红花尔基不同龄级天然樟子松外生菌根真菌群落结构特征

红花尔基被誉为樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的故乡,樟子松是我国北方主要的造林树种之一,也是典型的菌根依赖型树种。研究樟子松根围外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi,ECMF）群落结构特征对红花尔基沙地樟子松生态系统的保护具有重要意义。本研究以红花尔基天然樟子松根围土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究了4个龄级（<10、11-20、21-30和31-40年,分别称作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ龄级）天然樟子松根围土壤ECMF群落结构特征。结果表明：（1）测序共获得87 516条ECMF序列,划分为177个OTUs（operational taxonomic units,OTU）,隶属于2个门,4个纲,12个目,26个科,43个属。（2）Ⅳ龄级中Ace丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著高于Ⅰ龄级（P<0.05）。（3）不同龄级根围ECMF优势属占比不同,Ⅰ龄级中占比最大的为Inocybe（42.55%）;Ⅱ和Ⅲ龄级中占比最大的均为Tricholoma,分别为31.64%和27.69%;Ⅳ龄级中占比最大的为Cortinarius（28.80%）。（4）冗余分析表明,土壤pH值对ECMF的影响程度最大,其次为速效钾和碱解氮;同时,不同理化因子对群落中优势属的影响也存在差异。     

白桦、落叶松不同器官水浸液对种子萌发和播种苗生长的种间化感作用

研究了白桦的根、枝、叶,落叶松的根、枝、叶和皮不同浓度水浸液(5.0、12.5、25.0、50.0和100.0 mg·mL-1)对另一树种种子萌发和当年生播种苗生长的化感作用.结果表明:落叶松不同器官水浸液(根5.0 mg·mL-1除外)处理均抑制白桦种子的萌发,其平均发芽率为:对照(75％)＞根(66％)＞皮(59％)＞枝(58％)＞叶(54％),随浓度增加,根、枝水浸液的抑制作用增强,而叶、皮水浸液的抑制作用减弱.落叶松各器官水浸液对白桦胚根和胚轴生长具有较强的抑制作用,且以100.0 mg·mL-1浓度的叶水浸液抑制作用最强,胚根和胚轴长分别降低38％和55％(P＜0.05).落叶松枝、叶水浸液处理对白桦播种苗的苗高、地径及生物量有一定的促进作用,根、皮水浸液则具有抑制作用.白桦各器官水浸液能促进落叶松种子的萌发,根和枝的水浸液促进胚轴生长,叶的水浸液抑制胚轴生长,50.0和100.0 mg·mL-1浓度的叶水浸液处理的种子胚轴分别较对照降低27％和28％(P＜0.05).其对落叶松播种苗生长的影响以促进作用为主,5.0 mg·mL-1浓度的白桦叶水浸液处理的落叶松苗高、地径、生物量分别较对照高54％、60％和100％ (P＜0.05).白桦与落叶松之间存在明显的化感作用,混交可能对林木生长产生一定的促进作用.     

水分胁迫对脂松苗木针叶质膜透性和保护酶活性的影响

以2年生盆栽脂松苗木为材料,研究了不同土壤水分处理（含干旱和水渍胁迫）及解除胁迫后对脂松苗木针叶质膜透性和保护酶活性的影响。结果表明,随着干旱与水渍胁迫时间的延长,脯氨酸、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量均有所上升;过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低;过氧化物酶(POD)活性逐渐升高;解除胁迫后,各项指标均有不同程度的恢复,其中田间含水量为40%、80%、100%处理（即FC40%、FC80%、FC）恢复较快;干旱处理中FC20%和水渍处理中的水渍胁迫（FL）对苗木的生理影响在解除胁迫后14天尚未完全恢复且表现为水淹处理恢复能力较干旱处理差。综上,FC60%为最适土壤水分含量,综合表现最佳。     

接种丛枝菌根真菌对模拟大气氮沉降下灌木铁线莲根系形态及养分承载的影响

为了解菌根化处理的灌木铁线莲（Clematis fruticosa）苗木根系形态及养分承载对氮沉降的应激响应,以1年生盆栽灌木铁线莲为对象,分别采用单接种和混合接种,即：单接种根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices,以下简称+R）,单接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae,以下简称+F）;混合接菌（上述2菌种菌剂按体积1∶1混合,以下简称+RF）的菌根苗。以非菌根苗（未接菌,以下简称-M）为对照。氮沉降处理设置4个梯度（不施氮（0N,0 g·m^-2·a^-1）、低氮（LN,3 g·m^-2·a^-1）、中氮（MN,6 g·m^-2·a^-1）、高氮（HN,9 g·m^-2·a^-1））,1年后测定各处理细根形态（直径≤0.5 mm的总根长、总表面积、总体积、根尖数量）、菌根侵染率、土壤孢子密度及根、茎、叶各器官的养分（碳、氮、磷）含量等指标。①在+R和+RF处理下,LN处理的苗木菌根侵染率和孢子密度达到最大,且LN处理的苗木菌根侵染率显著高于HN处理;而+F处理的苗木菌根侵染率随氮沉降递增无显著差异。②0N处理下,+F和+R处理的灌木铁线莲苗木细根（直径≤0.5 mm）的总根长、总表面积、总体积和根尖数量均显著高于-M处理。然而,+F和+R处理的灌木铁线莲苗木上述根系形态指标随着氮沉降量的增加均呈下降的趋势。③+F和+R处理下,苗木养分承载量随氮沉降量增加呈增加的趋势。氮沉降处理下,接菌处理的苗木碳、氮、磷养分含量显著高于-M处理,其中+F处理下苗木碳氮磷养分含量最高。④直径≤0.5 mm细根形态指标与养分含量指标均呈正相关关系。综上,接菌处理可改变灌木铁线莲苗木细根形态对氮沉降的响应规律,接种摩西斗管囊霉有效增强苗木对氮沉降的适应能力,提高了高氮沉降处理下苗木的养分承载量。     

不同栽植密度对斑叶稠李苗木培育质量的影响

以斑叶稠李（Padus maackii）1年生苗木为研究对象,通过4种不同栽植密度（60、80、100、120 株·m^-2）试验,测定其苗木形态、生物量、光合速率及养分含量,旨在探明不同密度对斑叶稠李苗木生长及养分含量的影响,为其高质量苗木培育提供理论依据。结果表明：（1）栽植密度显著影响苗木生物量,各密度下苗木根、茎、叶生物量由大到小顺序均为80 株·m^-2 > 60 株·m^-2 > 100 株·m^-2 > 120 株·m^-2;60和80 株·m^-2密度下斑叶稠李苗木质量指数显著高于100和120 株·m^-2密度处理。（2）栽植密度显著影响苗木侧根数,在80 株·m^-2的密度下达到最大;（3）80 株·m^-2密度较其它密度显著提高了苗木氮、磷、钾养分含量。（4）叶生物量、根生物量和侧根数与苗木各质量指标间Pearson相关性系数均达到了显著水平（P<0.1）,而光合速率和主根长与苗木各质量指标均不相关（P>0.1）。综合以上结果,斑叶稠李1年生苗木最适栽植密度为80 株·m^-2,且密度处理主要影响斑叶稠李苗木叶生物量、侧根数及根生物量指标,进而影响苗木质量。     

东北地区4种林分土壤呼吸及温、湿度敏感性对氮添加的短期响应

全球变化中氮沉降日益严重,已对森林生态系统的各个过程产生了重要影响。因此,通过研究氮添加对森林生态系统土壤碳输出的影响,对分析全球变化背景下土壤碳吸存具有重要意义。对黑龙江省帽儿山实验林场白桦(Betula platyphylla)次生林,以及水曲柳(Fraxinus mandschurica)、红松(Pinus koraiensis)、长白落叶松(Larix olgensis)人工林通过2年氮添加(对照(0 kg N hm~(-2) a~(-1)),低氮(50 kg N hm~(-2) a~(-1)),中氮(100 kg N hm~(-2) a~(-1))和高氮(150 kg N hm~(-2) a~(-1)))试验,测定根生物量密度、土壤微生物量碳浓度、土壤呼吸速率及温、湿度敏感性等指标,旨在探讨森林生态系统土壤呼吸对氮添加的短期响应。结果表明:(1)低氮处理对白桦和水曲柳林土壤呼吸速率影响不显著,但显著提高了红松和长白落叶松林土壤呼吸速率;水曲柳林分中高氮处理土壤呼吸速率显著降低于低氮和中氮处理,而其他林分高氮处理土壤呼吸速率仅显著低于低氮处理。(2)氮添加处理下,4种林分中林分土壤呼吸速率与根生物量密度呈极显著正相关,Pearson相关系数为0.81。(3)低氮处理下5 cm和10 cm处土壤呼吸温度敏感性系数Q_(10)值较CK处理分别提高了2.65%和3.12%,高氮处理较CK处理分别降低了6.29%和5.46%。但氮添加处理对土壤呼吸和土壤湿度间的相关性无影响。综上所述,阔叶林与针叶林土壤呼吸速率对氮添加的响应存在差异。根生物量密度是影响不同林分土壤呼吸对短期氮添加响应的主要因素,同时氮添加处理显著改变了土壤温度敏感性系数。     

指数施肥对白桦裸根苗生长动态、生物量分配及光合作用的影响

设定常规施肥(CF)、指数施肥(EF)和1.5倍指数施肥(EF1.5)3种施肥处理研究不同氮素施入方法和剂量对白桦1年生裸根苗生长(苗高、地径、生物量)动态、生物量分配、相对生长速率(RGR)和光合作用的影响。研究结果表明:(1)3种处理苗木生长前期苗高、地径和生物量均无显著差异,生长后期EF与EF1.5显著高于CF(P<0.05),EF与EF1.5间差异不显著(P>0.05);(2)生长结束时,EF、EF1.5处理苗高分别比CF高18.2%和25%(P>0.05),地径分别比CF高11.2%和5.8%(P<0.05),单株生物量分别比CF高41.5%和25.4%(P<0.05);(3)EF与EF1.5处理苗木的茎、叶、根生物量均显著高于CF,各处理间苗木的根冠比差异不显著(P>0.05);(4)EF1.5处理和EF处理苗木苗高、地径及生物量相对生长速率(RGR)均显著高于CF处理(P<0.05),而EF1.5处理和EF处理间仅生物量相对生长速率达到显著水平,且EF>EF1.5(P<0.05);(5)苗木生长高峰期,EF处理提高了苗木叶片的光合能力。EF处理苗木叶面积高于CF处理16.8%(P<0.05),叶绿素含量及光合速率较CF处理分别提高了4.5%(P>0.05)、5.0%(P>0.05)。EF、EF1.5处理常规施肥处理促进了苗木生长和生物量积累,二者促进效果类似,认为EF为最佳的施肥处理。     

模拟氮沉降对落叶松人工林土壤呼吸的影响

在东北林业大学帽儿山实验林场26年生落叶松人工林中,连续2年(2013~2014年)施加NH_4NO_3模拟氮沉降试验((对照(CK,0 g·m~(-2)·a~(-1)N)、低氮(N1,5 g·m~(-2)·a~(-1)N)、中氮(N2,10 g·m~(-2)·a~(-1)N)、高氮(N3,15 g·m~(-2)·a~(-1)N)),研究不同氮沉降水平对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)2013年模拟氮沉降处理均促进年平均土壤呼吸速率(P0.05);(2)2014年中氮和高氮处理抑制年平均土壤呼吸和异养呼吸速率(P0.05),低氮处理促进年均土壤呼吸速率(P0.05),对异养呼吸速率影响不显著(P0.05);(3)土壤微生物生物量碳在低氮处理下显著提高(P0.05),在中氮和高氮处理下与对照间差异不显著(P0.05);(4)土壤呼吸速率与5和10 cm土壤温度呈指数正相关关系(P0.01),相比对照,各土层土壤呼吸温度敏感系数(Q_(10))均在低氮处理下增加,在中氮和高氮处理下则降低。不同水平的模拟氮沉降改变了土壤呼吸速率及其温度敏感性,表明短期内低水平氮沉降可加快土壤碳排放过程,相对较高水平氮沉降则减缓土壤碳排放过程。     

红花尔基樟子松优良抗旱菌树组合的筛选

为筛选红花尔基樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）优良抗旱菌树组合,采用樟子松林下5个优势外生菌根真菌菌株为接种体,分别对5个月龄樟子松实生苗进行人工接种,接种8个月后观察菌根侵染情况及菌根形态,并在非干旱胁迫和干旱胁迫条件下测定不同菌树组合的生长和生理生化指标。结果表明：5个乡土菌种均能成功侵染樟子松并形成典型的外生菌根;干旱胁迫下,菌根化樟子松的各项生长指标均显著高于对照（P<0.05）,且接种粘盖牛肝菌（Suillus bovinus）具有最高的菌根侵染率、苗高、地上及地下生物量和根茎比;外生菌根共生体可通过提高植物SOD活性与POD活性,同时降低MDA含量来提高樟子松对干旱的耐受力;干旱胁迫下,所有接种处理苗木的萎蔫时间较对照处理均推迟,推迟时间最长的是粘盖牛肝菌接种处理,较对照推迟96.3 h;另外,接种处理均能显著延长宿主临界致死时间,尤其是接种粘盖牛肝菌可延长113.8 h。因此,可以认为粘盖牛肝菌与樟子松是一个较为理想的抗旱菌树组合。     

模拟氮沉降和不同外生菌根真菌侵染对樟子松幼苗生长的影响

盆栽条件下,采用单接种Suillus bovines(以下简称SB)和混合接种(Suillus luteus、Suillus grevillea、Tricholoma fulvum、Boletinus grisellus、Suillus bovinus、Leucocortinarius bulbiger、Rhizopogon luteolus、Pisolithus tinctorius 8个菌种的等量混合菌剂接种,以下简称HJ)方法对樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)2个月幼苗进行接种处理,幼苗生长6个月形成菌根后对樟子松幼苗进行模拟氮沉降实验,5个月后通过测定幼苗生长指标、根系形态结构和菌根侵染率,旨在探讨模拟氮沉降对樟子松不同接种处理幼苗生长的影响。结果表明:①随着氮浓度的增加,单接种乳牛肝(SB)和混合接种(HJ)菌根侵染率均呈下降趋势,且氮沉降对SB处理的菌根侵染率影响更显著。②接种显著促进幼苗地上和地下生物量积累,且混合接菌效果更好;同一接菌处理中,氮浓度增加对地上生物量的积累有抑制作用;接种和氮浓度对地径和地上生物量有显著交互作用,但对苗高和地下生物量无交互作用。③HJ处理中不施氮(CKN)和1倍氮浓度(CN)较不接菌(CK)和SB处理显著促进幼苗根系的平均直径、总根长和总表面积;氮浓度增加显著促进CK和SB处理的幼苗根系平均直径、总根长和总表面积,但是对HJ处理的根系各形态结构指标均产生抑制作用。接种和氮浓度以及两者的交互作用均极显著影响幼苗根系形态结构。