冬季火如何影响川西亚高山草地植物群落?

虽然火后土壤理化性质、微生物特性与植物群落结构之间的关系已经被大量报道, 但迄今为止, 火影响植物群落结构的具体途径依然存在较大争议。该文以可持续管理草地生态系统为目的, 试图揭示冬季火影响川西亚高山草地生态系统的植物群落结构的具体途径, 提出了“火通过改造土壤环境来影响植物群落结构和多样性”的假设。在对比火烧区域和未火烧区域土壤的理化性质、微生物特性和植物群落结构的基础上, 联合非度量多维尺度分析和结构方程模型, 模拟了5种可能改变植物群落的主要途径。结果表明, 相对于冬季火的直接作用而言, 川西亚高山草地火后植物群落结构的塑造主要依赖于火对土壤微生物特性的改变, 且该假设途径具有最佳的模拟效果。这暗示了土壤微生物的死亡和繁殖是改变火后土壤理化性质和植物群落结构的重要途径。土壤作为一个整体环境, 其微生物生命代谢活动在调控火后土壤生物化学循环(特别是氮循环过程)中所扮演的角色有待进一步的研究。     

亚高寒草甸植物群落的中性理论验证

 该文以物种组成较为复杂的青藏高原东部亚高寒草甸为背景,结合最新的群落中性理论,以解释亚高寒草甸草本植物群落的物种分布格局和生物多样性的维持机制。通过对阴坡、阳坡和滩地3个生境进行随机取样调查,用中性模型对所得多样性数据进行拟合,并分别应用置信区间检验、拟合优度检验和多样性指数检验3种方法对拟合效果进行检验。研究结果表明,在拟合优度检验中,3个生境中中性理论预测和实际物种多度分布之间没有显著差异(p>0.05);实际观测值基本全部落入模型预测分布的95%的置信区间之内（仅滩地草本植物群落的63个物种中的1个以及阴坡草本植物群落75个物种中的2个偏离95%的置信区间）;对群落多样性的预测也和实际观测没有显著差异,其中丰富度预测拟合得最好(0.49相似文献   

人工针叶林林下11种植物叶片解剖特征对不同生境的适应性

人工林内两种主要生境（林窗和林内）的光照条件存在着显著差异,而这种差异也是影响人工林林下植物叶片形态和结构的重要环境因子。对川西米亚罗林区60a人工云杉林2种不同生境（林窗和林内）的11种植物比叶重、叶片解剖结构及气孔特征等进行了比较研究,结果显示：林窗生境中11种供试植物比叶重（LMA）均显著大于林内生境;多数阔叶物种叶片厚度（LT）、栅栏组织厚度（PT）、栅栏组织厚度／海绵组织厚度（PT／ST）、栅栏细胞层数在林窗生境中更大或更多,但叶表皮细胞厚度（UET、LET）、海绵组织厚度（ST）在两种生境中无显著差异;林窗生境中生长的各物种栅栏细胞均为长形且长度大于林内生长的相同物种;不同物种气孔密度（SD）对两种生境有一致的响应趋势,但显著程度有异,除三褶脉紫菀外10种植物的气孔长径（SL）受两种生境影响不大,这与气孔特性受多种环境因素制约,且各种因素对气孔作用效应和作用方面不同有关。结合各物种喜光特性综合分析后认为同一群落的林下植物对光生境具有一定程度的趋同适应性;从可塑性方面分析发现叶片光合组织的可塑性大于非光合组织,且各物种叶片平均可塑性与喜光特性基本吻合。     

Decomposition ofCarex andNuphar plants in a subalpine marsh

To assess the effect of water depth on the decomposition process, I measured the losses in dry mass of the above- and belowground materials ofCarex utriculata andNuphar luteum ssp.potysepalum as well as cellulose (Whatman filter paper) in the top 10 cm of sediment/soil in a subalpine marsh. Samples were examined by the litter bag technique at three flooding levels (0 to 5, 60, and 100 cm water depth). Over a 374-d period, the % mass losses of cellulose,Carex leaves and roots, andNuphar leaves and rhizomes ranged from 98.5 to 99.0, 74.8 to 81.8, 36.3 to 44.9, 95.8 to 97.7, and 78.4 to 91.5%, respectively. Rates for cellulose decay in this study were much higher than for samples from other wetlands; this difference resulted from the location of the litter bag (in the top 10 cm of soilvs in the water column). Water depth significantly affected the decomposition ofCarex roots andNuphar rhizomes. The rate of loss for K was highest in all tissues ofCarex andNuphar, followed by Na inCarex and P inNuphar. N and Ca loss rates generally were low. The C/N ratio tended to converge to a common value over the long term. This convergence has an important implication in the paleoecological interpretation of the C/N ratio change in sediment; i.e., this ratio shift in the sediment core results from a change in the environment, rather than the source material.     

川西亚高山/高山森林土壤线虫多样性

为了解青藏高原东缘亚高山/高山森林土壤线虫多样性,于2015年7月以该地区岷江冷杉原始林、混交林和次生林为研究对象,采用淘洗-过筛-蔗糖离心的方法分离土壤线虫,研究了3个海拔森林土壤线虫群落的组成与结构特征.结果表明: 共捕获线虫37950条,隶属于20科27属,平均为4217 条·100 g^-1干土,原始林以丝尾垫刃属为优势属,混交林和次生林以丝尾垫刃属和拟盘旋属为优势属,且优势属个体数量受林型的影响显著.原始林和次生林的优势营养类群为食真菌线虫,混交林则为食细菌线虫.土壤线虫c-p (colonizer-persister)类群c-p 1、c-p 2、 c-p 3和c-p 4数量分别占总数的6.1%、51.1%、30.0%和12.7%.3个海拔森林土壤线虫的自由生活线虫成熟度指数(MI)、总成熟度指数(∑MI)和植物寄生线虫成熟度指数(PPI)随海拔增加而逐渐降低.土壤线虫通路指数(NCR)在混交林高于0.5,在原始林和次生林低于0.5.林型显著影响了土壤线虫成熟度和NCR指数,但林型、土层及二者的交互作用对多样性指数影响不显著.川西亚高山/高山不同森林土壤线虫的组成、营养结构和能流通道存在明显差异,为深入理解土壤线虫在该区森林土壤生态过程中的作用提供了参考.     

川西亚高山森林凋落物不同分解阶段基质质量特征

采用空间代替时间的方法,以川西高山亚高山云杉(Picea asperata)人工林、冷杉(Abies faxoniana)天然林、杜鹃(Rhododendron lapponicum)矮曲林和白桦(Betula platyphylla Suk.)天然林4种典型林分类型下的3个层次[新鲜凋落物层(L)、发酵层(F)、腐殖质层(H)]凋落物为研究对象,分别模拟凋落物分解的前期、中期和后期阶段,对凋落物的基质质量,包括水溶性组分(WSC)及有机溶性组分(OSC)、酸溶性组分(ASE)及酸不溶性组分(AIR)的含量进行分析,以揭示亚高山森林不同分解阶段凋落物的质量特征。结果表明:4种林分类型凋落物的WSC、OSC、ASE含量均随分解的进行不断减少,且分解前期的淋溶释放量高于分解中后期,而AIR含量及表征4种凋落物酸溶性和酸不溶性组分含量相对比例的LCI指数(lignocellulose index)随分解的进行却呈现上升趋势。4种林分凋落物L层的WSC含量及白桦、冷杉、云杉凋落物L层OSC含量均显著高于相应F、H层,而F、H层间差异不显著;而杜鹃凋落物OSC含量则表现为L层F层H层,且各层间均差异显著。林分类型对凋落物分解过程中的WSC、OSC、AIR含量有极显著影响,但对ASE和LCI指数影响却不显著。4个林分比较而言,阔叶林凋落物的WSC、OSC含量高于针叶林,AIR含量低于针叶林,白桦WSC含量在L、F层均最高。研究认为,分解阶段和林分类型对川西亚高山森林凋落物基质质量具有重要影响,但对各组分的影响有所差异。研究结果对深入理解亚高山森林生态系统的物质循环具有重要意义。     

亚高寒草甸不同坡向植物光合生理和叶片形态差异

绿色植物叶片的功能性状能用来解释不同层次复杂的生态学过程,被认为对植物的生存、生长和繁殖具有重要的影响。该研究对甘南亚高寒草甸坡向梯度代表物种的叶片形态和光合特性进行测定,分析了各坡向的土壤因子,比较不同物种(矮嵩草、米口袋、蒲公英和金露梅)之间的性状差异,研究叶片光合及形态特征与土壤因子之间的相关性。结果表明:1)不同坡向的土壤因子有着显著差异,土壤含水量、土壤全磷、土壤全氮及有机碳含量总体表现为北坡南坡,而土壤温度及光照度则是南坡北坡。2)坡向上不同物种在比叶面积、净光合速率和叶δ~(13)C值等方面有着显著的差异,比如物种在北坡具有较高的比叶面积和叶片含水量,而物种在南坡具有较高的净光合速率、相对叶绿素、叶干物质量及δ~(13)C值。3)冗余分析结果显示,物种的叶片形态及光合特性与土壤因子之间都具有显著的相关关系,其中土壤含水量变化的响应最为敏感。该研究揭示了亚高寒草甸坡向梯度上植物物种在叶片功能性状上的显著分化,使得这些物种能在同一个草地群落中共存。     

夜间增温和施氮对川西亚高山针叶林土壤有效氮和微生物特性的短期影响

开展亚高山针叶林典型林地土壤有效氮和微生物特性对气候变化的响应研究, 对预测未来气候变化背景下亚高山针叶林生态系统C、N的源/汇功能具有重要意义。该文采用红外辐射加热器模拟增温结合外施氮肥的方法, 研究了川西亚高山针叶林下土壤化学特性、有效氮含量以及微生物生物量对夜间增温和施氮的短期响应。结果表明: 在模拟增温试验期间(2009年4月-2010年4月), 空气平均温度和5 cm土壤平均温度分别比对照提高了1.93和4.19 ℃, 增温幅度分别以夏季和冬季最为显著。增温对土壤pH值、有机碳、全氮和微生物生物量无显著影响。增温在试验前期降低了土壤NH₄ ⁺-N含量, 增加了NO₃ ^--N含量, 其影响程度随着增温时间的延长而下降。施氮显著增加了有效氮和微生物生物量氮, 降低了土壤pH值, 使土壤表现出明显的酸化现象。与单独的增温和施氮处理相比, 增温和施氮联合处理对林下土壤的有效氮和微生物特性有显著的交互作用, 显著增加了土壤的有机碳、有效氮及土壤微生物生物量氮含量, 并导致土壤进一步酸化。结果说明, 川西亚高山针叶林的土壤有效氮和微生物特性对土壤氮素状况的变化反应敏感, 而林下土壤有效氮和微生物特性对单独的温度升高表现出一定的适应性, 但更对增温和施氮双因素结合处理反应敏感且表现出不同的响应方式。因此, 该区域在未来全球变化下的氮沉降状况及气候变化的多因素协同效应值得长期深入的探讨。     

Nitrogen deposition,distribution and cycling in a subalpine spruce-fir forest in the Adirondacks,New York,USA

Nitrogen inputs, fluxes, internal generation and consumption, and outputs were monitored in a subalpine spruce-fir forest at approximately 1000-m elevation on Whiteface Mountain in the Adirondacks of New York, USA. Nitrogen in precipitation, cloudwater and dry deposition was collected on an event basis and quantified as an input. Throughfall, stemflow, litterfall and soil water were measured to determine fluxes within the forest. Nitrogen mineralization in the forest floor was estimated to determine internal sources of available N. Lower mineral horizon soil water was used to estimate output from the ecosystem. Vegetation and soil N pools were determined.During four years of continuous monitoring, an average of 16 kg N ha^–1 yr^–1 was delivered to the forest canopy as precipitation, cloudwater and dry deposition from the atmosphere. Approximately 30% of the input was retained by the canopy. Canopy retention is likely the result of both foliar uptake and immobilization by bark, foliage and microorganisms. Approximately 40 kg of N was made available within the forest floor from mineralization of organic matter. Virtually all the available ammonium (mineralized plus input from throughfall) is utilized in the forest floor, either by microorganisms or through uptake by vegetation. The most abundant N component of soil water solutions leaving the system was nitrate. Net ecosystem fluxes indicate accumulation of both ammonium and nitrate. There is a small net loss of organic N from the ecosystem. Some nitrate leaves the bottom of the B horizon throughout the year. Comparisons with other temperate coniferous sites and examination of the ecosystem N mass balance indicate that N use efficiency is less at our site, which suggests that the site is not severely limited by N.