塞罕坝华北落叶松人工林天然更新影响因子

为了探讨影响塞罕坝地区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林天然更新的关键因子,基于两个龄级(Ⅲ龄级,20—30a、Ⅳ龄级,30—40a)共计18块(50m×50m)华北落叶松人工林标准地的调查资料,采用冗余度分析法(RDA)对标准地中不同高度等级华北落叶松更新苗密度与环境因子之间的关系进行了分析,并运用偏冗余度分析法(partial RDA)对影响林分更新的土壤-枯落物因子、林分结构因子进行了定量分解。结果表明:(1)土壤-枯落物因子是影响该地区华北落叶松人工林林分更新的关键因子。(2)Ⅲ龄级林分更新主要影响因子有林分密度、土壤有机质含量、土壤速效磷、土壤碱解氮含量和枯落物厚度;Ⅳ龄级林分更新主要影响因子有枯落物厚度、土壤全钾、林分密度、土壤p H值和基面积。两个龄级林分更新都表现出高个体数,低成活率的现象,枯落物厚度是造成这种现象的主要因素。(3)Ⅲ龄级林分更新苗在早期生长中受土壤-枯落物因子限制比较大,而后林分结构因子逐渐成为主要的限制性因子;在Ⅳ龄级林分中,除基面积外的林分结构因子与5个高度等级更新苗密度呈正相关。     

不同密度华北落叶松林天然更新及其影响因子

以关帝山区8种林分密度(128、240、320、400、480、560、640和720株·hm^-2)华北落叶松纯林为研究对象,分析了不同密度下华北落叶松天然更新优劣及其影响因子。结果表明: 更新指数随林分密度增大先升高后降低,中密度(400～560株·hm^-2)林分更新效果明显优于过疏和过密林分;林下光环境、草本植物及凋落物对落叶松更新有双重作用,光照过强、草本植物盖度过大或凋落物过厚不利于林下更新,土壤有机质可使土壤质地松软、水分含量充足并形成低磷高氮环境促进林分更新;各因子对更新指数的影响依次为:土壤含水量(0.798)>全氮(0.621)>凋落物厚度(-0.597)>土壤孔隙度(0.504)>土壤有机质(0.493)>全磷(-0.404)>林下总光照(-0.274)>草本植物盖度(-0.021)。在后续森林经营中,可通过抚育间伐或补植将林分密度控制在480株·hm^-2左右,并适当清理林下凋落物,改善土壤条件,促进华北落叶松天然更新。     

间伐对不同肥力日本落叶松人工林土壤酶活性的影响

间伐是人工林培育的重要措施之一,其在促进林分地上生长的同时,也对土壤产生重要影响,尤其是对土壤微生物与土壤酶活性等产生影响。为了明确间伐对日本落叶松人工林土壤酶活性的影响规律,本文以辽宁东部山区不同土壤肥力日本落叶松(Larix kaempferi)人工林为研究对象,通过设置不同强度的间伐试验(对照:未间伐,中度间伐:25%,强度间伐:50%),分析间伐2年后土壤酶活性的动态变化。结果表明:(1)不同肥力日本落叶松人工林的酚氧化酶活性在秋季最高,外切葡萄糖苷酶(PNC)、β-葡萄糖苷酶(PNG)、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶活性在春季最高;(2)中度间伐显著提高肥力较差日本落叶松人工林表层酚氧化酶和NAG活性,中度和强度间伐显著降低该林分的亚表层PNG、NAG和酸性磷酸酶活性;(3)日本落叶松人工林土壤5种酶与全碳、全氮和无机氮均呈显著正相关,与p H值呈显著负相关。中度间伐显著降低了肥力较差日本落叶松人工林土壤酶与无机氮的相关性,而强度间伐却显著降低了土壤酶与全碳、有效磷的相关性;强度间伐只显著提高了肥力较好日本落叶松人工林土壤酶与全磷的相关性。综上,从提高土壤酶活性的角度,土壤肥力较差的日本落叶松人工林适合中度间伐,而土壤肥力较好的日本落叶松人工林更适合强度间伐。     

辽东山区长白落叶松人工林天然更新障碍分析

通过对辽东山区不同间伐强度下长白落叶松林内种子库,种子萌发,幼苗出现、成活与生长的观测,分析了长白落叶松天然更新的主要影响因素.结果表明:40年生落叶松人工林的种子雨中,有30%的种子有活力,可以满足天然更新的需要;土壤种子库的种子主要分布在枯枝落叶层,4月下旬林内种子开始萌发,6月幼苗数量达到最大,幼苗累计出现率与间伐强度(光照)之间无显著相关,只受到地被物的影响;随间伐强度的增加,幼苗平均存活率提高,但林下幼苗生长缓慢,苗高均不超过6 cm;林内当年幼苗9月全部消失,没有超过1年生的幼苗,但皆伐迹地的更新幼苗存活较多、生长良好.初步确定地被物和光照是辽东山区长白落叶松天然更新的主要障碍因子.     

间伐对华北落叶松人工林土壤活性有机碳含量及酶活性的影响

本研究以太岳山华北落叶松人工林为对象,研究间伐对土壤活性有机碳及相关土壤酶活性的影响.结果表明: 随着土壤深度的增加,土壤活性有机碳含量、土壤氮含量和酶活性降低;同一土层中,中度间伐下土壤碳、氮养分含量显著增加.在0～10 cm土层,轻度间伐处理下蔗糖酶和过氧化物酶活性显著增加,中度间伐处理下多酚氧化酶和脲酶活性显著增加;在10～50 cm土层,轻度间伐处理下蔗糖酶和脲酶活性降低,中度间伐处理下纤维素酶活性显著降低;冗余分析显示,溶解性有机碳在0～10和20～30 cm土层是影响土壤酶活性的主要因素;在10～20 cm土层中,土壤有机碳是影响多酚氧化酶和蔗糖酶的主要因素;在30～40 cm土层,微生物生物量氮主要影响多酚氧化酶、过氧化物酶和脲酶活性,土壤全磷和易氧化有机碳对40～50 cm土层土壤酶活性起着重要的作用.间伐对华北落叶松人工林土壤活性有机碳含量和土壤酶活性有显著影响,中度间伐处理下土壤养分含量总体最高,土壤pH、含水率、有机质含量等化学性质优于其他几种处理,能较好地改善林下植被、枯落物及养分循环过程.因此,建议对落叶松人工林进行适度密度调整(1404～1422 trees·hm^-2),以促进碳、氮养分在土壤中的固存.     

胶州湾滨海湿地枯落物分解过程中枯落物-土壤养分动态

通过为期52 d的室内实验模拟胶州湾滨海湿地米草、碱蓬、芦苇枯落物的分解过程,测定枯落物及土壤中有机碳(TOC)、氮(N)和磷(P)含量,研究枯落物分解过程中枯落物-土壤养分的动态变化。结果表明:52 d的分解过程中,米草、碱蓬和芦苇枯落物碳损失分别占初始总碳含量的24.44%、74.20%和49.75%;土壤中碳发生净积累;米草枯落物中氮发生净积累,碱蓬枯落物中氮发生净释放,芦苇枯落物中氮先积累后释放,后两者枯落物氮损失分别占初始总氮含量的37.93%和4.81%;土壤中氮发生净积累;枯落物和土壤中磷均表现为净释放,米草、碱蓬和芦苇枯落物磷损失分别占初始总磷含量的42.37%、59.27%和28.48%;枯落物-土壤系统中C、N、P的动态变化与枯落物和土壤性质密切相关,这主要是由微生物的活性和养分需求决定的。     

间伐强度对坝上樟子松林下持水能力的影响

河北坝上地区地势复杂、气候条件较差,导致了水土流失和地质灾害的发生,使华北地区生态安全受到严重威胁。为了改善当地生态环境,樟子松、落叶松等耐贫瘠速生树种被大面积种植,然而不合理的植被密度会导致降雨的低效率利用。本研究以5种间伐强度(0、20%、40%、60%、80%)的樟子松林为对象,分析间伐强度对林下草本、枯落物、土壤各层以及整体持水能力的影响。结果表明: 草本层持水率变化幅度为47.7%～90.7%,且随着间伐强度增加持水能力整体呈减小趋势,间伐强度小于40%时减速较缓,之后迅速减小。随间伐强度的增大,枯落物未分解层、半分解层自然含水率和最大持水率均逐渐减小,而有效持水能力大小依次为60%>40%>20%>80%>0,且半分解层持水能力均优于未分解层。土壤持水能力随间伐强度的增强逐渐降低,间伐强度小于40%时对持水能力起促进作用。不同间伐强度下,林下总持水率是8.3%～14.3%,依次为20%>0>40%>60%>80%。 鉴于林下各层及整体变化,研究区内选择强度为20%的间伐措施能有效提高林下持水能力,实现更好的生态效益。     

间伐和改变凋落物输入对华北落叶松人工林土壤呼吸的影响

作为森林生态系统的第二大碳通量,土壤呼吸在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。通过探究土壤呼吸对间伐和改变凋落物的响应规律以及响应之间的联系,能够为准确评价森林碳循环提供依据。针对不同强度(对照、轻度、中度、重度)间伐后的华北落叶松人工林,2016年5月至10月采用LI-8100土壤碳通量测量系统对其原状、凋落物去除、凋落物加倍的土壤呼吸进行观测。结果表明:土壤呼吸在生长季的8月份达到最高值,呈现出明显的季节动态。不同林分间伐处理下,中度间伐显著促进了土壤呼吸,使平均土壤呼吸速率升高了15.66%,轻度间伐和重度间伐对土壤呼吸的影响不显著;不同凋落物处理下,去除凋落物使平均土壤呼吸速率降低了40.16%,加倍凋落物使平均土壤呼吸速率升高了16.06%。中度间伐使土壤呼吸生长季通量增加了55.06 g C/m~2;去除凋落物使土壤呼吸生长季通量减少了153.48 g C/m~2,加倍凋落物使土壤呼吸生长季通量增加了79.87 g C/m~2。土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关,而与土壤湿度无显著相关。不同林分间伐处理下,土壤呼吸的温度敏感性指数(Q10)为2.36—3.46,轻度间伐下Q10值最高;凋落物去除和加倍均降低了土壤呼吸的温度敏感性。土壤温湿度对土壤呼吸存在着显著影响,能够解释土壤呼吸28.7%—62.3%的季节变化。研究结果表明间伐和凋落物处理对华北落叶松人工林土壤CO_2释放的影响表现出一定的交互作用,中度间伐和加倍凋落物的交互作用对土壤呼吸的促进作用显著大于单一因子。可见,间伐作业通过改变土壤微环境和凋落物量,对土壤呼吸以及森林生态系统碳循环产生着重要影响。     

不同作业方式对落叶松人工林土壤养分及酶活性的影响

本文以22年生落叶松人工林为研究对象,通过分析不同作业方式(对照:900株·hm-2;中度间伐:750株·hm~(-2);强度间伐:450株·hm-2;皆伐:0株·hm~(-2))不同土层(表层:0~10 cm;亚表层:10~20 cm)土壤养分、土壤酶活性的变化以及土壤养分和酶活性之间关系,揭示不同作业方式对落叶松人工林土壤肥力的影响。结果表明:(1)与对照相比,强度间伐显著降低表层土壤全氮和全磷含量,以及亚表层土壤的全碳、全氮、全磷含量和p H,皆伐仅降低表层土壤的全磷和亚表层土壤的全氮和全磷含量,但强度间伐与皆伐对土壤有效磷和无机氮无显著影响;(2)与对照相比,中度间伐显著提高表层土壤酚氧化酶、外切葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性,而强度间伐显著降低表层和亚表层土壤酸性磷酸酶活性,皆伐显著降低表层土壤的酸性磷酸酶活性;(3)与对照相比,中度和强度间伐均显著提高土壤多种酶(酚氧化酶、外切葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶)的相对活性,皆伐只显著提高酚氧化酶/全氮的活性;(4)相关分析表明:5种酶与土壤全碳、全氮、全磷、无机氮均呈极显著相关。综上,中度间伐既有利于提高土壤酶活性,又未显著减少土壤养分含量,为落叶松人工林生态系统的可持续经营提供科学依据。     

不同间伐强度下华北落叶松人工林土壤磷组分特征及其影响因素

间伐是人工林经营的重要措施,磷是森林生态系统的限制性养分元素之一,但间伐对土壤磷素的影响尚不明确.本研究采用Tissen改良的Hedley磷分级体系对土壤样品进行连续浸提,研究不同间伐强度[对照,未间伐;轻度间伐,15%;中度间伐,35%;重度间伐,50%]下山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林表层土壤(0～10 cm)磷组分特征及其影响因素.结果表明: 与对照相比,中度间伐显著增强了土壤总无机磷含量;轻度和中度间伐显著增强了Resin-Pi、NaHCO₃-Pi、NaHCO₃-Po、NaOH-Pi、微生物生物量磷和土壤酸性磷酸酶活性,显著降低了NaOH-Po含量;间伐对土壤全磷、总有机磷、稳定态磷(HCl-Pi、浓HCl-Pi和浓HCl-Po)和闭蓄态磷(Residual-P)的影响不显著.土壤有机碳含量、含水率、土壤微生物和酸性磷酸酶活性是影响土壤磷素有效性的重要因子.中度间伐能提高华北落叶松人工林土壤磷素的有效性.     

间伐和凋落物处理对华北落叶松人工林土壤磷形态的影响

土壤磷在维持生态系统功能稳定性中发挥重要作用,研究间伐和凋落物处理下的土壤磷组分特征及转化机理,对森林生态系统磷素管理和可持续发展具有重要意义。采用Tiessen改良的Hedley分级方法,探究了不同间伐强度(未间伐、轻度间伐、中度间伐、重度间伐)和凋落物处理(对照、加倍、去凋、切根去凋)下土壤磷形态的变化特征及其驱动因子。结果显示:随着间伐强度的增大,土壤活性磷(Resin-Pi、NaHCO_3-Pi和NaHCO_3-Po)、土壤微生物量磷和酸性磷酸酶活性呈先增加后降低的趋势,且在中度间伐最高。凋落物加倍(DL)显著增加了土壤活性磷(Resin-Pi、NaHCO_3-Pi和NaHCO_3-Po)、土壤微生物量磷和酸性磷酸酶活性。稳定态磷(HCl-Pi、浓HCl-Pi和浓HCl-Po)、残留态磷(Residual-P)不受间伐和凋落物处理的影响。冗余分析(RDA)显示,土壤微生物量磷、酸性磷酸酶活性和土壤有机碳是引起华北落叶松人工林表层土壤磷组分变化的重要因子。研究表明,适度的间伐和增加凋落物能够显著提高华北落叶松人工林表层土壤磷素的活化能力。本研究为华北落叶松人工林的可持续经营提供依据。     

土壤微生物群落对枯落物输入的响应

枯落物分解在陆地生态系统物质循环能量流动中起着关键性作用,明确枯落物输入对土壤微生物群落的影响有助于理解土壤微生物生物多样性和陆地生态系统功能的相互关系。本文采用整合分析方法,以中国为研究区域,以不添加枯落物为对照组,探究土壤微生物(真菌、细菌、放线菌)及微生物生物量碳、生物量氮对枯落物输入的响应。结果表明:与不添加枯落物相比,添加枯落物后土壤微生物生物量碳、生物量氮分别显著增加3.9%和4.4%;土壤真菌PLFA、细菌PLFA及总微生物PLFA分别增加4.0%、3.1%和2.4%。枯落物输入对土壤微生物的影响受到气候条件、年降水量、植被类型及土壤酸碱度等因素的显著影响;不同气候类型下,土壤微生物对枯落物输入的响应呈现出亚热带季风气候区>温带季风气候区>温带大陆气候区的趋势,以及随着年降水量的增加呈现出先升高后降低的趋势;不同植被类型下,土壤微生物对枯落物输入的响应呈现出阔叶林>草地≈混交林>针叶林的趋势。     

间伐强度对辽东落叶松人工林土壤理化性质的影响

以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工林为研究对象,采集不同间伐强度(对照、20%、30%和40%)落叶松林的0~10 cm(表层)和10~20 cm(下层)土壤,研究不同间伐强度处理5年后落叶松林土壤理化性质的变化特征。结果表明,间伐5年后,各间伐强度落叶松林土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、全碳、全氮、C∶N、N∶P以及NO3--N含量与对照之间差异性均不显著,但高强度间伐(40%强度)处理的落叶松林表层土壤田间持水量、全碳、全氮、N∶P及活性碳含量显著高于中度和强度间伐处理,且高强度间伐处理更有利于大径材培育。因此,对于辽东山区日本落叶松人工林经营管理,其间伐强度为40%时更合理。     

宁夏六盘山4种典型森林伴随降水的无机氮通量变化特征

在宁夏六盘山香水河小流域,选择建立了4种典型森林的样地,测定了2011年生长季(5月24日—10月20日)大气降水(724.3 mm)、穿透水、干流、枯落物渗透水和主根系层(0—30 cm)土壤渗透水的无机氮(NH~+_4-N、NO~-_3-N)浓度及相应通量的变化。结果表明,在林外降水转化林下降水中,各样地林下降水携带的生长季NH~+_4-N通量(kg/hm~2)(华北落叶松人工林2.40、华山松次生林2.37、野李子灌丛2.29、桦木次生林2.09)均明显低于林外降水(3.04),NO~-_3-N通量(kg/hm~2)(华北落叶松人工林2.15、桦木次生林2.14、野李子灌丛2.09、华山松次生林1.92)更显著低于林外降水(4.27)。整体看来,阔叶林林冠的无机氮吸附(吸收)作用稍高于针叶林。在4种森林样地的枯落物层渗透水中,无机氮浓度变化在0.68—0.88 mg/L,稍高于林冠穿透水的无机氮浓度;4个样地的枯落物渗透水的无机氮通量(kg/hm~2)(野李子灌丛4.10、桦木次生林3.24、华山松次生林3.22、华北落叶松人工林2.77)均低于林下降水。在华山松次生林和华北落叶松人工林的主根系层(0—30 cm)土壤渗透水中,无机氮浓度均高于枯落物渗漏水;因土壤淋出作用,华山松次生林和华北落叶松人工林的土壤渗透水的无机氮输出通量分别为16.34 kg/hm~2和18.93 kg/hm~2,均显著高于枯落物渗透水的输入通量。整体来看,林外降水在林地无机氮输入中占有重要地位,在研究年份生长季,林冠层和枯落物层的吸附(吸收)作用使降水输入的无机氮通量明显降低,但主根系层土壤淋出作用显著增大了土壤渗透水携带的无机氮输出通量,表现为土壤层氮素流失。     

间伐强度对秦岭锐齿栎林冠层和枯落物层水化学效应的影响

将森林抚育间伐与森林水化学效应结合起来进行研究,探讨小强度间伐对森林水质的影响。基于固定样地的研究方法,在秦岭火地塘林区选择天然锐齿栎林,设置抚育间伐强度分别为5%、10%、15%和20%的样地和对照样地,定期采集大气降雨、林内雨和枯透水样品,测定其水化学物质浓度,采用对比分析的方法,研究间伐强度对锐齿栎林内雨和枯透水化学效应的影响。结果表明:间伐样地林内雨和枯透水的pH值均低于对照样地,呈弱酸性,在5%的间伐强度下,森林冠层和枯落物层对大气降雨pH值的调升作用较显著,随着间伐强度的增加,调升幅度逐渐减小;大气降雨对森林冠层和枯落物层中的SO_4~(2-)、NO_3~-和PO_4~(3-)均具有淋溶作用,尤其是对照样地林内雨和枯透水中SO_4~(2-)的浓度增幅最显著,NO_3~-次之,PO_4~(3-)最不显著。间伐样地,雨水对林冠层和枯落物层SO_4~(2-)、NO_3~-和PO_4~(3-)的淋溶作用均低于对照样地,20%的间伐强度最有利于净化雨水中的SO_4~(2-),其在林内雨和枯透水中的含量较对照样地降幅最大,间伐强度为5%时,林内雨中NO_3~-、NH_4~+和PO_4~(3-)的含量最低,三者较对照样地的含量分别降低了56.3%、46%和9.2%而枯透水中三者的降幅分别为64.6%、45%和60.8%;在10%的间伐强度下,大气降雨对林冠层和枯落物层中K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的淋溶作用最强,3种离子中以Ca~(2+)和Mg~(2+)的含量增幅最为显著。林内雨中Ca~(2+)和Mg~(2+)的含量分别较对照样地增加了89.9%和120%,枯透水中二者较对照样地分别增加了72.4%和40%,K~+的增幅相对不明显;大气降雨中的Pb~(2+)、Zn~(2+)和Cd~(2+)经过森林冠层和枯落物层的阻减,其在林内雨和枯透水中的含量随着间伐强度的增加呈先增大后减小的趋势,当间伐强度达到20%时,三者含量明显降低。总体上,20%的间伐强度最有利于森林冠层及枯落物层对重金属Pb~(2+)、Zn~(2+)和Cd~(2+)的截留净化。     

荒漠草原4种典型植物枯落物分解过程中土壤呼吸对短期氮、水变化的响应

土壤呼吸作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对研究干旱半干旱区荒漠草原碳平衡具有重要意义。选取荒漠草原4种典型植物枯落物进行裂区实验,设置氮、水添加实验处理,探讨不同的枯落物地表,短期氮、水处理对荒漠草原土壤呼吸的影响。结果表明,土壤呼吸日动态呈单峰曲线,最大值出现在10:00—12:00。相同处理间不同枯落物地表和相同枯落物地表不同处理间土壤呼吸在白天和夜间均有差异(P<0.05)。枯落物对土壤呼吸贡献表明,短期不做任何处理的枯落物对土壤呼吸的贡献最大,贡献率高达68%—89%。多因素方差分析显示,氮及氮和水交互作用对土壤呼吸的影响显著。呼吸在降水处理间存在显著差异(P<0.05),表现为减雨(P3)>增雨(P2)>正常(P1);呼吸在氮素处理间存在极显著差异(P<0.001),表现为添氮(N1)>不添氮(N0)。土壤呼吸与土壤温度、土壤湿度拟合发现,短期的氮、水处理下土壤温度与土壤呼吸显著相关(P<0.05),可解释呼吸变化的50.3%—69.9%;土壤湿度对呼吸影响不显著(P>0.05),温度、湿度的交互作用对土壤呼吸的影响显著(...     

鄱阳湖湿地优势植物枯落物的分解速率及碳、氮、磷释放动态特征

植物枯落物分解对生态系统碳通量和养分循环有至关重要的作用,这一过程主要由3个相互作用的因素决定,即化学（枯落物理化特性）、物理（气候和环境）以及生物（参与枯落物分解的微生物和无脊椎动物）因素。在气候和立地环境条件相同的情况下,枯落物质量是制约分解的内在因素。在鄱阳湖湿地开展了野外定位观测实验,采用分解袋技术研究了鄱阳湖湿地优势植物芦苇（Phragmite）、南荻（Triarrhena lutarioriparia）和薹草（Carex.cinerascens Kükenth）枯落物分解速率及碳（C）、氮（N）、磷（P）元素释放动态特的征差异性。结果表明,在0-150 d内三种植物枯落物的干物质分解速率和残留率以及碳相对归还指数（CRRI）、氮相对归还指数（NRRI）、磷相对归还指数（PRRI）差异性都极其显著。在0-150 d内分解速率都是芦苇的最大,薹草的次之,南荻最小。分解进行150 d后,芦苇、南荻和薹草枯落物干物质残留率依次约为56.57%、67.99%和60.88%,CRRI依次约为57.44%、34.58%和41.75%,NRRI依次约为50.71%、-22.66%、和23.18%,PRRI依次约为88.91%、79.27%和85.63%。用Olson负指数衰减模型拟合方程预测芦苇、南荻、薹草枯落物分解完成50%所需的时间大约依次为184 d、249 d和210 d,分解完成95%所需的时间依次为795 d、1078 d和908 d。芦苇和薹草枯落物碳、氮和磷在分解过程中都表现出净释放模式,而南荻枯落物的碳和磷也一直表现为净释放模式,但是氮一直表现为净积累模式。芦苇分解过程中的营养释放作用最强,而南荻群落对氮的吸收和富集效应最强。研究表明植物种类及基质物质量对枯落物分解及其养分释放有很强的调控作用。今后的研究应考虑不同物种枯落物混合时的分解过程以及分解过程中的微生物因素,以便能揭示植物群落物种多样性及微生物活动在湿地生物地球化学循环中的调控作用机制,以期为鄱阳湖湿地碳、氮和磷的生物地球化学循环提供更新的认识,为鄱阳湖湿地的科学管理、保护与恢复提供科学依据。     

杭州西湖北里湖荷叶枯落物分解及其对水环境的影响

湖泊水生植物枯落物的分解过程影响着枯落物的淤积以及营养元素向水体和底泥的释放,进而影响湖泊水环境。用分解袋法研究了杭州西湖北里湖荷叶枯落物的分解速率和营养动态。荷叶枯落物的分解速率表现快慢交替的阶段性特点,分解速率常数峰值出现在6月,其余时段呈现波动状态。枯落物氮、磷含量变化趋势基本一致,呈现下降-逐渐上升-渐趋稳定的变化特点。氮、磷积累指数(NAI)呈现释放-积累-释放,整体以释放为主的变化特征。在此基础上推算了北里湖荷叶枯落物一个分解周期残留量的变化及氮、磷释放情况,探讨枯落物分解对水环境的影响。荷叶枯落物入湖量以立枯体总量的20%估算,残留量从11月至翌年1月急剧增加,在1月底达到峰值,随后持续下降,至10月底尚残留1.675 t干重,合30.45 kg/m²干重(按荷塘面积计算),与残留量峰值相比减少了74.39%。枯落物分解导致的氮、磷释放在11月至翌年1月持续增高,2、3月份释放量趋于下降,4、5月份出现净积累,6-10月保持净释放。整个分解周期氮、磷总释放分别为92.247 kg和6.421 kg,相当于北里湖水中氮、磷含量分别增加0.143 mg/L和0.010 mg/L。由于挺水植物生长过程吸收的主要是沉积物中的氮、磷营养盐,因此,荷花的生长和枯落分解过程具有促进氮、磷从沉积物迁移到水体,增加水中氮、磷含量的作用。     

草丘微地貌对苔草泥炭沼泽枯落物分解的影响

苔草沼泽在北半球高纬度地区广泛分布,草丘微地貌是苔草泥炭沼泽普遍存在的外貌特征,草丘和丘间环境差异可能会引起枯落物分解的异质性。为此,选择长白山区敦化东明林场典型臌囊苔草(Carex schmidtii)沼泽为研究对象,采用分解袋法对臌囊苔草枯落物在草丘及丘间位置的分解差异及其影响因素进行研究。结果表明:草丘和丘间枯落物干重损失具有相似的变化趋势,但丘间枯落物总干重损失(40.20%±4.22%)和分解速率(0.0021±0.0001)d~(-1)均高于草丘枯落物总干重损失(21.70%±2.25%)和分解速率(0.0012±0.0001)d~(-1),且丘间枯落物分解速率具有较大的波动性;草丘和丘间粗孔分解袋枯落物干重损失分别比对应位置的细孔分解袋枯落物干重损失高(1.81%±0.32%)和(2.91%±0.30%),在草丘和丘间枯落物分解速率上,微生物贡献分别是土壤动物贡献的6.37倍和5.65倍,而丘间土壤动物和微生物对枯落物分解速率的贡献分别是草丘的1.79倍和1.59倍。相关分析显示,草丘丘间枯落物干重损失与相应位置积温呈显著正相关(P0.05),而枯落物干重损失与草丘水位呈显著负相关(P0.05),与丘间水位呈显著正相关(P0.05)。本研究表明,在草丘微地貌格局下,不同的水热组合影响土壤动物和土壤微生物分布及群落组成,从而对枯落物分解产生影响,而其丘间不稳定的水分环境则是影响苔草泥炭沼泽枯落物分解的关键环境因子。     

枯落物覆盖对阔叶红松林土壤蒸发的影响

通过对枯落物覆盖下森林土壤蒸发的观测,研究了不同干重及类型的枯落物对土壤蒸发的影响,及其与含水率的关系。结果表明:土壤含水率相同,枯落物覆盖量越大,土壤蒸发量越小;不同类型的枯落物对土壤蒸发的抑制作用不同,在相同干重的枯落物覆盖下,未分解、半分解和分解的枯落物对土壤蒸发的抑制能力依次减弱。土壤蒸发量与枯落物质量呈对数关系。随土壤含水率的降低,土壤蒸发量减少,含水率在41%～38%时,每下降1%,75g、45g、15g枯落物覆盖下的土壤蒸发量依次减少2.38g、1.43g、1.30g,且在土壤含水率下降过程中,覆盖的枯落物分解程度越高,土壤蒸发速率降低越不显著。