鼎湖山苗圃和主要森林土壤CO2排放和CH4吸收对模拟N沉降的短期响应

研究了鼎湖山生物圈保护区苗圃(幼苗)、马尾松、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)土壤CO2排放和CH4吸收的一些特征及其对模拟N沉降增加的响应.结果表明,土壤CO2日(白天)平均排放量的大小顺序为(平均值±标准误)苗圃(258±62mg·m-2·h-1)＞季风林(177±42 mg·m-2·h-1)＞马尾松林(162±39 mg·m-2·h-1)＞混交林(126±30 mg·m-2·h-1).土壤CH4日(白天)平均吸收量的大小顺序为马尾松林(-0.15±0.02 mg·m-2·h-1)＞季风林(-0.08±0.01 mg·m-2·h-1)＞混交林(-0.07±0.01 mg·m-2·h-1)＞苗圃(-0.05±0.01 mg·m-2·h-1).低N(50 kg N·hm-2·a-1)和中N(100kg N·hm-2·a-1)处理对苗圃、马尾松林和混交林样地土壤CO2日平均排放量的影响均不明显,高N(150 kg N·hm-2·a-1)处理对苗圃土壤CO2的日平均排放量也无显著影响,但倍高N(300kg N·hm-2·a-1)处理显著促进苗圃样地土壤CO2的排放.然而,所有N(低N、中N和高N)处理均显著促进季风林土壤CO2日平均排放量,且这种促进作用随N处理水平的升高而增加.N处理显著促进季风林和马尾松林土壤对CH4吸收速率,但对混交林土壤CH4吸收则无明显的影响.在苗圃样地,除倍高N外,N处理对土壤CH4吸收速率也无显著作用,但倍高N处理使苗圃土壤发生功能转变,即从CH4汇转变为CH4源.     

南亚热带森林土壤有效氮含量及其对模拟氮沉降增加的初期响应

研究了南亚热带主要森林类型 (马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林 )土壤有效氮含量对模拟氮沉降的初期响应。结果显示 :(1)马尾松林、混交林和阔叶林 0～ 10 cm和 10～ 2 0 cm两个土层有效氮 (铵态氮 硝态氮 )含量总平均分别为 6 .2 4、6 .2 2和14 .77m g/kg,其中铵态氮占 4 5 .3%、4 8.7%和 14 .5 %。 (2 )外加氮处理使 3个森林两个土层的有效氮含量都在增加 ,但其影响程度取决于土层、氮处理水平、氮处理时间和森林类型。总体而言 ,0～ 10 cm土层略比 10～ 2 0 cm土层敏感 ;氮处理水平越高土壤有效氮增加越多 ;外加氮处理时间越长 ,处理样方与对照样方的差距越大 ;阔叶林的响应稍落后于马尾松林和混交林     

氮沉降对森林生物多样性的影响

从3个方面论述了氮沉降对森林生物多样性影响：（1）森林植物多样性,包括乔木层植物、林下层植物和隐花植物;（2）土壤微生物多样性,主要是细菌和真菌;（3）森林动物多样性：主要包括地下土壤动物和地上草食动物。综合来看,氮沉降改变了物种组成,过量氮沉降降低了生物多样性。同时,也对氮沉降影响生物多样性的机理进行了分析。最后,还探讨了当前在氮沉降对森林生物多样性影响的研究方面存在的问题以及今后研究的方向。     

模拟氮沉降对南亚热带两种乔木幼苗生物量及其分配的影响

探讨了南亚热带季风常绿阔叶林两种优势树种荷木(Schima superba)和黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)幼苗的生物量及其分配对氮沉降增加的响应。实验分为对照(CK)、T₅、T₁₀、T₁₅和T₃₀ 5个处理,每个处理设置3次重复。所施氮肥为NH₄NO₃,以溶液方式喷施,5个处理浓度分别为0、0.12、0.24、0.36、0.72 mol N·L^-1。每月喷施2次,5个样方1年喷施的总氮量分别相当于氮沉降率0、5、10、15、30 g N·m^-2·a^-1。经过11个月的施氮处理,两种幼苗对氮沉降的响应存在差异,其中黄果厚壳桂幼苗的基径、株高、全株生物量和相对生长速率除最高处理T₃₀外,均高于对照,但荷木幼苗的基径、全株生物量和相对生长速率除T₁₀外,均小于对照。氮处理也对生物量的分配产生了明显的影响,两种幼苗的叶重比以T₃₀最低,表明高氮处理不利于幼苗叶片的生长;枝重比均以T₃₀最高,反映了高氮处理的幼苗生物量分配到枝干的比例最高;根重比和根冠比均以对照样方幼苗的最高,表明氮处理抑制根的生长,分配到根部分的生物量下降。总的来看,经过11个月的处理,除最高处理T₃₀外,氮处理仍对黄果厚壳桂幼苗的生长有促进作用,而对荷木幼苗的生长则趋向于一定程度的抑制效应,表明黄果厚壳桂幼苗更能耐受高氮条件。     

氮沉降对森林凋落物分解的影响

氮沉降增加作为全球变化的重要现象之一,已经并将继续对森林凋落物分解产生影响.综述了国内外氮沉降对森林凋落物分解影响及其机理的研究现状.氮沉降对凋落物分解的影响可分为直接影响和间接影响.氮沉降通过影响森林地被物组成和凋落物化学成分,间接影响凋落物分解.氮沉降对凋落物分解的直接影响表现为促进、无影响和抑制3种效果.分析了产生以上影响效果的作用机理,介绍了氮沉降对森林凋落物分解影响的研究方法,探讨了目前研究存在的问题,讨论了未来该方面研究的重点和方向.     

鼎湖山主要森林类型植物胸径生长对氮沉降增加的初期响应

在林地分别喷加0、50、100和150kgNhm^-2a^-1,研究鼎湖山马尾松林、马尾松荷木混交林和季风常绿阔叶林乔木层植物胸径生长(年增长率)对增施氮的响应。结果表明,不喷加N,马尾松林、混交林和阔叶林胸径年增长率分别为4.84％、4．09％和2．99％;外加氮对植物胸径生长的影响因森林类型和植物种而异。马尾松林和混交林,低氮处理(喷加50kgNhm^-2a^-1)没有对胸径生长产生明显影响,中氮处理(喷加100kgNhm^-2a^-1)则分别增加了77、8％和105．6％。外加氮处理均使阔叶林胸径年增长率下降,低氮、中氮和高氮处理(喷加150kgNhm^-2a^-1)分别比对照(不喷N)低36．8％、28．5％和41．0％。这表明外加氮处理促进马尾松生长,但抑制大多数阔叶树种生长。     

土壤微生物数量对模拟氮沉降增加的早期响应

通过以南亚热带森林三种主要树种即荷木、锥栗和黄果厚壳桂为主的苗圃试验地的苗圃控制实验,初步探讨土壤微生物数量对模拟氮沉降增加的响应。结果表明,施氮增加对土壤微生物数量的影响根据类群和氮处理水平不同而异。总的来说,施氮增加对土壤微生物数量具有促进作用,这种促进作用对放线菌数量仅在一定(中氮)处理水平以下,超过此水平施氮增加则表现为抑制作用,而施氮对真菌数量则始终表现为抑制作用,尤其以中N处理水平的抑制作用最强。但目前细菌仍占微生物总量的绝对优势,放线菌次之,真菌则占微生物总量的比例最小。分析结果还表明,有效氮与放线菌、有效氮与细菌数量变化呈显著相关关系。     

鼎湖山针阔混交林锥栗种子距离制约研究

Janzen-Connell 距离制约假说认为:扩散到远离母树地点的种子,更容易逃避种子捕食者和病原体侵染。验证锥栗(Castanopsis chinensis)种子是否支持该假说,可以预测锥栗种群分布格局,解释锥栗种群更新不良的原因。在鼎湖山针阔混交林内,选择离成年母树3、10和15 m处,进行种子放置实验,以及种子消毒和未消毒埋土实验。在无覆盖实验中,10 m处大种子的消失数始终最大,种子离母树距离和种子大小两个因素对种子消失数均没有显著性影响。在排除哺乳动物实验中,种子放置第一周,种子消失数均很少。整个试验期,种子离母树距离和种子大小两个因素对种子消失数也没有显著性影响。在病原体实验中,埋土前两个月,经过消毒的种子袋中种子均保存完好,没有病原体侵染。埋土的种子从第三个月到第六个月,不同距离处的种子,以及消毒和未消毒处理的种子,被侵染数之间均有显著性差异;被侵染的种子数到第六个月趋于稳定。因此,锥栗种子被脊椎动物取食,不呈现距离制约(Distance-dependent)格局;而被病原体侵染的种子命运则支持距离制约假说。     

土壤动物对模拟N沉降的响应

通过人工喷施 NH4 NO3而建立一个模拟 N沉降梯度系列的方法 ,研究了苗圃试验样地土壤动物群落对 N沉降增加的响应。实验分为 5个处理 :CK对照、T1、T2、T3和 T4 ,分别接受 0、5、10、15和 30 g N/ (m2 · a)的处理。经 6个月的施氮处理后 ,土壤动物个体总数随着 N沉降处理强度的变化 ,在水平尺度和垂直尺度上均产生了相应的变化。在水平分布上 ,由于 F1层 (0～ 5 cm)受到 N沉降处理最直接的影响 ,其动物个体数的变化趋势较明显 ,表现为 T2 >T1>CK>T3>T4 ,其中前两者显著高于其它处理 (P<0 .0 5 ) ,但 F2层 (5～ 10 cm)和 F3层 (10～ 15 cm)的情况变化比较复杂 ,趋势不明显。在垂直分布上 ,T2处理下多数土壤动物集中于 F1层 ,土层越深 ,土壤动物愈少 ,但在最大浓度 T4处理下 ,则完全相反 ,由 F1层向 F3层逐渐增多。总的来说 ,土壤动物在低 N沉降下趋向表层 ,而在高氮沉降下则趋向深层分布。与个体总数的分布格局相类似 ,土壤各层动物类群数总体上呈现明显的单峰变化格局 ,T2处理时类群最丰富 ,并显著高于其它各处理 (P<0 .0 5 ) ;在垂直分布上 ,也表现出先向表层集中后向土壤深层发展的趋势 ,T2处理为其拐点。甲螨随 N沉降强度加大变化的规律性很强 ,它也有个先发展后受遏制的过程 ,T2处理时达到峰值。上     

鼎湖山主要森林植物凋落物分解及其对N沉降的响应

研究了鼎湖山森林主要植物凋落物分解及其对模拟 N沉降的响应。凋落物分解速率随林分、树种和分解阶段不同而异。分解试验 3个月后 ,季风常绿阔叶林、混交林和马尾松林分解物残存量占起始量的比例平均分别为 0 .5 0 ,0 .80和 0 .87,且它们的差异均达显著水平 (p<0 .0 5 ) ;6个月后 ,这 3种林分的分解物残存量占起始量的比例平均分别为 0 .4 1、0 .73和 0 .70。试验 3个月后 ,所有试验树种中凋落物分解最快的树种是季风常绿阔叶林的锥栗 (Castanopsis chinensis,残存量占起始量的比例为0 .34)最慢为马尾松林中的马尾松 (Pinus massoniana,残存量占起始量的比例为 0 .87) ;经 6个月后 ,最快的树种是季风常绿阔叶林的华润楠 (Machilus chinensis,残存量占起始量的比例为 0 .2 5 ) ,最慢为混交林中的马尾松 (残存量占起始量的比例为0 .75 )。 N沉降对凋落物分解的影响也随林分、树种和分解阶段不同而异。在马尾松林中 ,N沉降仅在试验开始 3个月对马尾松针叶凋落物分解存在明显的促进作用 (p<0 .0 5 )。在混交林中 ,经 6个月试验后 ,低 N处理对马尾松针叶凋落物分解仍无明显作用 ,中 N处理则明显促进其分解 (p<0 .0 5 ) ,但在两次取样中 N沉降处理对荷木 (Schima superba)凋落物的分解均无显著影响。 N沉降增