沙漠绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆-丘间地系统土壤养分空间异质性

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒沙漠绿洲过渡带为研究区,选取植被盖度依次为30%、15%—20%、10%和5%的4个典型样地,对各样地的柽柳灌丛沙堆-丘间地系统典型部位0—10 cm和10—20 cm土壤进行系统采样,分析土壤枯落物、有机质、全效N、P、K和速效N、P、K含量,从风沙地貌的角度研究过渡带沙漠化进程中土壤养分分布特征。结果表明:(1)随着植被总盖度的降低,灌丛沙堆表层0—10 cm土壤的枯落物、有机质、全N、全K、速效K含量呈降低趋势,平均降幅为69.3%、37.0%、35.3%、8.3%和24.5%。全P含量没有明显的变化,速效N和速效P含量呈先减小后增大的趋势;(2)从灌丛下→沙堆边缘→丘间地→风影区,土壤枯落物、有机质、全N、全P、速效N、速效P、速效K含量表现出先减小后增大的趋势,最大值位于灌丛下部位,最小值位于丘间地,但在植被盖度5%的样地,沙堆-丘间地系统各部位之间养分含量无显著性差异;(3)与0—10 cm土层相比,10—20 cm土层的枯落物、有机质、全N、全P和速效P含量显著降低,平均降幅为40.0%、27.0%、25.0%、4.5%和2.0%,全K、速效N和速效K含量明显增加,平均增幅为4.8%、103.3%和12.1%。随着植被盖度的降低,10—20 cm土层的养分含量具有与0—10 cm土层相对一致的变化趋势;(4)灌丛的生物反馈作用使得灌丛下部位具有明显的养分富集效应,但随着植被总盖度的降低和风沙活动不断加剧,非生物因素逐渐占据主导,灌丛的养分富集效应趋于减弱和消失。     

猫儿山自然保护区3 种森林类型土壤养分垂直分布特征

为了探讨不同森林类型对土壤养分的影响, 研究广西猫儿山自然保护区不同森林类型土壤养分垂直分布规律。结果表明: 3 种森林类型土壤pH 值毛竹>杉木>水青冈变化值在4.10-5.32 之间, 随着土层的加深升高; 3 种森林类型土壤有机质含量在10.69-149.39 g⋅kg–1 之间水青冈>杉木>毛竹, 随着土层的加深递减; 不同森林类型土壤全量N、全量P、速效N、速效K 的含量随着土层加深呈下降趋势, 且水青冈各层次土壤高于杉木和毛竹; 水青冈和毛竹土壤速效P 含量随着土层的加深而呈递减趋势, 杉木土壤速效P 随着土层的加深呈现不规律变化; 土壤全量K 平均含量杉木>毛竹>水青冈, 随着土层的加深而升高。3 种森林类型不同层次土壤有机质与土壤全N、速效N、速效K 呈显著线性正相关, 相关系数r≥0.901。     

云雾山典型草原火烧不同恢复年限土壤化学性质变化

云雾山典型草原处于黄土高原半干旱地区,也是草原火灾多发区,试验比较了未烧地与新烧地、火烧后3 a和火烧后11 a土壤有机碳(SOC)、全N、全P和速效K含量的变化过程。测量的土壤深度为50 cm,每10 cm一层,比较了4个样地0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm、40—50 cm土壤养分的变化。结果表明:(1)新烧地土壤剖面各层SOC、全N、全P和速效K含量都显著高于未烧地。(2)火烧后3 a样地土壤剖面各层SOC、全N、全P和速效K含量与未烧地差异不显著。(3)火烧后11 a样地土壤剖面各层全N含量都显著高于未烧地,SOC、全P和速效K含量除了0—10 cm层与未烧地差异不显著外,其它土层均显著增加。(4)4个样地的土壤剖面各层从上到下SOC、土壤全N、全P和速效K含量呈递减趋势。(5)3个火烧样地土壤表层(0—10 cm)的pH值和未烧地差异不显著。     

中国马尾松林土壤肥力特征

土壤肥力是各因素的综合作用和反映，也是林地生产力的基础。为了解马尾松分布区林下土壤肥力状况，利用499条文献数据、134条历史调查数据和131条当前调查数据中0-20 cm和20-40 cm土层的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾，根据全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗指数法分别对土壤养分单一指标丰瘠水平和综合肥力状况进行评估，并分析马尾松天然林与人工林和纯林与混交林间土壤肥力特征的差异，为马尾松林可持续经营和生产力提高提供科学依据。结果表明：（1）0-20 cm和20-40 cm土层土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾的平均值分别为4.79和4.91、33.78 g/kg和19.92 g/kg、1.82 g/kg和1.32 g/kg、0.46 g/kg和0.40 g/kg、14.49 g/kg和15.71 g/kg、88.00 mg/kg和59.41 mg/kg、4.94 mg/kg和2.38 mg/kg、71.72 mg/kg和52.99 mg/kg；（2）除土壤有机质、全氮和全钾含量外，两个土层其他土壤养分指标的丰瘠水平在"较缺"水平及其以下；（3）0-20 cm土层土壤肥力指数（0.97）大于20-40 cm土层（0.77），土壤有效磷含量的肥力指数均最小（0.60和0.33）；（4）除20-40 cm土层pH值、碱解氮和速效钾含量外，其他土壤养分指标和肥力指数均表现为混交林>纯林；这些指标在天然林与人工林间的差异因指标而异。总体来看，马尾松林土壤磷和钾养分的供给潜力和能力较弱，土壤综合肥力状况也偏"贫瘠"，其中土壤有效磷含量最低，肥力指数也最小；0-20 cm土层的土壤肥力状况优于20-40 cm土层，均受林分起源（天然林与人工林）和林分结构（纯林与混交林）的影响；但由于指标缺乏（如物理指标）和数据分布不均衡（天然林和混交林少），土壤肥力的估算以及林分特征对土壤养分和肥力的影响还有待于进一步研究。     

氮磷添加及林分密度对大叶相思林土壤化学性质的影响

大气氮(N)沉降随着人类的活动而日趋严重, 加上中国热带亚热带红壤普遍缺磷(P), 许多森林生态系统由于广泛使用磷肥而产生P富集, 直接影响了森林土壤化学特性。林分密度改变林地的光照、温度、湿度和凋落物持水量, 从而影响土壤特性。为了解外源性N和P添加与林分密度对大叶相思(Acacia auriculiformis)林地土壤化学性质的影响, 为大叶相思人工林的种植密度和土壤养分管理提供科学依据, 该研究于2013到2015年, 以4种不同密度(1 667、2 500、4 444和10 000 trees·hm ^-2)的10年生大叶相思人工林为研究对象, 分别进行添加N、P和N+P处理, 在试验结束时采集0-10 cm土壤, 对其pH、有机质含量、N含量、P含量和钾(K)含量进行了测定分析。结果表明: 施N和N+P均显著降低了土壤的pH和速效K含量, 显著提高了林地土壤的碱解N含量。施N还显著提高了林分土壤的全N含量, 施P显著提高了土壤pH, 降低了林分土壤的全N含量。施P和N+P显著提高了土壤有机质、全P和有效P含量。随着林分密度的增加, 各处理的土壤有机质、全N、碱解N、全P、有效P和速效K含量显著提高。N、P添加处理和密度处理对大叶相思林的土壤pH、有机质和N、P、K含量有显著的交互作用。总体来看, N添加、P添加、林分密度及其交互作用对大叶相思的土壤化学性质有显著影响。     

短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态

采用裂区试验设计,于2005—2008年连续4年测定了不同造林密度(2 m×2 m、2 m×3 m、2 m×3.5 m、2 m×4 m、2 m×5 m、3 m×3 m、3 m×4 m)下2年生三倍体毛白杨(B304)和对照二倍体(1319)人工林土壤有机碳和全氮含量,以明确不同密度林分土壤有机碳和全氮动态变化规律及其相关性。结果表明:(1)受造林密度、生长时间及其交互作用的显著影响,4年生长期内林地土壤有机碳含量呈先降后升的变化特点。其中,2008年B304在2 m×3 m造林密度下土壤有机碳含量显著高于其它年份,说明此造林密度有利于发挥三倍体毛白杨林土壤固碳的生态功能。(2)4年生长期内,土壤全N含量受生长时间及其与造林密度的交互作用的显著影响。在3 m×3 m造林密度下,二倍体毛白杨林地土壤全N含量逐年降低,而三倍体毛白杨2007年的土壤全N含量显著增加,该造林密度利于三倍体毛白杨林地土壤N的积累。(3)土壤有机碳/全氮比值变化与有机碳含量变化规律一致,且均在2006年达到最低值。(4)在2008年,三倍体毛白杨在2 m×3 m和2 m×3.5 m造林密度下土壤有机碳与全N含量呈现显著正相关关系,而2 m×5 m造林密度下的二倍体毛白杨林地呈显著性负相关关系,体现了毛白杨林地土壤有机碳与全N含量复杂的相关性。     

不同植被被覆下温性草原土壤养分分异特征

以青海湖区4种不同植被被覆下温性草原为对象,研究在自然及放牧因素影响下土壤异质性分布格局.结果表明:速效养分(速效氮、速效磷、速效钾)具有明显的分层特征,表层土壤含量最高,随土层加深含量逐渐降低.紫花针茅退化样地各层土壤速效养分含量普遍低于其他3个样地,恢复时间较长的样地(早熟禾样地)和有外来物质输入的样地(赖草样地)含量较高.全量养分表现不同,全氮含量表现出分层现象,退化和恢复时间短样地(紫花针茅退化样地、垂穗披碱草样地)表层(0～10 cm)和第二层(10～20 cm)全氮含量高,下层含量迅速降低;早熟禾样地和赖草样地各层全氮含量都较高;全磷含量随土层降低没有出现显著差异(P＞0.05),紫花针茅退化样地0～40 cm土层全磷含量都显著低于其他样地(P＜0.05),其全钾和有机质含量也普遍低于其他样地;有机质与全量养分、速效养分均呈现极显著相关(P＜0.01).随土层加深土壤容重增高,退化使土壤pH值升高.退化温性草原在恢复6a后土壤基本得到恢复,人类扰动和自然因素都影响到土壤养分状况.     

基于主成分分析的古树土壤肥力综合评价

以广州市海珠区登记在册的40株古树为研究对象,调查其生长状况,采集土壤测定pH、EC值、容重、通气度、有机质、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量等11项理化指标,采用主成分分析和聚类分析对古树土壤肥力进行综合评价.结果表明:海珠区大多数古树土壤EC值偏低(<0.35 mS·cm-1),表现为强变异;土壤有机质...     

造纸废水灌溉对毛白杨苗木生长及养分状况的影响

为了探讨工业造纸废水用于杨树人工林灌溉的可行性,以三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)1年生盆栽苗木为对象,研究了不同浓度造纸废水(分别稀释到12.5％ (IF7Q)、16.7％ (1F5Q)、25％(1F3Q)、33.3％ (1F2Q)、50％ (1F1Q))灌溉对苗木生长及养分状况、土壤化学性质的影响.结果表明:造纸废水灌溉对土壤pH值、速效P含量无显著影响(P＞0.05),但能显著提高土壤有机质、全N及碱解N的含量(P＜0.05).适当稀释的废水灌溉能促进三倍体毛白杨的苗木生长,提高土壤和植株养分水平:灌溉后1F5Q地径、苗高生长量分别为10.5 mm和97.3 cm,较CK分别显著增加102％和47％ (P＜0.05);1F5Q和1F3Q处理苗木总生物量为247 g和230 g,分别较CK显著提高19％和11％(P＜0.05);废水灌溉可显著提高植株根、叶N含量和茎P含量(P＜0.05),但对植株叶、根P含量和茎N含量影响不大(P＞0.05).造纸废水通过一定处理后,可应用于苗木灌溉并促进其生长,提高地力.对于三倍体毛白杨,将废水稀释到16％-25％能起到较好的灌溉效果.     

不同火强度对河北平泉油松林土壤有机碳及土壤养分影响

选择河北省平泉县油松林火烧迹地为研究区, 按照过火林地燃烧状况, 划分轻度火烧(L)、中度火烧(M)、重度火烧(H)3 个强度的林地作为研究样地, 选择相邻未过火林地(CK)作为对照样地。以0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm 的顺序采集土壤样品。样品用于分析不同火烧影响下土壤有机碳(SOC)、土壤养分中铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^- -N)、全氮(TN)、全钾(TK)、全磷(TP)、速效氮(AN)、速效钾(AK)、速效磷(AP)含量和土壤pH 值变化, 以及土壤有机碳和土壤养分其在火烧之后不同土层深度之间的数值波动。结果表明: (1)不同火烧强度对土壤有机碳含量差异影响显著(P<0.05), 与未过火林地相比, 中度、轻度火烧的土壤有机碳含量降低, 重度火烧土壤有机碳含量增加; 土壤有机碳含量变化随土层深度增加而降低; (2)不同火烧强度对土壤养分中所有指标的差异性显著 (P < 0.05), 不同土层深度之间的数量变化明显。铵态氮含量在各土层均表现为重度火烧后增加, 中、轻度火烧则减少; 硝态氮含量受轻度、中度、重度火烧后在各土层整体增加; 速效氮含量在0-10 cm 土层轻度、中度、重度火烧后增加, 在10-20 cm 土层中度、重度火烧后减少而轻度火烧后增加, 在20-30 cm 土层重度和轻度火烧后增加, 中度火烧后减少。轻度、中度、重度火烧后的全氮和全磷含量在各土层整体降低。速效磷含量在0-10 cm 土层受重度和轻度火烧后增加, 10-20 cm、20-30 cm 土层重度、中度、轻度火烧后含量皆减少。全钾含量在0-10 cm 土层重度、轻度火烧后含量降低, 中度火烧后含量增加, 10-20 cm土层火烧后含量均会增加, 20-30 cm 土层火烧后含量均会降低。速效钾含量受重度、中度、轻度火烧后在各土层含量均会减少; (3) 不同火烧强度与土壤pH 值差异性极显著(P < 0.01), 火烧后pH 值上升。上述结果可为研究林火干扰后土壤有机碳和土壤养分的变化规律, 以及火烧迹地植被恢复的研究提供参考。     

地下滴灌条件下三倍体毛白杨根区土壤水分动态模拟

在根系分布试验观测的基础上,提出了三倍体毛白杨一维根系吸水模型,在考虑根系吸水情况下利用HYDRUS模型模拟了地下滴灌条件下三倍体毛白杨根区的土壤水分动态,通过田间试验对模型进行验证,并利用HYDRUS研究了不同灌水技术参数对土壤湿润模式的影响.结果表明：在灌溉结束和水分再分布24 h后,土壤含水量模拟结果的相对平均绝对误差(RMAE)分别为7.8%和6.0%,均方根误差(RMSE)分别为0.036和0.026 cm³·cm^-3,说明HYDRUS模型能很好地模拟地下滴灌条件下三倍体毛白杨根区的短期土壤水分动态,且所建根系吸水模型合理;与2、4 L·h^-1的滴头流速和连续性灌溉相比,流速1 L·h^-1和脉冲式灌溉(每隔30 min灌水30 min)能增大土壤湿润体体积,且可以减少水分深层渗漏量,因此,对试验地三倍体毛白杨根区进行地下滴灌应首选流速1 L·h^-1的脉冲式灌溉.     

浅埋对三倍体毛白杨落叶分解的影响

凋落物分解在森林生态系统养分循环及能量流动中具有十分重要的作用,为实现三倍体毛白杨纸浆林养分的科学管理,加快落叶分解,采用网袋法研究了2、4、6年生3个不同年龄的林分落叶在浅埋条件下的分解情况.结果表明:与在地表分解相比,浅埋显著促进了三倍体毛白杨落叶的分解,1年的分解率显著提高,分别为落叶在地表年分解率的130％、194％和186％;浅埋落叶分解50％所需天数分别只有地表的58％、39％和38％,而分解95％所需的天数分别只有地表的60％、38％和36％;浅埋对不同年龄林分落叶的促进程度不同.     

反义磷脂酶Dγ基因转化毛白杨的研究

利用根癌农杆菌介导法将反义磷脂酶Dγ基因（PLDγ）转入BT-18号三倍体毛白杨。本研究建立了三倍体毛白杨的高频再生系统,对传统农杆菌侵染方法进行了改良,通过抗生素筛选获得大量抗性植株。对抗性植株进行了PCR和PCR-Southern杂交鉴定,证实反义基因,已整合入杨树核基因组中。通过对转基因植株的耐盐性鉴定,获得一批可耐0.7%NaCl的植株。 Abstract:Antisense Phospholipase Dγ（ PLDγ）gene was introduced into Populus tomentosa mediated by Agrobactrium tumefaciens.The young leaves of triploid populus were used as the material and the regeneration system of high frequency has been established.We have developed the traditional transgene method by Agrobactrium trmefaciens and obtained many transgenic plants of anti-PLDγ gene.Tests showed that the transgenic plants can grow well on the culture medium with 0.7% NaCl.     

25S rDNA在杨属植物染色体上的定位

利用荧光原位杂交技术对杨属(Populus)植物五个组中二倍体(2n=2x=38)代表种:毛白杨(P.tomentosa)、箭杆杨(P.nigravar.thevestina)、大叶杨(P.lasiocarpa)、小青杨(P.pseudo-simonii)、胡杨(P.euphratica);以及所发现的白杨组和黑杨组天然三倍体(2n=3x=57):毛白杨(P.tomentosa)、武黑1号(P.euramericana cv.Wuhei-1)进行了25S rDNA的染色体定位。二倍体毛白杨、箭杆杨、小青杨和大叶杨都具有4个25S rDNA位点,而胡杨只有2个较大的25S rDNA定位于1对小的染色体上,白杨和黑杨天然三倍体的两个种各有6个25S rDNA位点。同时作者还将杨属植物25S rDNA的分布变化与常规核型分析结果进行了比较。     

Survival and escape of Agrobacterium tumefaciens in triploid hybrid lines of Chinese white poplar transformed with two insect-resistant genes

Two partly modified insect-resistant genes (BtCryI Ac gene [Bt gene toxin against Lepidopterean insects] and API gene [arrowhead proteinase inhibitor]) were transferred to the triploid hybrid of Chinese white poplar ((Populus tomentosa Carr. × Populus bolleana Louche) × Populus tomentosa Carr.) mediated by A. tumefaciens. The survival of Agrobacterium in transgenic plants was examined during the processes of transplanting and subculturing on the nutrient medium. The results suggested that 80% of the plants, which were obtained by repeated selection on media added with 50 mg/L kanamycin and 300 mg/l carbenicillin, showed positive reactions after examination using molecular methods. The ELISA test indicated that the Bt toxoprotein was expressed in seven of the transgenic sub-clones. Leaves, stems, and roots of all the 28 transgenic plants were cultured on the YEB medium added with 50 mg/L kanamycin, and it was found that Agrobacterium survived in three sub-clones (33, 37, 5) and could have existed for 24 months in the bottle. These three transgenic sub-clones were transplanted and cultivated for one month in the room, and then the target Agrobacterium was found in rhizosphere of the sub-clone 33.     

三倍体毛白杨不同有机残体分解特征的研究

为探明三倍体毛白杨纸浆林林地养分状况,寻求可能的养分输入途径,实现林地长期生产力的维持和提高,采用网袋法研究了三倍体毛白杨(Populus tomentosa)落叶、枝条(直径小于0.5 cm)、细根(直径小于2 mm)以及树皮的分解率和分解过程的变化规律。结果表明:4种残余物在一年中分解速率的变化总体表现为快—慢—快的节律,但位于地下的细根分解过程与位于地表的落叶、枝条和树皮有所不同,方差分析表明,不同阶段的分解率之间存在显著差异;4种残余物的分解速率不同,实验后期细根的分解率为42.5%,落叶的分解率为30.5%,树皮的分解率为26.0%,枝条的分解率为20.9%,不同残余物的分解速率之间存在显著性差异。这充分说明三倍体毛白杨纸浆林中不同有机残体在不同分解阶段具有不同特征,今后应进一步研究其养分释放规律,采取针对性措施加快其分解,以不断提高立地生产力。     

Effects of Light Stress on Oxygen Evolution and Photochemical Energy Storage of Hybrid Poplar Clones Determined by Photoacoustic Technique

The oxygen evolution, thermal dissipation, and photochemical energy storage of three hybrid poplar clones, namely the triploid clone B342, the diploid clone B11［( Populus alba×P. glandulosa)×(P.tomentosa×P.bolleana)］ , and the triploid clone B346 ［ (P.tomentosa×P. bolleana)×(P. alba×P.glandulosa )］, under light stress were studied using photoacoustics. The oxygen evolution signal and photochemical energy storage varied negatively with the pretreatment-PFD (photon flux density), whereas the thermal signal varied positively with the pretreatment-PFD. Photochemical energy storage was reallocated to PSⅡ more than to PSⅠ, while the photochemical energy storage in PSⅠ was more stable than that in PSⅡ when subjected to light stress. The inhibitors streptomycin (SM), dithiothreitol (DTT) and sodium fluoride (NaF) could all affect the oxygen evolution signal. Clones B11 and B342 were more resistant to light stress than clone B346.