长期氮沉降对杉木人工林叶、枝氮磷养分再吸收的影响

为了解森林养分内循环对全球变化的响应, 基于长期模拟氮沉降试验, 研究了杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林不同龄级(一年生、二年生和衰老)叶和枝的氮(N)、磷(P)养分分配及其再吸收特征, 并分析了不同模拟N沉降处理时间(7年和14年)杉木叶N、P养分再吸收差异。在12年生杉木中开展模拟N沉降试验, 以尿素(CO(NH₂)₂)为N源, 设N0、N1、N2和N3 4个处理水平, 施氮量分别为0、60、120和240 kg·hm ^-2·a ^-1, 每个处理重复3次。结果表明: (1)叶和枝在衰老过程中碳(C)、N和P含量逐渐降低, 且叶的C、N和P含量比枝高; N含量大小依次为一年生叶>二年生叶>衰老叶>一年生枝>二年生枝>衰老枝, 且N3 > N2 > N1 > N0, 而C:N则呈现相反的趋势; 衰老器官的C:N、C:P、N:P比新鲜器官高; N沉降增加了不同龄级叶和枝(除二年生叶外)的N、N:P和C:P, 但降低了P和C:N。(2)叶和枝的N、P养分再吸收率(RE_N、RE_P)随龄级的增加至衰老有规律地递减, 且RE_P > RE_N; 受长期N沉降的影响, RE_N叶(28.12%) <枝(30.00%), 而RE_P则为叶(45.82%) >枝(30.42%); 杉木叶和枝N:P与RE_N:RE_P之间存在极显著的线性相关关系。(3)随N沉降处理时间的增加, 叶RE_N呈降低态势, 各处理(N1、N2和N3)分别降低了9.85%、3.17%和11.71%; 而RE_P则明显上升, 分别增加了71.98%、42.25%和9.60%。研究结果表明: 不同器官、不同龄级的养分再吸收率随氮沉降处理的水平、处理时间而所有不同; RE_N:RE_P与N:P之间存在紧密关系。     

飞播马尾松林碳密度分配特征及其影响因素

研究江西省赣州市飞播马尾松林碳密度的分配特征,选取有关立地、林分、林下植被及凋落物等方面的15个因子,建立林分碳密度与影响因子的关系模型,筛选出主要影响因子.结果表明: 林分平均碳密度为98.29 t·hm^-2,表现为土壤层(49.58 t·hm^-2)＞乔木层(45.25 t·hm^-2)＞林下植被层(2.23 t·hm^-2)＞凋落物层(1.23 t·hm^-2);乔木层、凋落物层、土壤层碳密度之间呈显著正相关,其他各层次碳密度之间的相关性均不显著.株数密度、平均胸径、土层厚度、坡位、林龄、郁闭度是影响飞播马尾松林林分碳密度的主要因子,各因子的偏相关系数为0.331～0.434,t 检验结果为显著;运用多元数量化模型I复相关系数为0.796,F 检验结果为显著(F=9.28).对于林分碳密度,株数密度以1500～2100株·hm^-2最好,而郁闭度以0.4～0.7最好,株数密度及郁闭度过高或过低对林分固碳能力均会产生不利影响;林龄及平均胸径越大、土层越厚,其林分碳密度越高,下坡位的林分碳密度高于其他坡位.     

北京土石山区水分在土壤-植物-大气连续体(SPAC)中的稳定同位素特征

氢氧稳定同位素是广泛存在于自然界水体中的环境同位素,其在不同水体中组成特征的差异可以指示水分循环过程及植物用水机制.本研究在北京山区选取了两种主要的绿化树种——常绿针叶林侧柏和落叶阔叶林栓皮栎为研究对象,通过对降水、土壤水、泉水、植物茎干水和叶片水同位素的变化特征进行分析,讨论了水分在大气-土壤-植物连续体中的运动过程.结果表明: 研究区大气降水线方程为δD=7.17δ¹⁸O+1.45(R²=0.93), 土壤蒸发线方程为δD=3.85δ¹⁸O-38.02(R²=0.76), 降水入渗补给土壤水的过程中存在一定程度的蒸发分馏.在不同季节,降水、土壤水和泉水δD和δ¹⁸O值变化规律不同;雨季,δD和δ¹⁸O平均值大小为降水>地下水>土壤水,降水和土壤水共同补充地下水;旱季,δD和δ¹⁸O值大小排序为降水> 土壤水>地下水,降水和地下水都对土壤水有贡献.侧柏和栓皮栎年内茎干水分δD和δ¹⁸O的拟合线性方程分别为δD=5.03δ¹⁸O-30.78 和δD=3.0δ¹⁸O-48.92,栓皮栎利用的土壤水分相对于侧柏更加富集,其水分来源深度更浅.栓皮栎叶片水分同位素变化特征相对于侧柏对大气微环境的反应更加敏感,且其叶片水分蒸发和同位素动力分馏程度更强,但是它们对环境条件的变化反应一致.     

不同温度条件下亚热带森林土壤碳矿化对氮磷添加的响应

在氮沉降增加的背景下,土壤可利用性氮(N)素增加是多数陆地生态系统正经历的重要生态学过程。氮沉降增加对土壤呼吸会产生扰动,进而影响到森林土壤碳循环。以江西省泰和县石溪杉木林为研究对象,开展N沉降模拟试验,采用碱液吸收法分析4种不同N沉降处理在不同温度(5、15、25、35℃)下对土壤碳排放量的影响。N沉降对土壤呼吸具有抑制作用,随着温度的升高,各处理对土壤呼吸碳排放呈显著性增加趋势(P0.05)。不同温度条件下添加磷(P)处理对CO_2累积排放量与添加高N处理变化规律类似。在5℃条件下,N会抑制土壤碳矿化,且随N浓度升高抑制作用越强,P处理能促进土壤碳排放;15℃和35℃条件下,N和P处理对土壤碳排放量均有抑制作用。在较高温度(25℃和35℃)培养下,土壤全碳对CO_2累积排放量均有显著性影响。在25℃条件下,土壤DOC含量对土壤碳排放量的影响显著(P0.05),其他温度无影响。在5℃时,不同处理下土壤含水量对土壤碳排放量影响显著。对N沉降与土壤Q_(10)值进行方差分析表明不同处理对Q_(10)值无显著性差异。通过单库模式方程C_m=C_o(1-exp~(-kt))对土壤潜在碳排放进行模拟得出5、15℃和35℃对土壤潜在排放量有显著影响。     

官山自然保护区白颈长尾雉季节性生境选择

2009年10月至2010年11月,2015年7月至11月在江西官山自然保护区对白颈长尾雉不同生活史阶段的(繁殖期、育雏期、繁殖后期)生境选择进行了比较研究。调查了6条样线上的126个样方,选取与其生境相关的17个因子进行了观察与测量。研究结果表明,不同生活史阶段各生境选择样方负荷绝对值较大的因子在各主成分中的序位不尽相同,即生境选择的主要生态因子随生活史阶段而变化。卡方检验及单因素方差分析,结果显示,各生活史阶段,白颈长尾雉对林型、坡向、坡度、灌木高度、草本高度和水源距离6个生态因子上无显著差异(P≥0.05),其余11个生态因子两两之间存在显著差异或极显著差异。典则判别结果显示,白颈长尾雉在不同生活史阶段在生境选择上存在一定程度的重叠,又有较为明显的差异。逐步判别表明,在不同生活史阶段,白颈长尾雉生境选择差异上有一系列的生态因子发挥作用,依照贡献值的大小依次为草本数量、落叶层盖度、乔木盖度、海拔和乔木数量,由这5个变量构成的方程对生境选择差异的正确区分率为80.3%。繁殖期和越冬期食物条件是影响白颈长尾雉生境选择的主要因素,而育雏期则为隐蔽条件。     

笔竹大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

为探讨笔竹(Pseudosasa viridula)结实率低的原因,该文通过采用石蜡切片的方法结合显微技术对笔竹大小孢子发生及雌雄配子体的发育过程进行研究.结果表明:(1)笔竹的雄蕊多为3枚,极少有6枚,每枚花药具有4个花粉囊.(2)花药壁发育为基本型,由4层细胞构成,由外向内依次为表皮细胞、药室内壁细胞、中层细胞和绒...     

江西木兰科植物修订

通过野外采集及标本的整理鉴定,对江西木兰科植物进行了修订,归并了3个学名,即将落叶木莲组(Manglietia Sect.Decidua Q.Y.Zheng)并入华木莲属(Sinomanglietia Z.X.Yu),将Manglietia Decidua Q.Y.Zheng并入Sinomanglietia glauca Z.X.Yu et Q.Y.Zheng,将江西含笑(Michelia jiangxiensis Chang et B.L.Chen)并入乐昌含笑(Michelia chapensis Dandy)。至此,确认江西产木兰科植物7属22种1亚种。     

氮沉降背景下土壤微生物对入侵植物乌桕叶绿素荧光特征的影响

植物入侵会造成入侵地生态系统功能和稳定性的破坏。与原产地种源相比，入侵种源植物在生理学特性方面有所不同，使其在资源利用和抵抗环境胁迫具有较强的竞争优势。叶绿素荧光特性与植物光合作用效率密切相关，对植物生长具有重要作用。氮沉降加剧是全球变化的一个重要因子，土壤微生物对植物吸收利用土壤养分至关重要。通过施用细菌抑制剂（链霉素）和真菌抑制剂（扑海因）选择性抑制的土壤微生物活性，开展乌桕盆栽实验，在模拟氮沉降背景下，研究不同微生物群落如何影响入侵乌桕叶绿素荧光特性，有助于理解入侵植物的进化特征和入侵机制，为有效防控入侵植物并降低其对生态系统危害提供理论依据。以原产地地和入侵地两个种源乌桕（Triadica sebifera）为研究对象，在氮沉降条件下，通过调控土壤细菌和真菌，探讨两个种源乌桕叶绿素荧光参数差异。结果显示：氮沉降显著增加乌桕相对叶绿素含量（SPAD）、光系统II的最大量子产率（F_v/F_m）、非光化学猝灭（NPQ）和半饱和光强（I_k）。入侵种源乌桕比原产地具有较低SPAD。氮沉降与细菌抑制剂共同作用显著增强了F_v/F_m、NPQ和I_k，显著减弱了光能利用率（α）和SPAD。细菌抑制剂减缓了本地种源乌桕α，真菌抑制剂促进本地种源乌桕I_k，抑制入侵种源乌桕I_k，细菌和真菌抑制剂可显著降低原产地乌桕α。氮沉降与生物抑制剂可显著作用于乌桕叶片SPAD。氮沉降、土壤微生物和不同乌桕种源可共同作用于光系统Ⅱ实际光合量子产率Y（Ⅱ），α和潜在最大相对电子传递速率（ETR_max）。因此，氮沉降与生物抑制剂对乌桕叶绿素荧光特性具有协同作用，入侵种源乌桕对土壤微生物控制的响应不明显，在微生物控制条件下依然具有较强的适应能力，因而具有较强的入侵能力。     

木莲(Manglietia fordiana)的适生分布、影响因子与保护空缺研究

生境保护是维持生物多样性的基本途径，南方山地阔叶林维系着当地的生物多样性热点，而由于保护覆盖不足，保护效果亟待提高。以典型山地阔叶林树种木莲（Manglietia fordiana）为例，通过大尺度采集发生点，预测适生分布，获知影响其适生分布的关键因子。同时，以九连山种群进行案例研究，调查地方尺度下木莲植株的发生，了解其在山地地形、植被类型的选择特征。用MaxEnt构建最佳模型预测适生区，结果显示木莲适生区主体位于中国南部、西南部山地（如戴云山、南岭、罗霄山、武夷山等），向北延至大别山南坡，向西达横断山脉。木莲适生分布主要受最干月降水量（bio14，贡献率34.6%）、海拔高度（19.2%）、温度季节性变化标准差（bio4，15.6%）、最暖季降水量（bio18，12.0%）、最冷月最低温度（bio6，7.0%）影响，其60%适生概率范围或生态位bio14为30-55mm、海拔为400-1500m、bio18为500-800mm等。在适生区基础上，叠加考虑阔叶林分布，并选择其偏好海拔高度（>700m）提取获得木莲优先保护区，经与现有自然保护区叠加分析后，进行空缺识别，结果显示优先区保护覆盖为4.1%-6.0%，而高适生区保护覆盖也<10%（占比8.03%），覆盖比重较低。而沿<400m、400-700m、>700m海拔梯度显示>700m区域保护比重（8.7%）明显高于400-700m （4.4%）与<400（2.3%）组，说明前期保护区设计基本遵从优先区保护原则，能有效保护木莲高适生区。同样的，九连山保护区案例显示，当地木莲51.4%高适宜生境受到核心区的严格保护。研究结果表明，仍需在黄山-天目山区、苗岭东段、高黎贡山北段与南段、中越边界山区与广东西南山区6个空缺提高保护覆盖，通过建立新的自然保护区，优化当前保护网络，提高山地阔叶林的整体保护水平。     

长期肥料施用对华北大田玉米土壤丛枝菌根真菌群落结构的影响

华北平原是我国北方最重要的粮食主产区之一,过去30年间其粮食产量稳定提高的同时,肥料等生产资料的投入也大幅增加。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌作为一类重要的土壤功能性微生物,研究施肥措施对其群落、功能的影响,在挖掘农田有益微生物的潜在作用方面具有重要意义。本研究采用分子生物学方法测定了华北平原典型集约化农田体系中不同养分用量和投入模式对土壤AM真菌群落的影响。试验样地于2007年开始对冬小麦-夏玉米轮作体系进行施肥处理:有机肥(牛粪9 000kg/hm~2)、高量化肥(296.4kg N/hm~2、177.3kg P/hm~2、287.8kg K/hm~2,较当地常规化肥施用量上调25%)、低量化肥(74.1kg N/hm~2、44.3kg P/hm~2、71.9kg K/hm~2,较当地常规化肥施用量下调75%)和不施肥对照,每个处理3次重复,于2011年10月玉米收获季进行土壤取样。试验获得的31个OTUs主要属于Glomerales目(球囊霉目)(Glomus Group A/B)及Diversisporales目(多孢囊霉目),其中部分AM真菌类群如Glo12、Aca3、Scutellospora aurigloba(Scut.aurigloba全球盾巨孢囊霉)以及Div2仅在有机肥处理中被检测到。与其他处理相比,有机肥处理的116bp片段(Glo9/12/13/14;Fun1/2;Rhi1)相对丰度显著升高,而140bp片段(Uncultured Glomus)(球囊霉属)则主要受到化肥处理的促进。对于Diversisporales目AM真菌所对应的片段(141、142、169bp),施肥明显对其有促进作用。4年的肥料施用对土壤AM真菌物种多样性无显著影响,施肥处理0–20、20–40、40–60cm深度土壤AM真菌群落的多样性水平分别为1.14–1.78、1.61–1.84、1.23–2.07,丰富度分别为3.7–7.5、8.0–8.3、5.0–7.3。表明深层土壤是AM真菌重要的库,多样性水平并不低,对于维持土壤微生物多样性水平具有重要作用。本研究发现,p H值是影响表层土壤AM真菌群落分布的主要原因,土壤全氮、全碳、速效磷等肥力因子也是影响表层土壤AM真菌群落分布的重要因子,而深层土壤AM真菌的群落组成与固有的盐分特征(土壤电导率EC)有着较好的相关性。