.表明香樟对6种重金属元素均有一定的富集能力,并且树干对Pb和Ni的富集效能明显,分别占地上部分总积累量的82.7%和91.9%,能很好地富集并稳固土壤中的Pb和Ni,可作为修复治理土壤重金属污染的备选树种.     

不同植被恢复模式下中亚热带黄壤坡地土壤微量元素效应

以武陵山区女儿寨小流域为例,研究了中亚热带黄壤坡地7种典型植被恢复模式下土壤微量元素有效性及其与土壤有机质、pH值之间的关系.结果表明： 0～20 cm土层荒草灌丛的B、Mn含量、油桐人工林Mo、Cu含量、杜仲人工林Zn含量和毛竹 杉木混交林Fe含量最高;20～40 cm土层润楠次生林B、Fe、Mn含量、荒草灌丛模式Mo含量、油桐人工林Zn含量和杜仲人工林Cu含量最高;毛竹 杉木混交林B、Mo、Cu、Mn含量在各层土壤均最低.各元素有效性指数以Mn最高,Cu最低,排序为Mn>Zn>Fe>Mo>B>Cu;土壤微量元素有效性综合指数以荒草灌丛模式最高(12.28),毛竹 杉木混交林最低(2.95),排序为Ⅶ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅵ.土壤有机质含量与B、Zn有效态含量之间线性关系显著,二次多项式亦可较好地描述有机质与有效态Mn之间的关系,而有机质与Mo、Fe、Cu之间曲线回归关系不显著.土壤pH值与土壤Zn、Cu呈显著正相关,与Mn、Mo也有较好的相关性,而与B相关性较低,与Fe为弱负相关.     

温带红松阔叶混交林凋落叶与主要大型土壤动物热值的季节变化

对温带红松阔叶混交林不同种类凋落叶、混合凋落叶和主要大型土壤动物的干质量热值及季节变化规律进行了研究.结果表明：不同种类凋落叶和3种大型土壤动物的干质量热值不同,且其季节变化规律存在一定的差异.红松凋落叶的干质量热值平均值最高(19.71 kJ·g^-1),枫桦(18.22 kJ·g^-1)、紫椴(18.13 kJ·g^-1)、混合凋落叶(17.91 kJ·g^-1)居中,水曲柳(16.94 kJ·g^-1)和色木槭(16.25 kJ·g^-1)最低.红松和色木槭凋落叶干质量热值随凋落叶分解进行呈逐渐降低趋势,水曲柳凋落叶干质量热值季节变化较小,而紫椴、枫桦和混合凋落叶干质量热值次年有上升的趋势.大型土壤动物中,蜈蚣(22.07 kJ·g^-1)的干质量热值最高,蚯蚓(16.72 kJ·g^-1) 次之,马陆(13.28 kJ·g^-1)最低.蚯蚓和马陆干质量热值的季节变化规律一致,蜈蚣干质量热值的季节变化规律则有所不同.凋落叶和3种大型土壤动物干质量热值的季节变化之间没有明显的相关性.     

亚热带同质园11个树种新老叶非结构性碳水化合物含量比较

叶片中非结构性碳水化合物(NSC)不仅是植物维持代谢活动的重要物质基础, 也随凋落物归还土壤并为土壤微生物提供碳源, 对凋落物分解和土壤有机质形成具有重要意义。该研究比较了同质园中11个亚热带代表性树种新鲜叶与凋落叶NSC (可溶性糖、淀粉)含量。结果表明, 所有树种新鲜叶NSC含量均显著高于凋落叶, 新鲜叶中NSC含量为68.7-126.3 mg∙g^-1, 而凋落叶中NSC含量为31.4-79.5 mg∙g^-1。同时, 可溶性糖含量在新鲜叶和凋落叶中的变化幅度均远大于淀粉: 可溶性糖在新鲜叶中的平均含量是凋落叶的3.3倍; 而淀粉在新鲜叶中的平均含量仅为凋落叶的1.2倍。另外, 对不同功能类群的比较发现, 常绿阔叶树种与落叶阔叶树种NSC含量差异并不显著, 而针叶树种NSC含量明显低于阔叶树种。具体表现为: 在新鲜叶中, 常绿阔叶、落叶阔叶树种NSC含量平均为99.7和96.8 mg∙g^-1, 而常绿针叶树种平均为75.4 mg∙g^-1; 在凋落叶中, 常绿阔叶、落叶阔叶树种NSC含量平均为47.2和50.7 mg∙g^-1, 而常绿针叶树种平均为33.3 mg∙g^-1。这些结果表明, NSC作为林木碳代谢组分, 在叶片衰老前可能向新鲜叶转移, 反映了林木叶片碳存储策略。然而, 不管是新鲜叶还是凋落叶, 杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)等针叶树种叶片NSC含量显著低于阔叶树种, 这可能降低这些针叶树种凋落叶初始基质质量。     

不同季节亚热带常绿阔叶林6个树种凋落叶钙、镁、锰的释放特征

采用凋落物分解袋法,研究了亚热带常绿阔叶林区马尾松、柳杉、杉木、香樟、红椿、麻栎6个典型树种凋落叶的Ca、Mg、Mn在第一个分解年不同雨热季节的释放特征.结果表明：经历1年的分解,6种凋落叶Ca、Mg、Mn释放率分别为-13.8%～92.3%、4.0%～64.8%和41.6%～81.1%.马尾松和香樟凋落叶Ca释放动态呈现富集-释放模式,其余4种凋落叶整体上呈现释放的模式;香樟凋落叶Mg释放动态呈现富集-释放模式,其余5种凋落叶呈现直接释放模式;柳杉和红椿凋落叶Mn释放动态呈现富集-释放模式,其余4种凋落叶呈现直接释放模式.凋落叶Ca、Mg、Mn的释放明显受到季节性降雨的影响,且因凋落叶种类不同而有差异.Ca、Mg、Mn在雨季的释放率和释放量均高于旱季.初始养分含量和降雨量是影响凋落物分解过程元素释放的重要因子.     

森林凋落物与大型土壤动物相关关系的研究

以针阔混交林及落叶阔叶林为例,探讨了森林凋落物与大型土壤动物的相关关系。研究表明,森林凋落物中大型土壤动物的个体数依林型、凋落物厚度、凋落物量不同而异,凋落物的分解程度影响大型土壤动物的种类、数量分布,凋落物中矿质元素含量与大型土壤动物体内矿质元素含量相关较好,凋落物中微量元素含量与大型土壤动物体内微量元素含量明显不相关。本研究为揭示大型土壤动物在凋落物分解中的作用,进而为森林的经营和保护提供科学依据。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林植物和土壤微量元素含量

报道了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林各层次植物和表层土壤(0～20 cm)四个微量元素(Cu、Fe、Mn和 Zn)的含量和分配格局。结果表明:(1)土壤有效Cu、Fe、Mn和Zn含量(mg／kg)平均值依次为0．72、140．85、 1．42和1．92;(2)所有植物叶片Cu、Fe、Mn和Zn元素含量(mg／kg)分别介于6．1～100．6、6．5～1027．5、46．3 ～1196．7和27．0～338．6,其中乔木层植物叶片微量元素含量(mg／kg)平均值表现为Mn(305．3)>Fe (259．3)>Zn(109．9)>Cu(19．3),而其它植物表现为Fe(586．4)>Mn(336．9)>Zn(141．4)>Cu(36．6);(3) 植物微量元素在各器官的分配格局随元素和植物所在的层次不同而异:乔木层植物Cu含量高低排序为干> 根>枝>叶>皮,Fe为根>皮>叶>枝>干;Mn为叶>皮>枝>根>干;Zn为叶>根>枝>皮>干;(4)在 群落垂直结构上,Fe元素含量表现为自上而下递增的趋势,而Cu、Mn和Zn含量规律不明显;(5)植物和土壤 的微量元素与微量元素间相关性均较差;(6)与亚热带其它森林相比,鼎湖山季风常绿阔叶林土壤Cu、Mn和 Zn含量较低,但乔木层植物因具有很强的吸收或富集能力而含量较高。     

元谋干热河谷燥红土和变性土上植物叶片的元素含量及其重吸收效率

采用盆栽试验,研究元谋干热河谷燥红土和变性土上生长的植物叶片以及凋落叶营养元素含量,并分析养分重吸收效率对土壤类型与物种互作的响应.结果表明: 土壤类型对叶片N、P、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、N∶P以及凋落叶N、P、Mn、N∶P均有显著影响;燥红土植物叶片与凋落叶N、Mn含量和N∶P显著高于变性土,而燥红土植物叶片P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn和凋落叶P含量显著低于变性土.燥红土植物叶片N含量较变性土高34.8%,而P含量低40.0%;在叶片凋落时,N、P、K表现为重吸收,而其他元素呈富集状态.燥红土凋落叶Ca、Mg、Mn富集系数显著高于变性土.物种仅对叶片N含量有显著影响,物种与土壤交互作用对植物叶片和凋落叶元素含量影响不显著,表明各土壤类型对不同物种元素含量的影响方式较为一致.土壤类型对植物元素含量的影响可进一步作用于干热河谷植物凋落物分解、植物-土壤的养分反馈以及生物地球化学循环.     

喀斯特城市杨树人工林微量元素的生物循环

对喀斯特城市25年生杨树人工林内Cu、Fe、Zn、Mn、Ni、Pb、Co、Cd微量元素的含量、积累、空间分配和生物循环进行了研究。结果表明,林地土壤中,微量元素含量Fe最高,Mn次之,Cd最低,且呈现随土层深度增加而减少的垂直分布规律。在枯枝落叶层的分解过程中,Pb、Ni、Mn、Cd、Cu、Co、Zn分解速度比Fe快。林木各器官微量元素含量为细根>树叶>粗根>树皮>树枝>大根>根桩>干材,Cu在叶中高于其他器官。林分微量元素的总贮量为14.086 kg.hm^-2,微量元素在各器官中贮存量排序为Mn>Zn>Cu>Fe>Cd>Co>Pb>Ni,树干和树皮的贮存量最多,占总贮存量的43.4%。林分微量元素的年吸收量为3.079 kg.hm^-2,年归还量为2.663 kg.hm^-2,年存留量为0.417 kg.hm^-2,总利用系数为0.219,循环系数为0.865,周转期为5.29年,林分对土壤中Cd的吸收能力强,微量元素的生物分解率均高于生物迁移率。杨树林分中微量元素具有较大的循环速率和较短的周转期,而且林分对养分的稳定性、自我调节能力和培肥土壤的能力强,有利于林地生产力维持。     

高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。     

金佛山亚热带常绿阔叶林地表土壤动物群落特征及其影响因素

为探讨小尺度下不同微生境的土壤动物群落特征及其与环境因子之间的关系,于2018年10月在金佛山西坡亚热带常绿阔叶林样带内,对其凋落物层及腐殖质层两类微生境的土壤动物群落进行调查及相应环境因子的测定。此次调查共捕获地表土壤动物12381头,隶属于3门9纲22目。其中优势类群为蜱螨目和长角虫兆目,个体数占比为75.24%;常见类群为原虫兆目、愈腹虫兆目、短角虫兆目、双翅目、鞘翅目和膜翅目,个体数占比为21.23%。同时,土壤动物的密度（M）、Shannon-Wiener多样性指数（H）、Simpson优势度指数（D）及Pielou均匀度指数（E）均表现为腐殖质层极显著高于凋落物层（P<0.01）。根据回归分析及冗余分析结果发现,两类微生境的土壤动物群落特征与环境因子的关系存在一定差异;影响凋落物层土壤动物群落特征的重要环境因子为凋落物的总有机碳、碳氮比、湿度及pH,而影响腐殖质层土壤动物群落特征的重要环境因子为腐殖质的干重、总氮、总磷、湿度、pH及微生物生物量氮。研究表明,常绿阔叶林生态系统的不同微生境间土壤动物多样性特征存在显著差异,小尺度下环境因子对土壤动物群落特征具有重要影响。     

川西亚高山森林凋落物去除对土壤腐殖质动态的影响

森林凋落物作为森林土壤腐殖质的主要来源, 在土壤腐殖质的形成中发挥着重要作用, 但不同森林类型凋落物因其含量、组成等的不同, 对土壤腐殖质的影响也不同。该研究以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林3种不同森林类型为对象, 采用凋落物原位控制实验, 对比研究不同关键期凋落物去除对土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量及胡敏酸/富里酸、胡敏酸/可提取腐殖质的影响。主要结果: (1)土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量在不同森林类型中差异显著。土壤可提取腐殖质含量总体表现为针叶林>针阔混交林>阔叶林, 胡敏酸含量总体表现为针阔混交林>针叶林>阔叶林, 而富里酸含量则表现为针叶林>阔叶林>针阔混交林, 其中3种林型中土壤腐殖质的主要成分为富里酸, 总体均表现为富里酸型。不同采样时期也显著影响了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸含量, 总体均表现为先升高后下降的趋势。除个别采样时期外, 凋落物去除总体降低了土壤可提取腐殖质、胡敏酸和富里酸的含量。(2)胡敏酸/富里酸和胡敏酸/可提取腐殖质的结果显示3种林型土壤总体腐殖化程度均较低, 整体表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林, 凋落物去除在一定程度上有利于提高阔叶林与针阔混交林的腐殖质品质。(3)相关分析表明不同凋落物处理间土壤可提取腐殖质与土壤有机碳含量、全氮含量和土壤含水量呈显著正相关关系, 与温度呈显著负相关关系。综上所述, 短期的凋落物去除会降低土壤腐殖物质的含量, 但不同林型间由于凋落物类型差异会导致土壤腐殖质的不同变化, 说明土壤腐殖质的动态变化受凋落物类型以及环境因素的综合调控。因此, 关于凋落物变化对土壤腐殖质的影响还需进一步的长期研究。     

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。     

黄土丘陵区不同植被根际土壤微量元素含量特征

为了解黄土高原不同植被土壤微量元素的根际效应,分析了该地区柠条、沙棘、沙打旺、柳枝稷、阿尔泰狗娃花和茵陈蒿6种植被根际与非根际土壤中有机碳、全氮、Mn、Cu、Fe、Zn含量.结果表明： 6种植被中,柠条、阿尔泰狗娃花和茵陈蒿根际土壤的有机碳、全氮含量高于非根际土壤;除柠条和沙棘外,其余4种植被非根际土壤pH值均显著高于根际土壤.6种植被根际土壤有效Mn含量均低于非根际;柠条、沙打旺和柳枝稷根际有效Cu含量显著高于非根际,表现出强烈根际富集现象.除沙打旺外,其他5种植被根际有效Fe含量均略高于非根际.沙打旺、柳枝稷、茵陈蒿和阿尔泰狗娃花表现出强烈的有效Zn根际富集现象.根际与非根际土壤有机碳、全氮与有效Mn、有效Zn,以及有效Mn与有效Zn呈极显著正相关.根际土壤pH值与有效Mn和有效Zn呈显著负相关.由于不同植物根系的生长特征、根际pH值及微生物种类等的差异,不同植被根际的微量元素含量不同,茵陈蒿根际4种微量元素含量高于其他植被.     

亚热带天然次生常绿阔叶林与杉木人工林土壤动物群落特征比较

调查了中亚热带会同林区毗邻的天然次生常绿阔叶林、一代杉木纯林和二代杉木纯林土壤动物群落特征．结果表明,采伐天然林,接着栽植杉木人工林后,土壤动物的多度和多样性均出现明显下降,而土壤动物的生物量和生产力却没有明显差别．杉木连栽对土壤动物的多度、多样性、生物量影响甚少,特别是杉木一、二代土壤动物的生产力接近相等．此项研究结果支持植被是影响土壤动物演替的一个主要原因,也暗示杉木长期连作对土壤动物群落的影响是一个非常缓慢的过程．     

Mineral Composition of Wild Onions and Their Nutritional Value

Leaf accumulation of 11 microelements (Fe, Zn, Cu, Co, Mn, Ni, Pb, Cd, Sr, Cr, and Se) was studied in seven wild onion species of the genus Allium. A. flavescens Bess. accumulates five microelements (Cr, Ni, Cu, Zn, and Se) and also contains Fe, Co, and Mn at high concentrations. These features underlie the significant promise of this species as a means of procurement (nutritional adjustment of the content) of these microelements. The content of Cr in 100 g of leaves of this species is equivalent to 84% of the daily human need for this microelement. A. fistulosum L., A. odorum L., and the broad-leaved form of A. nutans specifically accumulate Cu, Zn, and Se. A. montanum Schmidt. is characterized by the accumulation of Zn. A. angulosum L. and A. schoenoprasum L. are characterized by the accumulation of Se. The broad-leaved forms of A. schoenoprasum L., A. nutans L., and A. odorum L. accumulate higher amounts of Zn and Cu than their narrow-leaved counterparts.