大兴安岭北部天然针叶林土壤氮矿化特征

采用顶盖埋管法对大兴安岭地区天然针叶林(樟子松林、樟子松-兴安落叶松混交林和兴安落叶松林)土壤铵态氮(NH~+_4-N)、硝态氮(NO~-_3-N)、净氮矿化速率进行研究,并探索土壤理化性质与氮矿化之间的相关性,为大兴安岭地区森林生态系统土壤养分管理及森林经营提供帮助。结果表明:观测期内(5—10月)3种林型土壤无机氮变化范围为31.51—70.42 mg/kg,以NH~+_4-N形式存在为主,占比达90%以上,且与纯林相比混交林土壤无机氮含量较高。3种林型土壤净氮矿化、净氨化、净硝化速率月变化趋势呈V型,7、8月表现为负值,其他月份为正值。净氮矿化速率变化范围樟子松林为-0.54—1.28 mg kg~(-1) d~(-1)、樟子松-兴安落叶松混交林为-0.13—0.55 mg kg~(-1) d~(-1)、兴安落叶松林为-0.80—1.05 mg kg~(-1) d~(-1)。土壤净氨化过程在土壤氮矿化中占主要地位,占比达60%以上。3种林型土壤净氮矿化、净氨化及净硝化速率垂直差异显著,0—10 cm土层矿化作用明显高于10—20 cm土层(P0.05)。土壤氮矿化速率与土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤C/N、枯落物全氮含量和枯落物C/N均存在显著相关性。不同类型的森林土壤及枯落物的质量也存在差异,进而影响土壤氮矿化特征。     

亚热带人工林乔灌草根际土壤氮矿化特征

为了探讨人工林内优势乔木和林下灌草根际土壤氮矿化特征, 明确乔灌草根际土壤氮转化差异, 该研究以江西泰和千烟洲站区典型人工杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(Pinus elliottii)林为对象, 在植被生长季初期(4月)和旺盛期(7月)分析3种人工林内乔木、优势灌木(檵木(Loropetalum chinense)、杨桐(Adinandra millettii)、格药柃(Eurya muricata))和草本(狗脊蕨(Woodwardia japonica)、暗鳞鳞毛蕨(Dryopteris atrata))根际土壤的净氮矿化速率、土壤化学性质及土壤微生物特征。结果发现: 1)物种、林型和取样季节显著影响了根际土壤净氮矿化速率(N_min)、净铵化速率(N_amm)和净硝化速率(N_nit)。马尾松和湿地松林内林下灌草根际土壤净氮矿化的季节敏感性高于乔木: 4月乔木根际土壤N_min和N_amm显著高于大多数林下灌草, 而7月林下灌草根际土壤N_min和N_amm显著提高, 与乔木不再具有显著差异, 与主成分综合得分方差分析的结果一致。一般情况下, 杉木林N_min和N_nit显著高于马尾松林和湿地松林。7月净氮矿化显著高于4月。2)土壤铵态氮、硝态氮、全氮及土壤微生物量氮含量是影响根际土壤净氮矿化的主要因素。土壤化学性质对人工林根际土壤净氮矿化变异的贡献率为29.2%, 显著高于土壤微生物的解释率。充分考虑不同季节林下植被根际土壤的净氮矿化及其关键影响因素可为准确评估人工林生态系统养分循环状况提供重要支撑。     

Characteristics of soil nitrogen mineralization in the rhizosphere of trees,shrubs, and herbs in subtropical forest plantations

为了探讨人工林内优势乔木和林下灌草根际土壤氮矿化特征, 明确乔灌草根际土壤氮转化差异, 该研究以江西泰和千烟洲站区典型人工杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(Pinus elliottii)林为对象, 在植被生长季初期(4月)和旺盛期(7月)分析3种人工林内乔木、优势灌木(檵木(Loropetalum chinense)、杨桐(Adinandra millettii)、格药柃(Eurya muricata))和草本(狗脊蕨(Woodwardia japonica)、暗鳞鳞毛蕨(Dryopteris atrata))根际土壤的净氮矿化速率、土壤化学性质及土壤微生物特征。结果发现: 1)物种、林型和取样季节显著影响了根际土壤净氮矿化速率(N_min)、净铵化速率(N_amm)和净硝化速率(N_nit)。马尾松和湿地松林内林下灌草根际土壤净氮矿化的季节敏感性高于乔木: 4月乔木根际土壤N_min和N_amm显著高于大多数林下灌草, 而7月林下灌草根际土壤N_min和N_amm显著提高, 与乔木不再具有显著差异, 与主成分综合得分方差分析的结果一致。一般情况下, 杉木林N_min和N_nit显著高于马尾松林和湿地松林。7月净氮矿化显著高于4月。2)土壤铵态氮、硝态氮、全氮及土壤微生物量氮含量是影响根际土壤净氮矿化的主要因素。土壤化学性质对人工林根际土壤净氮矿化变异的贡献率为29.2%, 显著高于土壤微生物的解释率。充分考虑不同季节林下植被根际土壤的净氮矿化及其关键影响因素可为准确评估人工林生态系统养分循环状况提供重要支撑。     

恢复年限、林下植被及季节对马尾松林土壤氮转化的影响

侵蚀红壤区植被恢复能有效防治土壤侵蚀,改善生态环境。提高侵蚀退化地土壤氮矿化潜力、增加氮有效性是改善贫瘠土壤植被生长发育的关键途径,对恢复侵蚀地生态系统具有重要意义。采用顶盖埋管培养法研究了不同恢复年限(Y0、Y16、Y34))不同芒萁处理的马尾松林土壤净氮矿化量和净氮矿化速率的季节变化特征,分析了植被恢复年限、林下植被覆盖及季节变化对土壤氮矿化的交互影响。结果表明,植被恢复能使侵蚀退化地土壤养分条件得到改善。不同恢复年限马尾松林净氮矿化最高值出现在夏秋季,而在春季为负值。植被恢复能使土壤净氮矿化量显著增加,且净氮矿化过程以氨化作用为主。净氨化速率与净矿化速率具有相似的季节变化,硝化速率随着恢复年限增加季节变化减小。林下裸露地净氮矿化量及速率低于芒萁覆盖地,且去除芒萁可以降低净氮矿化量及速率。方差分析表明,恢复年限、季节变化及其交互作用能显著影响土壤净氮矿化量及矿化速率(P0.001),而芒萁处理未能达到显著水平(P0.05)。马尾松林土壤氮转化过程季节变化明显,林分管理应按季节变化进行,林下芒萁覆盖对侵蚀退化地马尾松林土壤氮恢复具有重要作用。     

基于集成生物圈模型的南岭不同植被类型碳收支研究

广东南岭保存着世界上同纬度带上最完整的亚热带植被,森林资源丰富,具有巨大的固碳潜力。然而,目前该地区不同森林植被类型的碳收支年积累量特征及月动态规律尚不明确。选择广东南岭国家级自然保护区内沟谷常绿阔叶林、山地常绿阔叶林、针阔叶混交林和山顶常绿阔叶矮林4种典型森林植被为研究对象,运用集成生物圈模型(IBIS)对其2020年总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)和土壤异养呼吸(R_h)进行模拟,利用样地调查数据对NPP模拟结果进行验证,分析该地区不同植被类型的碳收支年积累量特征及月变化特征。研究结果表明,2020年南岭不同植被类型GPP、NPP、NEP和R_h的平均值分别为1.709、0.718、0.596和0.123 kg C m^-2 a^-1,4种植被类型中GPP最高的是沟谷常绿阔叶林,NPP、NEP最高的是山地常绿阔叶林,山顶常绿阔叶矮林的GPP、NPP和NEP均相对较低。南岭不同植被类型全年各月均表现出碳汇(NEP>0),逐月NPP和NEP均表现为双峰变化规律...     

中国森林生态系统的土壤净氮矿化研究

 为了更好地了解温度和湿度对土壤氮矿化过程的影响,从而估计森林生态系统土壤有机氮的矿化速率,在中国7种典型森林生态系统中用PVC管采集森林土壤样品,通过在实验室控制土壤的温度与湿度,将不同湿度的土柱置于不同温度的生化培养箱中培养30 d,分析培养前后的NH+4-N和NO-3-N含量,确定土壤的净矿化速率和净硝化速率。结果表明,温度和湿度与土壤的矿化过程存在比较明显的相关关系（p<0.001）。同时建立了三元的方程来描述温度(t)和湿度(wfps)对土壤氮矿化速率(Rmin)的影响,Rmin=e-7.60+0.07×t+14.74×wfps-10.41×wfps2。利用这个实验模型估算了全国森林生态系统的年氮矿化量,估算结果与野外实测数据基本吻合。     

2000—2015年中国东北森林生产力和碳素利用率的时空变异

中国东北森林生态系统是重要的碳汇功能区,也是对环境变化响应的敏感区,分析其植被生产力和碳素利用效率的变化特征及其对气候变化的响应对于区域碳收支的准确评估和预测具有重要意义.本研究利用MODIS的长期监测数据,结合植被类型分布数据,对中国东北森林生态系统2000—2015年生产力(净初级生产力NPP、总初级生产力GPP)和碳素利用率(NPP/GPP)时空变化特征进行分析.结果表明: 研究期间,东北森林生态系统平均NPP和GPP分别为346.4和773 g C·m^-2·a^-1,平均NPP/GPP为0.45.不同森林类型的NPP和GPP依次为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林,NPP/GPP在不同森林类型间无显著差异.NPP和GPP呈现出东南高、西北低的空间分布特点.2000—2015年间,东北森林生态系统NPP、GPP和NPP/GPP呈波动增加趋势,固碳能力逐步增强.NPP、GPP和NPP/GPP的变化趋势和变化速率表现出空间差异性,在大兴安岭南部地区显著增加,在大兴安岭北部地区显著下降,其余区域呈微弱增加趋势.与气候因子的相关性分析表明,年降水量的增加是驱动东北森林生态系统NPP、GPP和NPP/GPP波动增加的主要因素.     

重度放牧对欧亚温带草原东缘生态样带土壤氮矿化及其温度敏感性的影响

以欧亚温带草原东缘生态样带为平台,以样带上未放牧和重度放牧配对样地为研究对象,开展重度放牧对欧亚温带典型草原土壤氮矿化及其温度敏感性的影响研究。结果表明:(1)在室内培养条件下,土壤氮积累量和土壤净氮矿化速率呈现出干燥度指数较大的样点显著大于干燥度指数最低的样点(P0.05)。在相对湿润的样点,土壤氮素矿化周转速率较快;(2)重度放牧对不同样点土壤氮积累量和土壤氮矿化速率的影响是不同的。在干燥度指数较高样点,重度放牧样地土壤铵态氮减少量和速率较未放牧样地低(P0.05),重度放牧显著降低了土壤硝态氮积累量、无机氮积累量、硝化速率、净氮矿化速率(P0.05);在干燥度指数较低样点,重度放牧样地土壤铵态氮减少量和速率较未放牧样地高(P0.05),重度放牧对土壤硝态氮积累量、无机氮积累量、硝化速率、净氮矿化速率影响不大(P0.05);(3)土壤氮矿化作用温度敏感性(Q_(10))变化范围在1.61—2.06,重度放牧对Q_(10)无显著影响。随着纬度的升高,Q_(10)呈升高趋势。Q_(10)与基质质量指数以及表观活化能与基质质量指数均呈显著的负相关关系(P0.05);(4)土壤硝态氮积累量、无机氮积累量、硝化速率、净氮矿化速率对重度放牧的响应比与干燥度指数呈极显著负相关(P0.01),重度放牧对欧亚温带典型草原土壤氮矿化的影响受气候条件(温度和降水)的调控。     

南亚热带六种典型人工林碳收支研究

集成生物圈模型(IBIS)有效整合了陆地生态系统的地表过程、植被冠层过程、植被物候和植被动态,被广泛应用于研究生态系统的碳平衡和碳收支情况。在采集研究区域气象数据、植被功能型和光合参数、叶面积指数、各植被类型枯落物月分解比例、土壤参数的基础上,运用IBIS 模型对广州市六种林分的总生产力(GPP)、净第一性生产力(NPP)、生态系统净生产力(NEE)进行了预测,结合每种林分碳储量、年固碳量的野外实测数据,对模型的运行结果进行了验证。结果表明,阔叶林的GPP 和NPP 均高于针叶林;从时间序列来看,NPP 和NEE 月变化数据呈双峰曲线,两个峰值分别出现在春季和秋季,而夏季较少,这可能与夏季的自养呼吸和异养呼吸高有关。该研究有助于理解位于南亚热带植被的碳动态规律。     

科尔沁沙地关键生态系统服务的约束关系分析

理解生态系统服务间的相互关系,对于区域生态系统服务的管理和优化具有重要意义。以科尔沁沙地为研究区,评估了2000-2018年植被净初级生产力、产水服务、土壤保持服务和风力侵蚀负服务的时空变化,基于分位数分割法提取生态系统服务对之间相互关系的约束线,分析景观水平和类水平上生态系统服务对之间的约束关系,并用约束关系的阈值、约束线回归方程的斜率和常数项来表征约束线的关键特征值。结果表明：（1）2000—2018年科尔沁沙地植被净初级生产力、产水量、土壤保持量和风力侵蚀量的多年均值分别为256.5 gC/m²,211.9 mm,26.3 t/km²和3.8 t/m²;整体上,这四项关键生态系统服务有所改善。在空间上,植被净初级生产力改善的区域主要位于东南部和中部地区;产水量在中部偏南的区域增加;土壤保持量主要在西北部和西南边缘有显著增加;中部和北部地区的风力侵蚀量有所减少,南部的翁牛特旗、奈曼旗和科尔沁左翼后旗等旗县作为风蚀重度区,风力侵蚀仍在加剧,应当重点治理。（2）植被净初级生产力与产水量、土壤保持量、风力侵蚀量的约束线,产水量与土壤保持量、风力侵蚀量的约束线均呈抛物线型;而土壤保持量与风力侵蚀量的约束关系呈线性类型。这些约束线的类型在2000-2018年间几乎保持不变。（3）植被净初级生产力的变化对其他生态系统服务的动态起到放大器的作用。它微小的变化会引起其他生态系统服务较大幅度的变化,是塑造约束关系强度的关键性服务。约束线阈值范围能够为合理利用区域植被净初级生产力提供初步依据,可以使植被净初级生产力对其他服务的负面约束作用最小化。（4）林地和草地提供土壤保持服务的能力较耕地水平高。在景观管理实践中,应重点发展草地、林地生态系统;在耕作条件适宜的地区选择需水量较少、耐旱的农作物并实施节水灌溉,以提高科尔沁沙地景观总体生态系统服务的供给能力。探究生态系统服务对的约束关系及识别其关键特征可以为土地利用优化,调整管理措施及实现区域可持续性提供科学依据。     

植被类型与坡位对喀斯特土壤氮转化速率的影响

土壤氮素转化对于植物氮素营养具有重要作用,尤其是对于受氮素限制的喀斯特退化生态系统。选取植被恢复过程中4种典型喀斯特植被类型(草丛、灌丛、次生林、原生林)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—15cm)为对象,利用室内培养的方法,研究不同植被类型和坡位下土壤氮素养分与氮转化速率(氮净矿化率、净硝化率和净氨化率)的特征及其影响因素。结果表明,植被类型对土壤硝态氮含量、无机氮含量、氮净矿化率、净硝化率和净氨化率均有显著影响(P0.01),即随着植被的正向演替(草丛—灌丛—次生林—原生林),土壤硝态氮含量、无机氮含量、土壤氮净矿化速率和净硝化速率整体上呈增加趋势,而坡位以及坡位与植被类型的交互作用对上述土壤氮素指标无显著影响(P0.05)。冗余分析结果表明凋落物氮含量、凋落物C∶N比和硝态氮含量对土壤氮转化速率有显著影响,其中凋落物氮含量是影响土壤氮转化速率的主要因子(F=35.634,P=0.002)。可见,尽管坡位影响喀斯特水土再分配过程,但植被类型决定的凋落物质量(如凋落物氮含量等)对喀斯特土壤氮素转化速率的作用更为重要。因此,在喀斯特退化生态系统植被恢复初期,应注重植被群落的优化配置(如引入豆科植物)和土壤质量的改善(如降低土壤C∶N),促进土壤氮素转化及氮素的有效供给。     

模拟氮沉降对温带阔叶红松林地土壤氮素净矿化的影响

以长白山阔叶红松混交林为研究对象,于2006—2008年原位模拟不同形态氮((NH4)2SO4、NH4Cl和KNO3)沉降水平(22.5和45kgN·hm-2·a-1),利用树脂芯法技术(resin-core incubation technique)测定了表层(有机层0～7cm)和土层(0～15cm)土壤氮素净矿化、净氨化和净硝化通量的季节和年际变化规律。同时,结合前人报道的有关林地碳、氮过程及其环境变化影响的结果,力求有效预估森林生态系统中氮素年矿化通量对大气氮沉降量和水热条件等因子变化的响应。结果表明,长白山阔叶红松林地土壤氮素年净矿化通量为1.2～19.8kgN·hm-2·a-1,2008年不同深度的土壤氮素年净矿化通量均显著高于2006和2007年(P<0.05)。随着模拟氮沉降量增加,土壤氮素净矿化通量也随之增加,尤其外源NH4+-N输入对净矿化通量的促进作用更为明显(P<0.05),但随着施肥年限的延长,这种促进作用逐渐减弱。与林地0～15cm土壤相比,氮沉降增加对0～7cm有机层氮素净氨化和净矿化通量的促进作用更为明显,尤其NH4Cl处理的促进作用更大。结合前人报道的野外原位观测结果,土壤氮素年净矿化通量随氮素沉降量的增加而增大,氮沉降量对不同区域森林土壤氮素净矿化通量的贡献率约为52%;氮沉降量(x1)和pH值(x2)可以解释区域森林土壤氮素年净矿化通量(y)变化的70%(y=0.54x1-18.38x2-109.55,R2=0.70,P<0.0001)。前人研究结果仅提供区域年均温度,未考虑积温的影响,这可能是造成年净矿化通量与温度无关的原因。今后的研究工作应该加强区域森林土壤积温观测,进而更加准确地预估森林土壤氮素的年净矿化通量。     

Mechanisms of plant species impacts on ecosystem nitrogen cycling

Plant species are hypothesized to impact ecosystem nitrogen cycling in two distinctly different ways. First, differences in nitrogen use efficiency can lead to positive feedbacks on the rate of nitrogen cycling. Alternatively, plant species can also control the inputs and losses of nitrogen from ecosystems. Our current understanding of litter decomposition shows that most nitrogen present within litter is not released during decomposition but incorporated into soil organic matter. This nitrogen retention is caused by an increase in the relative nitrogen content in decomposing litter and a much lower carbon‐to‐nitrogen ratio of soil organic matter. The long time lag between plant litter formation and the actual release of nitrogen from the litter results in a bottleneck, which prevents feedbacks of plant quality differences on nitrogen cycling. Instead, rates of gross nitrogen mineralization, which are often an order of magnitude higher than net mineralization, indicate that nitrogen cycling within ecosystems is dominated by a microbial nitrogen loop. Nitrogen is released from the soil organic matter and incorporated into microbial biomass. Upon their death, the nitrogen is again incorporated into the soil organic matter. However, this microbial nitrogen loop is driven by plant‐supplied carbon and provides a strong negative feedback through nitrogen cycling on plant productivity. Evidence supporting this hypothesis is strong for temperate grassland ecosystems. For other terrestrial ecosystems, such as forests, tropical and boreal regions, the data are much more limited. Thus, current evidence does not support the view that differences in the efficiency of plant nitrogen use lead to positive feedbacks. In contrast, soil microbes are the dominant factor structuring ecosystem nitrogen cycling. Soil microbes derive nitrogen from the decomposition of soil organic matter, but this microbial activity is driven by recent plant carbon inputs. Changes in plant carbon inputs, resulting from plant species shifts, lead to a negative feedback through microbial nitrogen immobilization. In contrast, there is abundant evidence that plant species impact nitrogen inputs and losses, such as: atmospheric deposition, fire‐induced losses, nitrogen leaching, and nitrogen fixation, which is driven by carbon supply from plants to nitrogen fixers. Additionally, plants can influence the activity and composition of soil microbial communities, which has the potential to lead to differences in nitrification, denitrification and trace nitrogen gas losses. Plant species also impact herbivore behaviour and thereby have the potential to lead to animal‐facilitated movement of nitrogen between ecosystems. Thus, current evidence supports the view that plant species can have large impacts on ecosystem nitrogen cycling. However, species impacts are not caused by differences in plant quantity and quality, but by plant species impacts on nitrogen inputs and losses.     

森林生态系统土壤氮矿化影响因素研究进展

森林生态系统土壤氮矿化是生态系统中最重要的功能之一,综述了近10余年来森林生态系统土壤氮矿化影响因素的研究,在前人的基础上将其影响因素归成3类;（1）环境因子,（2）凋落物质量,（3）土壤动物和微生物,其中环境因子中的土壤温、湿度是影响土壤氮矿化的最重要因子,氮素可利用性、氮转化与群落演替、植物多样性间相互关系的研究正受到愈来愈多的重视,研究CO2倍增及其引起的全球变暖对土壤氮素转化的潜在影响也已成为当前全球变化问题研究的热点之一。     

兴安落叶松林碳平衡及管理活动影响研究 （英文）

 在利用大兴安岭地区根河落叶松(Larix gmelini)林生态系统定位研究站的实际观测资料验证CENTURY模型的基础上,探讨了林业经营管理方式对兴安落叶松林碳循环的影响,指出：1）目前兴安落叶松林是一个碳汇,每年净吸收碳2.65 t·hm-2。2）砍伐将使兴安落叶松林生物量和生产力下降,土壤碳含量则有所增加。干扰强度越大则其植物总生物量、生产力和土壤碳含量变化幅度越大,伐后恢复时间也越长。3）连年去除枯枝落叶处理使兴安落叶松林土壤碳含量下降,土壤越来越贫瘠。植物总生物量在前30年迅速增加,之后则趋于稳     

Relationships among net primary productivity, nutrients and climate in tropical rain forest: a pan-tropical analysis

Tropical rain forests play a dominant role in global biosphere-atmosphere CO(2) exchange. Although climate and nutrient availability regulate net primary production (NPP) and decomposition in all terrestrial ecosystems, the nature and extent of such controls in tropical forests remain poorly resolved. We conducted a meta-analysis of carbon-nutrient-climate relationships in 113 sites across the tropical forest biome. Our analyses showed that mean annual temperature was the strongest predictor of aboveground NPP (ANPP) across all tropical forests, but this relationship was driven by distinct temperature differences between upland and lowland forests. Within lowland forests (相似文献   

Modeling the effects of Hurricane Hugo on spatial and temporal variation in primary productivity and soil carbon and nitrogen in the Luquillo Experimental Forest, Puerto Rico

Hurricanes account for much of the spatial and temporal variation in forest productivity and soil organic matter pools in many forest ecosystems. In this study, we used an ecosystem level model, TOPOECO, to simulate the effects of Hurricane Hugo (18 September 1989) on spatial and temporal patterns of gross primary productivity (GPP), net primary productivity (NPP), soil organic carbon (SOC) and nitrogen over the entire Luquillo Experimental Forest (LEF), Puerto Rico, a tropical rainforest. Our simulation results indicated that simulated annual GPP increased by an average of 30% five years after Hugo in the Tabonuco forest at low elevations where there was a fast recovery of the canopy, whereas simulated GPP decreased by an average of 20% in the Palm and Dwarf forests at high elevations as a result of the slow recovery of the canopy. Simulated annual NPP in the Palm and Dwarf forests also did not recover to pre-Hugo levels within 5 years. Simulated storages of SOC, CO₂ emission from decomposition of SOC and total soil nitrogen increased slightly but N mineralization rate increased significantly in all four vegetation types due to the massive input of plant materials from Hugo at low elevations and the slow decomposition at high elevations.     

毛竹林和阔叶林凋落物互置对土壤氮矿化的影响及微生物贡献

凋落物输入方式的改变导致凋落物数量和质量发生变化,进而对森林土壤氮矿化产生影响。选择未被入侵的次生阔叶林和毛竹入侵后形成的毛竹纯林为对象,对地表凋落物进行保留、去除与置换处理,采用室内培养法同时添加抗生素(链霉素和放线菌酮)分析真菌和细菌在土壤氮素矿化中的贡献。结果表明：(1)去除凋落物处理使阔叶林土壤净氨化速率增加27.0%,净硝化速率降低11.4%;毛竹林土壤净氨化速率增加23.4%。(2)置换凋落物处理使阔叶林土壤净氨化速率增加43.8%,净硝化速率降低33.5%;毛竹林土壤净硝化速率增加73.1%。(3)添加抗生素后,凋落物置换处理与对照相比,置换凋落物后阔叶林土壤真菌和细菌在净氨化中发挥主要作用;真菌在两种林分土壤净硝化中发挥主要作用,细菌在阔叶林土壤净硝化中发挥主要作用。(4)结合测定的凋落物化学性质可知,置换凋落物后引起真菌和细菌在土壤氮素矿化中贡献发生变化,是由于输入凋落物中木质素和纤维素含量的变化。综上,凋落物去除和置换改变了土壤氮素矿化速率,置换凋落物后改变了真菌和细菌对土壤氮素矿化的贡献。解析凋落物质量在土壤氮素矿化中的作用及微生物群落的相对贡献,有助于阐明毛竹入...     

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.