南亚热带鹤山主要人工林生态系统C、N累积及分配格局的模拟研究

 以南亚热带鹤山的马占相思（Acacia mangium）、湿地松（Pinus elliotii）和荷木（Schima uperba）3种代表性人工林生态系统为对象,利用气象、水文、土壤及植物等方面的资料对CENTURY模型进行了参数化,模拟了3种人工林生态系统1985～2100年的C、N累积动态及其分配格局变化,并利用实测资料对模拟结果进行了独立样本的双尾t检验,模拟值与实测值之间没有显著差异（p=0.995）。模拟结果表明,马占相思林的净初级生产力（NPP）呈指数函数形式下降,约在20龄（2005年）时趋于稳定;荷木林的NPP持续缓慢增加;湿地松林的NPP基本维持恒定;20龄以前3种林分的年均NPP分别为12.2 t·hm-2·a-1、6.7 t·hm-2·a-1和2.5 t·hm-2·a-1。马占相思林生物量呈对数函数形式增加,20龄后增加很少;荷木林与湿地松林的生物量呈直线增加,约在2050年时,荷木林的NPP和生物量将超过马占相思林;2100年时马占相思、荷木与湿地松林的生物量将分别达到252.7 t·hm-2、352.4t·hm-2和226.3t·hm-2。荷木林具有更大C累积潜力。3种人工林生态系统的N累积动态与其生物量累积动态相似,但马占相思林生态系统的N累积量远高于荷木林与湿地松林,至2100年时它们的N累积量将分别达到7.2t·hm-2、1.9t·hm-2和2.2t·hm-2。3种林分的C、N随着林分的发育将更多地分配到茎、枝和根部。马占相思林的叶C、N累积量约在2005年后分别下降1.85t·hm-2和0.20t·hm-2,荷木林的叶C、N累积则分别增加0.09t·hm-2和0.05 t·hm-2,湿地松林叶C、N累积分别增加0.57t·hm-2和0.02 t·hm-2,这一模拟结果显示了马占相思林冠层萎缩的内在原因。外来树种组成的马占相思林先锋群落冠层衰退过早,阳生性灌木的大量入侵和定居可能会滞缓地带性森林植被的恢复进程。因此认为我国南亚热带地区进行地带性森林植被恢复时,先锋森林群落的构建应以荷木等本地树种为主。     

生态系统演替过程中土壤与微生物碳氮磷化学计量关系的变化

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征会显著影响微生物的生长、群落结构、生物量C:N:P化学计量及其代谢活动。然而生态系统演替过程中土壤-微生物C:N:P化学计量的时间格局及其协调关系还不明确。为此, 该研究收集了2016年5月以前发表的文献中19个生态系统演替序列(包括13个森林、6个草地生态系统)的土壤-微生物生物量C:N:P研究结果, 整合分析了其中土壤-微生物生态化学计量的时间动态, 结果表明: (1)生态系统演替过程中土壤C:N没有一致的时间格局, 而土壤C:P和N:P均随演替进程显著增加, 其中土壤C:N:P与演替时间之间线性关系的斜率与相应演替序列的初始土壤有机C含量呈负相关关系。(2)演替进程中土壤-微生物生物量C:N:P没有一致的时间格局。(3)微生物生物量C占土壤有机C百分比(qMBC)、微生物生物量N占土壤全N百分比、微生物生物量P占土壤全P百分比均随着演替进程而显著增加, 即单位资源所能支持的微生物生物量随着演替进程而增加, 这与宏观生态系统演替理论相符。(4) qMBC随着土壤C:N、C:P和N:P以及C:N、C:P和N:P化学计量不平衡性(即土壤C:N、C:P和N:P分别除以微生物生物量C:N、C:P和N:P)的增加而减小; 其中, C:N、C:P和N:P化学计量不平衡性解释了qMBC变异性的37%-57%, 是演替时间解释率的7-17倍, 表明土壤-微生物生态化学计量关系对qMBC演替动态有重要影响。该研究强调了生态化学计量学理论和生态系统演替理论在土壤微生物时间动态研究中的重要作用, 表明适当地融合生态学宏观理论于土壤微生物研究可以加深对土壤-微生物生态过程的认识。     

马占相思人工林生态系统的碳格局及其动态模拟

采用BIOME-BGC模型对广东鹤山的马占相思(Acaciamangium)人工林生态系统1985～2100年间的碳格局及其动态变化进行了模拟.结果表明,马占相思生物量在前12 a增长较快,之后增长缓慢,最终达到300 t hm-2;预计2100年马占相思生物量在干、根、叶中的分配分别为73.91%、21.74%和4.35%.马占相思人工林的碳贮量在前12 a增长较快,之后增长缓慢并最终维持在325 t C hm-2左右,在造林初始阶段主要分布于土壤中,之后在植被、土壤和凋落物3大碳库中的分配分别为43.08%、52.30%和4.62%;马占相思净初级生产力(NPP)在4～12 a较大,最大可达11 t C hm-2,之后下降至3～6 t C hm-2;马占相思叶面积指数(LAI)前3 a增长迅速,5 a达到7.84,之后下降,约为2.7～5.0;LAI与NPP的回归分析结果显示LAI可能是限制马占相思林NPP增长的主要因子.模拟结果还显示马占相思林前期生长迅速,但随后生长缓慢,叶生物量还出现负增长现象.因此,我国南亚热带地区在以马占相思作为先锋树种进行地带性森林植被恢复时,可在12 a后进行林分改造.     

科尔沁沙地退耕杨树人工林生态系统C、N、P储量和分配格局

土地利用/覆被变化是影响陆地生态系统C、N、P循环过程的重要因素之一.退耕还林作为一种重要的土地利用/覆被变化,受到国内外研究人员的广泛关注.以科尔沁沙地农田、5年生杨树人工林和10年生杨树人工林为研究对象,开展了退耕还林对生态系统C、N、P储量和空间格局影响的研究.结果发现:(1)与农田相比,退耕5年杨树人工林生态系统总的C、N、P储量下降,然而10年生杨树人工林生态系统总的C、N、P储量升高,其中植物生物量的C、N、P储量占生态系统总储量比例随着退耕还林年龄的增加逐渐增大;(2)与5年生杨树人工林相比,退耕还林10年的杨树人工林树叶、树枝、树干、树根和凋落物的C、N、P储量均显著增加(P<0.05),不同元素(C、N、P)储量在退耕5和10年的杨树人工林各器官空间分配格局不同;(3)与农田相比较,退耕还林5年杨树人工林土壤C、N、P储量在不同土层(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm 和40～60 cm)均表现出下降趋势,而10年生杨树人工林土壤C、N、P储量在不同土层表现出增加趋势,不同生态系统类型(农田、5年杨树人工林和10年杨树人工林)土壤C、N、P储量在各土层分配格局不同.上述结果充分表明,在我国科尔沁沙地将农田退耕为杨树人工林能够显著改变生态系统C、N、P储量和空间分配格局.     

氮输入对植物光合固碳的影响研究进展

植物光合固碳(C)是生物固C的重要途径和生态系统C循环中的重要环节。在全球环境变化背景下,研究氮(N)输入对植物光合固C的影响,对于更好的认识C、N循环过程及生态系统对全球变化的响应过程等具有重要意义。N输入是否能够增加植物固C取决于生态系统类型以及生态系统的N饱和度;草原和湿地生态系统N输入的临界负荷值较高,干旱、半干旱荒漠地区较低;N输入可能改变植物光合固C在各器官的分配,主要由植物生理、自身生长节律和环境养分等决定。由于物种和生态系统类型的差异,N输入对植物固C的影响仍具有很大的不确定性,目前缺乏准确、定量表达N输入对生态系统光合和C同化物分配影响的数学表达方法和过程算法。未来应着重加强N输入下C同化物分配的生物地球化学模型和N、P富集下植物光合固C耦合模型研究,并应用同位素标记和分子生物学技术,从生态系统角度综合探讨N输入下植物光合固C的分配和转化特征。     

鹤山马占相思生态系统重建过程中对立地水热因子的调节作用

 分析南亚热带鹤山人工马占相思(Acacia mangium)生态系统水热的连续观测资料,采用时空互代的方法,并与邻近的退化草坡、裸地相比较,得到如下一些主要结果：1) 本区域年内降水分配不均,而热量输入却相对均匀,存在湿季水土流失和干季水分亏匮的可能性。2) 7龄后的马占相思林分反射率明显小于裸地与草坡,为该系统提高生产力和生物量累积提供了前提条件。3) 马占相思生态系统对立地气温、地温的调节集中表现在缩小其变化振幅,使得林地的气温、地温变化有其自身的规律,倾向于有益于生态系统发育方面的变化。4) 干季时     

鹤山马占相思生态系统重建过程中对立地水热因子的调节作用

分析南亚热带鹤山人工马占相思(Acacia mangium)生态系统水热的连续观测资料,采用时空互代的方法,并与邻近的退化草坡、裸地相比较,得到如下一些主要结果：1) 本区域年内降水分配不均,而热量输入却相对均匀,存在湿季水土流失和干季水分亏匮的可能性。2) 7龄后的马占相思林分反射率明显小于裸地与草坡,为该系统提高生产力和生物量累积提供了前提条件。3) 马占相思生态系统对立地气温、地温的调节集中表现在缩小其变化振幅,使得林地的气温、地温变化有其自身的规律,倾向于有益于生态系统发育方面的变化。4) 干季时     

干扰与生态系统演替的空间分析

演替不光是生态系统在时间序列上的替代过程,而且也是生态系统在空间上的动态演变。演替的空间属性有演替系列的格局、范围、尺度、演替方向和速率、稳定的程度、多样性、以及在自然和人为干扰下的恢复等。干扰破坏了生态系统的稳定性,形成生态系统结构和功能的破损,使生态系统处于一种过渡状态。但是干扰也是生态系统演替的外在驱动力,自然的和人为的干扰引起的生态系统的对称性破缺,推动了系统的进化和演变。外界因素作用于生态系统的干扰因子包含了很多种类,如火、风倒、洪水、病虫害、人类活动等。干扰的属性有范围、频度、季节、强度、损害度、返回时间和循环周期。讨论了这些干扰的类型和生态系统演替所具有空间的特征,并且介绍了干扰和生态系统演替空间分析常用的方法,如空间解绎和辨识、空间统计分析、空间格局分析和地理信息系统的空间分析、以及空间模拟。利用了一些典型的实例来深入阐明空间分析在干扰和生态系统演替中的应用。利用美国加利福尼亚北部火干扰的历史和空间分布的记录,进行了火干扰的空间分析的研究;用Spies等在美国俄勒冈州西部1972～1988年的多时段的变化的实例说明了收获干扰的影响;利用俄勒冈州东部山地的主要两个虫害(山地松树甲虫(Mountain Pine Beetle)和云杉蚜虫(Spruce Budworm))22a的数据分析了病虫害干扰的空间分布格局及其与海拔、温度、降水和植被类型的关系。在生态系统演替的空间分析方面,以美国俄勒冈州西部的历史和现实植被演替格局的分析为例,讨论了如何利用空间分析方法研究区域尺度生态系统的演替,同时比较了历史和现实植被的空间格局指数的变化;用两个实例来说明空间分析在辨识大陆和国家尺度生态系统变迁中的应用,一个是美国原生的老森林(Old～growth)植被从1620年到1920年,300a的空间格局变化,另外一个是加拿大植被从1600年到2000年,大约400a的空间分布变化。最后,对生态系统演替的空间分析的一些重要问题作了探讨,例如：空间分析可否帮助确定地带性顶极群落;如何将外貌与成分结合更好地识别生态系统演替的空间格局与演变趋势;以及如何利用空间分析研究由于人类活动干扰加剧所造成的生态系统自然演化规律的异化。     

云南普洱季风常绿阔叶林演替系列植物和土壤C、N、P化学计量特征

通过测定中国西南季风常绿阔叶林不同演替阶段(演替15a,演替30a及原始林)群落中植物叶片与土壤中C、N、P含量,探索了季风常绿阔叶林不同演替阶段群落C、N、P化学计量特征及其与物种丰富度及多度的相关性。结果表明:土壤及植物中全N、全P含量及土壤中C含量均为演替30a群落中最低,而植物中C含量在不同演替阶段群落间无显著性差异。在不同演替阶段共有种中,40%的物种N含量原始林中最高,40%的物种P含量演替15a群落中最高,而80%的物种C含量无显著性差异。土壤中C:N比在不同演替阶段间无显著变化,而N:P及C:P比则随演替呈减小趋势。植物中C:N及C:P比均为演替30a群落最高,而N:P比则随演替呈增加趋势。不同演替阶段共有种的C:N比中,40%的物种原始林中最低,40%的物种无差异,而C:P与N:P比中则均有60%物种无显著性差异,但70%物种在演替15a群落中N:P小于14,演替30a群落中50%物种N:P在14—16,原始林中则有80%物种N:P大于16。群落物种丰富度及个体多度均与C:N、N:P、C:P无显著的相关性,但植物中的N、P与土壤的N、P分别具有显著的线性正相关,说明土壤中N、P供应量影响植物体中的N、P含量。     

深圳市马占相思过熟林群落组成及物种多样性分析

中国华南地区受台风影响最为频繁。对常年遭受台风侵袭的两种马占相思过熟林(受台风影响较小且现有密度为种植密度70%±5%的马占相思林Ⅰ, 受台风影响较大且现有密度为种植密度50%±5%的马占相思林Ⅱ)开展群落调查, 调查共记录了维管植物21科, 30个属, 35种, 马占相思林Ⅰ群落物种总数仅为马占相思林Ⅱ的41.38%。马占相思林Ⅰ中马占相思重要值为77.8, 其次是下木层的乡土树种银柴, 其重要值随着样地内马占相思的增加而减少。马占相思林Ⅱ中, 马占相思重要值排第1, 仅为44.46, 下木层乡土树种豺皮樟和银柴的重要值合计约为20, 成为马占相思最主要的伴生乔木。马占相思林Ⅰ乔木层、灌木层、草本层的Pielou均匀度指数均与马占相思林Ⅱ没有显著差异。马占相思林Ⅰ乔木层的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、物种数量、Margale丰富度指数均小于马占相思林Ⅱ, 但两者的灌木层、草本层的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、物种数量、Margale丰富度指数均没有显著差异。      

马占相思花粉离体萌发研究

马占相思(Acacia mangium)是含羞草科(Mimosaceae)金合欢属(Acacia Mill.)树种,在我国的广东、广西、福建以及海南等省(区)大面积种植推广。马占相思用途广泛,其杂交育种工作近年来逐渐受到重视,马占相思花粉研究对其杂交育种成败具有重要影响。该研究以新鲜的马占相思花粉为供试材料,开展不同蔗糖浓度(50、100、150、200、250和300 g·L~(-1))、不同硼酸浓度(100、200和300 mg·L~(-1))以及不同培养温度(26、28和30℃)对马占相思花粉离体萌发影响的研究,同时使用筛选出的马占相思花粉离体萌发的最佳处理,开展对另外3株与初试的马占相思生长发育状况接近的马占相思的花粉活力检测研究,并观察记录马占相思花粉离体萌发特征。结果表明:将刚开放的马占相思花序采回室内阴干,于次日10:00后,用毛笔刷法成功收集大量马占相思花粉,经显微镜观察检测,花粉纯度较高,可以保证后续研究备用;马占相思花粉离体萌发的最佳处理为200 g·L~(-1)蔗糖、100 mg·L~(-1)硼酸、28℃培养温度;马占相思花粉在培养24 h之后,花粉萌发率最高(为94.28%),花粉管最长(为6.0 D);检测3株马占相思的花粉萌发率分别为90.11%、82.31%、85.67%,具有显著差异。该研究结果为今后进一步开展人工控制授粉、选育优良的相思杂交新品种提供了基础。     

库布齐东段不同植被恢复阶段荒漠生态系统碳氮储量及分配格局

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对碳氮储量的影响,以流动沙地、半固定沙地、油蒿固定沙地、柠条固定沙地、沙柳固定沙地5个阶段荒漠生态系统为研究对象,采用时空替代法分析植被恢复过程中荒漠生态系统碳氮储量及分配格局。结果表明:不同恢复阶段碳氮储量均表现为:流动沙地(3320.97 kg C/hm~2、346.69 kg N/hm~2)半固定沙地(4371.46 kg C/hm~2、435.95 kg N/hm~2)油蒿固定沙地(6096.50 kg C/hm~2、513.76 kg N/hm~2)柠条固定沙地(9556.80 kg C/hm~2、926.31 kg N/hm~2)沙柳固定沙地(19488.54 kg C/hm~2、982.11 kg N/hm~2)。植被层碳氮储量均呈现随植被恢复逐渐增加的趋势,除流动沙地外,其他阶段碳氮储量均以灌木层为主,占比分别为66.65%—91.41%和52.94%—93.39%,草本和凋落物占比较小。灌木各器官生物量及碳储量分配均为:茎根叶,氮储量分配无明显规律,草本各器官生物量及碳氮储量分配均为地上部分高于地下部分。土壤层是荒漠生态系统碳氮储量的主体,碳储量占比为68.64%—99.62%,氮储量占比为89.26%—99.89%,同样呈现随植被恢复逐渐增加的趋势。碳氮储量随土层加深逐渐降低,具有明显的表层富集特征,且随植被恢复过程富集性显著加强。这说明人工建植促进植被演替实现沙漠化逆转可以显著增强荒漠生态系统的碳氮固存能力。     

植被恢复树种在不同实验光环境下叶片气体交换的生态适应特点

比较研究了华南丘陵地区植被恢复8种乔木树种在不同光条件下的光饱和点、日平均净光合速率、叶温、气孔导度日平均值、内在水分利用效率和光合辐射利用效率等生理生态特征。结果表明,火力楠和藜蒴具有演替后期种的特征,在荫蔽条件下生存和生长良好,它们不宜用作构建先锋群落的树种。大叶相思、马占相思和樟树是典型的阳生性树种,具有鲜明的演替后期种的特征;红椎和海南红豆显示除叶温以外的阳生性的特征。这些种类可被选作构建先锋群落的组成成分。桂西红荷则只能作为演替的过渡种类,它兼具有演替前期种和演替后期种的特征,尤其适用于对先锋群落进行林分改造。     

冰川消退带微生物群落演替及生物地球化学循环

冰川是生物圈重要组分之一。由于全球气候变化世界多地冰川加速消融,暴露原本被冰盖覆盖的区域,这些区域被称为冰川消退区域(glacier retreat area)或冰川前部区域(glacier foreland)。自暴露开始消退区随即发生初生演替,随着演替进行,物质循环逐步建立,生物量和土壤C、N总量逐步增加。生态系统C、N输入最初以矿化外来物为主,逐渐转变为以生物固C、固N为主。演替早期生态系统的发育主要受土壤C、N含量的限制,而演替后期的限制性营养物转变为P。演替区域土壤逐渐发育并促进生态位的分化,细菌、真菌、古菌,病毒及其他微生物群落的生物量和多样性不断增加直至达到该地区可承受的极值。随着生存条件的改善,不同生态策略物种的更替导致每个演替阶段微生物群落结构的差异。整体上,伴随演替进行微生物群落丰度、结构和活性呈现梯度性变化。气候变化对冰川消退带生态演替结果产生多方面的影响,而这些影响结果又综合反馈气候变化,因此目前难以准确估计气候变化对消退带生态演替的净效应。综述了近年冰川消退带微生物群落演替方面相关的研究结果,同时分别对该区域物质循环的建立、微生物群落演替和气候变化造成的影响这三个方面进行详细描述,并指出当前研究的不足。     

华南两种豆科人工林体内养分转移特性

报道了马占相思与大叶相思两种豆科植物叶内养分的动态及养分转移特征 ,分析测定两种植物的绿叶与黄叶内氮、磷、钾、钠、钙、镁等 6种元素的含量。结果表明 ,两种植物的成熟叶养分含量季节性变化不明显 ,全年养分水平较为稳定。马占相思体内氮、磷、钾、镁养分水平显著高于大叶相思 ,这 4种元素在绿叶与黄叶内的含量也有显著差别。两种植物对 4种元素大量转移再利用 ,但对钙、钠没有表现出转移 ,大叶相思与马占相思平均养分转移率分别为 :氮 49.8% ,39.8% ,磷 75 .5 % ,66.5 % ,钾 61 .8% ,43.3% ,镁 1 9.4% ,1 5 .6%。作为豆科植物具有的固氮能力 ,使转移率格局与非豆科植物不同 ,表现为氮转移率降低 ,而其它元素转移率显著上升。马占相思氮转移量高达 1 1 2 .43kg/( hm2 · a) ,磷 1 2 .74kg/( hm2 ·a) ,钾 45 .78kg/( hm2 · a) ,但镁只有 1 .64kg/( hm2 · a) ,大叶相思养分转移量为 :氮 90 .1 7kg/( hm2 · a) ,磷 7.2 3kg/( hm2·a) ,钾 34.49kg/( hm2·a) ,镁 1 .5 8kg/( hm2·a) ,通过转移获得的养分与植物从环境中吸收的养分量大致相当 ,这两个养分源共同满足了植物生长过程中的养分需求。     

我国南方4种常见人工林林下植物多样性特征及影响因素

为了解长期植被恢复的成熟人工林林下植物组成与多样性特征及其影响因素,基于广东鹤山生态系统国家野外科学观测研究站的南亚热带人工林生态系统,对环境相似(坡度、坡向、海拔)、30 a生4种类型人工林(桉树混交林、马占相思纯林、乡土混交林、针叶混交林)进行调查研究,分析林下植物组成和物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数)特征。结果表明,人工林林下植物类型丰富,均可形成乔-灌-草垂直结构;4种林型林下植物组成既有相似性,也有差异性,桉树混交林与针叶混交林、马占相思纯林与乡土混交林的灌木层组成相似;桉树混交林与马占相思纯林、乡土混交林与针叶混交林的草本层组成相似,而桉树混交林与针叶混交林的草本层组成极不相似。林分类型影响林下植物多样性,马占相思纯林林下灌草多样性显著低于其他3种混交林(P<0.05),灌木物种数、个体数最少;针叶混交林林下物种丰富度最高。林分郁闭度与林下植物多样性呈正相关(P<0.001),林下植物分布与土壤养分含量相关,桉树混交林、马占相思纯林林下植物多样性与不同形态氮含量相关,有效磷、全磷影响乡土混交林林下物种的分布,针叶混交林受土壤酸碱度、全钾的影响较为明显。在4种人工林林下植物群落中,乡土混交林多样性,均匀度最高,优势度最低,具有更佳的保育和维持林下生物多样性功能。因此,乡土树种混交林更适用于生态公益林构建或对一些针叶林及外来树种纯林进行林分改造。     

生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征

生态系统元素平衡是当前全球变化生态学和生物地球化学循环的研究热点和焦点.在系统介绍生态化学计量学与碳氮磷元素循环研究进展的基础上,重点从土壤C:N:P化学计量比的分布特征、指示作用、对碳固定的影响,以及人类活动对C:N:P比的影响等方面探讨了C:N:P比在养分限制、生物地球化学循环、森林演替与退化等领域中的应用等问题,并展望了生态系统碳氮磷平衡的元素化学计量学未来研究的发展方向.通过对生态化学计量学理论和方法的研究,可以深入认识植物-凋落物-土壤相互作用的养分调控因素,对于揭示碳氮磷元素之间的相互作用及平衡制约关系,为减缓温室效应提供新思路和理论依据,具有重要的现实意义.     

华南人工林凋落物养分及其转移

对华南 5种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小依次为 :马占相思 (11.1t·hm-2 ) >湿地松 (7.3t·hm-2 ) >荷木 (6 .5t·hm-2 ) >大叶相思 (4.8t·hm-2 ) >柠檬桉(2 .6t·hm-2 ) .马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型 .5种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯老叶中转移N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大 .各种人工林对其它元素的转移现象不确定 .     

不同氮添加量和添加方式对南亚热带4个主要树种幼苗生长的影响

为阐明南亚热带4个主要树种——海南红豆(Ormosia pinnata)、马占相思(Acacia mangium)、木荷(Schima superba)和马尾松(Pinus massoniana)幼苗生长对不同氮添加量和添加方式的响应差异, 进行了幼苗模拟氮添加实验。实验设置3个氮添加水平(对照: 背景大气氮沉降量5.6 g N·m^-2·a^-1, 中氮: 15.6 g N·m^-2·a^-1, 高氮: 20.6 g N·m^-2·a^-1), 每个水平分两种添加方式(幼苗冠层施氮和土壤表层施氮), 共6个处理: (1)土壤对照(S-CK); (2)土壤中氮(S-MN); (3)土壤高氮(S-HN); (4)冠层对照(C-CK); (5)冠层中氮(C-MN); (6)冠层高氮(C-HN), 每个处理设置6个重复。研究结果表明: 不同氮添加量下, 土壤施氮和冠层施氮对植物幼苗生长的影响不同, 氮添加量、氮添加方式和物种3个因子之间存在显著的交互效应。与对照相比, S-MN增加了马占相思和木荷幼苗的生物量, 降低了马尾松的株高和生物量, 而C-MN仅增加了马占相思的生物量, 对其他3个树种没有影响; S-HN增加了马占相思的生物量, 显著降低了马尾松的基径、株高和生物量(p < 0.01), C-HN增加了马占相思、木荷和马尾松的基径、株高和生物量(p < 0.01)。不同氮添加量和氮添加方式对幼苗生长的影响因物种而异, 所有氮处理下海南红豆和马占相思的生长均明显快于木荷和马尾松; 木荷和马尾松幼苗的生长在两种氮添加方式间差异显著, 冠层施氮比土壤施氮对其幼苗生长的促进作用更大。由此可见: 在氮沉降背景下, 阔叶豆科植物(海南红豆、马占相思)比阔叶非豆科植物(木荷)生长快; 阔叶树种(海南红豆、马占相思和木荷)比针叶树种(马尾松)生长快。在长期氮沉降环境下, 不同物种生长的差异响应有可能导致亚热带森林物种组成发生变化。     

退化生态系统植被恢复的生理生态学研究进展

自然的力量和人类的干预导致局部性、区域性甚至全球性植物群落格局的变化。不管这种变化的原因是什么,变化的强度如何,生态系统常常通过自然演替能够恢复它们大部分的特征,亦可以通过人类的介入进行修复,退化生态系统恢复的实质是群落演替,是生态系统结构和功能从简单到复杂、从低级向高级演变的过程,植物生理生态特性研究可以解释退化生态系统植被恢复的一些宏观现象,并为植被恢复构建先锋群落提供可靠的科学依据,本文综述退化生态系统植被恢复的生理生态学研究的进展。