滇西北亚高山针叶林带的外生菌根调查

本文报道了滇西北亚高山针叶林带的外生菌根调查工作。对一些亚高山针叶树种的外生菌根及其形态学和解剖学等方面进行了比较。调查结果表明,该地主要树种如长苞冷杉(Abies georgeiOrr.)、丽江云杉(Picea likiangensis Pritz.)、高山松(Pinus densata Mast.)、垂枝云杉(Picea brachytyla(Fr.)Pritz.)以及少数大果红杉(Larix potaninii Batal.)与担子菌类真菌形成外生菌根。长苞冷杉根系所形成的菌根形态多为棍棒型;丽江云杉的菌根形态多为单轴式分枝型;高山松的菌根形态都是二叉状分枝型。     

华北山地6个外生菌根树种的根属性及其与菌根侵染率的关系

该研究以共存于同一暖温带森林的6个外生菌根(ECM)树种为研究对象,测定分析不同根序(1～5级)和功能根系(吸收细根和运输细根)的主要形态和构型属性及ECM侵染率,探究不同外生菌根树种的根属性变异模式及其与菌根真菌侵染程度的关系。结果表明:(1)随着根序的增加,不同树种根直径和单根长度均增加,而比根长和根分支强度均降低;根属性在同一根序下均存在显著的种间差异,尤其是2个裸子植物(落叶松和油松)的根直径较其他4个被子植物大。(2)同一树种的所有根属性在吸收细根和运输细根之间均有显著差异;吸收细根和运输细根的根直径、比根长和根组织密度在树种间均存在显著差异,而其单根长度和根分支强度在树种间无显著差异。(3)ECM侵染率以落叶松最高,千金榆和白桦最低,且与根尖直径呈显著正相关关系,与根尖比根长呈显著负相关关系。研究发现,基于根序或者功能根系,根属性在种间的变异模式不完全一致,单根长度和根分支强度在两个功能根系中均没有表现出显著的种间差异;吸收细根的比根长和根分支强度的变异系数较大,对环境变化有较敏感的响应;古老树种的根直径相对较粗,对菌根真菌的依赖性更高。     

外生菌根的生理学特征

我国外生菌根的出现和分布大都集中于暖热性针叶林、温凉性阔叶林、暖性阔叶林、暖性针叶林以及温凉性针叶林等森林中。外生菌根在林业生产、环境保护和引种驯化等领域内具有广泛应用价值和综合意义。本文仅就外生菌根的生理学特征进行概述。１侵染过程中的生理特征分布于...     

川西亚高山岷江冷杉外生菌根形态随海拔梯度的分化

外生菌根真菌是一类有助于植物生长及应对环境变化的重要共生真菌类群。深入认识外生菌根特征有助于理解植物对环境变化的响应规律。本研究在四川省卧龙自然保护区巴郎山脉设置海拔2850、3000、3194、3413和3593 m 5个样地,利用中心象限法进行土块样品(10 cm×10 cm×10 cm)采集,通过分析各海拔每土块中岷江冷杉外生菌根形态个数、形态多样性及养分获取类型等指标,研究岷江冷杉外生菌根形态特性随海拔的变异特征及土壤环境因子的作用。结果表明: 1) 菌根形态为橘黄色或橘色、单轴羽状分支或不分支、菌套表面光滑、无或少见外延物、根尖直筒型或膨大的菌根类型是卧龙自然保护区岷江冷杉外生菌根的主要形态类型。该形态类型在研究区内的侵染率最高,为12.4%;2) 随着海拔的升高,岷江冷杉外生菌根形态多样性下降,每土块内的形态个数减少;3) 单因素方差分析结果表明,不同海拔上无外延菌丝或极少外延菌丝的紧密接触类型(CE)和短距离养分获取类型(SDE)外生菌根侵染率有显著差异,CE类型外生菌根侵染率随着海拔的升高而增加;4) 土壤环境因子对岷江冷杉外生菌根形态在海拔上的变异有一定的影响,冗余分析(RDA)表明,土壤全氮含量、全磷含量、土壤温度、土壤含水率、pH值及酸性磷酸酶活性对岷江冷杉外生菌根形态在海拔上的变异有显著影响,其中土壤全氮含量和土壤温度的影响最大,分别解释了岷江冷杉形态特征变异的5.4%和4.9%。本研究揭示了岷江冷杉外生菌根形态形成在海拔上的差异,为进一步研究亚高山针叶树种菌根策略对环境变化的响应机制提供了科学依据。     

外生菌根菌与森林树木的相互关系

生态系统的每个过程都伴随着各种微生物的活动,其中最重要的功能群之一是菌根真菌(菌根菌)。一般认为,菌根菌是自然界多数植物生存最基本的组成部分,陆地上约90％以上的高等植物都具有菌根菌。这些菌类的菌丝体与植物根系结合形成菌根,使植物生长成为可能,使不同种类植物的根系联在一起。根据菌根菌入侵植物根系的方式及菌根的形态特征,菌根可分为外生菌根、内生菌根和内外生菌根3组共7种类型。外生菌根主要出现在松科、桦木科、壳斗科等树种的森林生态系统中,在根系表面形成菌丝鞘,部分菌丝进入根系皮层细胞间隙形成哈氏网表面。菌根菌剂在森林经营中得到广泛地应用。外生菌根菌对森林树木的作用可归纳为：1)促进造林或育苗成活与生长;2)提高森林生态系统中植物的多样性、稳定性和生产力;3)对森林生态系统的综合效应,主要表现在增加植物一土壤联结,改善土壤结构,促进土壤微生物,增强植物器官的功能;4)抗拮植物根部病害病原菌等。树木与菌根菌相互关系研究主要包括：1)菌根共生的机理;2)菌根菌在退化森林生态系统恢复与改造中的作用;3)菌根菌的分布格局与森林生态系统服务功能的关系;4)菌根菌对森林生态系统的综合效应,如菌根菌与森林植物群落结构、物种多样性以及森林系统稳定性和生产力的研究。     

亚高山森林类型转换对土壤丛枝菌根真菌多样性的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在森林植物养分吸收和土壤养分转化过程中具有十分重要的作用,其群落结构对森林植被更新和演替敏感响应。为了解亚高山森林转换对AMF多样性的影响,以川西亚高山岷江冷杉(Abies faxoniana)采伐后形成的次生林和粗枝云杉(Picea asperate)人工林为对象,采用高通量测序法研究了2种森林土壤有机层(半分解层和分解层)和矿质层AMF组成和多样性的特征。结果表明:2种森林共有923个真菌OTUs,分属于9科10属36种,以球囊霉属(Glomus)为AMF优势类群,且2种森林分解层AMF丰富度和多样性均大于其他土壤层次。森林转换改变了土壤中AMF的丰富度和多样性。与次生林相比,人工林土壤中球囊霉属AMF相对丰度增加,多孢囊霉属和无梗囊霉属AMF的相对丰度降低,且AMF的Shannon指数、Ace指数和Chao指数均降低;非度量多维度(NMDS)分析显示,森林转换显著影响AMF的β多样性;冗余分析(RDA)表明,土壤p H和全磷含量是影响AMF多样性和相对丰度的主要因子。这些结果表明,森林转换会改变亚高山...     

连续三年夜间增温和施氮对云杉外生菌根及菌根真菌多样性的影响

以西南亚高山针叶林建群种粗枝云杉(Picea asperata)为研究对象,采用红外加热模拟增温结合外施氮肥(NH₄NO₃ 25 g N m^-2 a^-1)的方法,研究连续3a夜间增温和施肥对云杉幼苗外生菌根侵染率、土壤外生菌根真菌生物量及其群落多样性的影响。结果表明:夜间增温对云杉外生菌根侵染率的影响具有季节性及根级差异。夜间增温对春季(2011年5月)云杉1级根,夏季(2011年7月)和秋季(2010年10月)云杉2级根侵染率影响显著。除2011年7月1级根外,施氮对云杉1、2级根侵染率无显著影响。夜间增温对土壤中外生菌根真菌的生物量和群落多样性无显著影响,施氮及增温与施氮联合处理使土壤中外生菌根真菌生物量显著降低,但却提高了外生菌根真菌群落的多样性。这说明云杉幼苗外生菌根侵染率对温度较敏感,土壤外生菌根真菌生物量及其群落多样性对施氮较敏感。这为进一步研究该区域亚高山针叶林地下过程对全球气候变化的响应机制提供了科学依据。     

川西亚高山5种森林生态系统的碳格局

采用样方法研究了川西亚高山白桦(Betula platyphylla)林(BF)、针阔混交林(MF)、岷江冷杉(Abies faxoniana)林(FF)、紫果云杉(Picea purpurea)林(SF)和方枝柏(Sabina saltuaria)林(CF)的碳贮量、组成及其分布格局。结果表明: 1)在5种森林生态系统中, 土壤碳含量和碳贮量都随土壤深度的增加而极显著地降低, 且与土壤深度之间有较好的线性关系; 2)地被物碳贮量分别为SF(23.97±1.77)>FF(21.35±3.64)>MF(11.78±1.21)>CF(9.09±0.91) >BF(8.16±1.34) 10³kgC·hm^-2, 对生态系统总碳贮量的贡献率差异不显著, 约占3%~4%; 3)乔木层对植物碳贮量贡献最多, 根系碳贮量占植物碳贮量的比例在13%~19%之间; 4)SF和FF的碳贮存以植物为主, MF、BF和CF的碳贮存则以土壤为主; 5)整个生态系统的碳贮量依次为SF(729.92±43.49)>FF(618.86±53.97)>MF(353.88±21.76)>BF(247.79± 17.15)>CF(244.52±18.70) 10³ kgC·hm^-2, 差异显著, 对应的短期碳固定能力则依次为2.97、3.80、5.15、3.33和4.84 10³ kgC·hm^-2·a^-1。在没有破坏性干扰前提下, 川西亚高山次生林恢复是大气中碳沉降的潜在碳汇。合适的树种及其搭配比例、造林模式和森林生态系统管理对策, 是促进该区域植被快速恢复和增加碳贮存的关键。     

七株外生菌根真菌与三种松苗菌根的形成能力

松树外生菌根菌资源丰富,但实际应用的种类不多。为筛选出与松苗形成菌根能力较强的菌种,采用播种接菌和芽苗截根移栽接菌两种方法,对7株外生菌根真菌与马尾松、湿地松和黑松3种松苗的菌根合成进行了研究。结果表明：形成的菌根以二叉分枝状为主,棒状菌根相对较少,多叉状菌根以马尾松较多。PC2形成的菌根表面菌丝厚且紧密,504、EG、Pt,形成的菌根表面菌丝紧密程度中等,而505、ZJ和HX形成的菌根其表面菌丝则比较稀疏;Pt1、Pt2、EG形成的菌根外延菌丝较长,而505、HX形成的菌根外延菌丝极短。截根接菌时的感染率和感染指数要高于播种接菌。504形成菌根的能力最强,在3种松苗上的菌根感染率都达100％,感染指数最高可达90,最低也达70;Pt2和EG与马尾松和黑松形成菌根的能力较强;而505和HX仅与马尾松形成菌根的能力较强;Pt1形成菌根的能力较差,在3种松苗上菌根感染率和感染指数都较低。在3种松苗中,马尾松的菌根化状况最好,其次为黑松,湿地松的菌根化状况较差。     

秦岭辛家山林区云杉外生菌根真菌多样性

摘要:【目的】为了研究秦岭辛家山林区云杉外生菌根真菌多样性状况。【方法】通过野外调查结合形态学和分子生物学鉴定方法。【结果】与秦岭辛家山林区云杉共生的外生菌根真菌有37 种不同的类型,包括1种子囊菌、34种担子菌和2 种未知种,分属于10科14属,其中丝伞盖属(Inocybe sp.)是优势类群,厌味红菇(Russula nauseosa)是优势种,蜡伞属(Hygrophorus sp.)、丝伞盖属1 (Inocybe sp.1)、柔膜菌属(Helotiaceae sp.)、Tomentella coerulea、Lactarius deterrimus是常见种,其他31种是少见种。【结论】云杉外生菌根真菌群落优势种的数量较多,而种类相对却较少;少见种的数量较少,而种类相对却较多;对于西部生态系统极度退化干旱区,鉴定出一些少见种进一步的开发和利用具有非常重要的现实意义。     

川西亚高山不同森林生态系统碳氮储量及其分配格局

森林采伐和恢复是影响森林碳氮储量的重要因素。以川西亚高山岷江冷杉原始林、粗枝云杉阔叶林、天然次生林和粗枝云杉人工林为研究对象,采用样地调查和生物量实测的方法,研究了不同森林生态系统各组分碳、氮储量及其分配特征。结果表明岷江冷杉原始林、粗枝云杉阔叶林、天然次生林和粗枝云杉人工林生态系统碳储量分别为611.18、252.31、363.07 tC/hm~2和239.06 tC/hm~2;氮储量分别为16.44、12.11、15.48 tN/hm~2和8.92 tN/hm~2。恢复林分与原始林碳储量在土壤—植被的分配格局发生了变化,而氮储量未发生变化。岷江冷杉原始林以植被碳储量为主,恢复林分以土壤为主,氮储量均以土壤为主。乔木层碳储量分别占生态系统总储量的56.65%、17.63%、13.57%和22.05%,土壤层(0—80 cm)分别占32.03%、69.87%、76.20%和72.12%;土壤层氮储量占生态系统总储量的76.80%—92.58%。植物残体碳氮储量分别占生态系统总储量的4.40%—9.83%和2.94%—7.08%,林下植被所占比例最小。空间格局上,岷江冷杉原始林植被部分具有较高的碳储量,应进行保护。3种恢复林分具有较高的碳汇潜力,且地上/地下碳储量较低,表明其碳汇潜力尤其表现在地上部分。天然次生林利于土壤有机碳的积累,而人工林乔木层碳储量较高。     

川西亚高山针叶林林窗特征的研究

为探讨川西亚高山针叶林的林窗干扰特征 ,对王朗自然保护区的这一植被类型进行了调查 ,分析了该类型森林中林窗的数量、大小、形状及其成因 ;林窗形成木 (GM )的类型、数量和物种构成。结果表明 ,在川西亚高山原始针叶林林区 ,大多数形成木都是因树木达到一定年龄后衰老等原因引起其抗性下降而死亡的 ;由树木基折形成的林窗最为普遍 ,占 5 1 2 3% ,由干折形成的占 2 0 37% ;单株形成木林窗几乎达到所调查林窗的一半 (占总数的 4 6 99% ) ,平均每个林窗拥有 1 95株形成木。扩展林窗大小多在 10 0～ 4 0 0m2 ,10 0～ 2 0 0m2 所占的数量比例最大 ,占 2 6 5 1% ;而 30 0～ 4 0 0m2 所占的面积比例则最大 ,占 2 2 6 4 %。冠空隙的面积多在 2 0 0m2 以下 ,其中以 5 0～ 10 0m2 所占的数量比例和面积比例均为最大 ,分别为 32 5 3%、17 72 %。冠空隙、扩展林窗的平均面积为 71 6 8m2 、15 4 14m2 。     

川西亚高山森林林窗对凋落枝早期分解的影响

林窗调控的土壤水热环境和分解者群落结构可能深刻影响凋落物分解过程, 已有的研究结果具有不确定性。为了解高海拔森林林窗面积对凋落枝分解的影响, 采用凋落物分解袋法, 于2012-2016年冬季和生长季节, 研究了川西亚高山森林255-290 m ²(FG1)、153-176 m ²(FG2)、38-46 m ²(FG3) 3种面积林窗和林下对岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落枝质量损失的影响。结果显示: 林窗面积大小显著改变了林窗和林下的雪被厚度、温度和冻融循环频次; 雪被厚度和温度以FG1林窗最高, 林下最低; FG1、FG2、FG3林窗和林下枝条分解4年后的质量残留率分别为59.9%、59.5%、62.1%和55.3%, 分解系数k值分别为0.127、0.131、0.120和0.135, 95%分解时间分别为23.6、22.7、25.0和22.2 a; 与林下相比, 林窗显著增加了第一年和第二年生长季节的质量损失速率, 降低了第一年和第四年冬季的枝条质量损失速率; 林窗大小对质量损失速率的影响随分解时期变化差异明显, 质量损失速率在第一年和第三年冬季随林窗面积增大而增大, 在第三年生长季节随林窗面积增大而降低; 枝条质量损失的比例在第一年最高, 随林窗面积增加而增加, 且冬季高于生长季节。综上所述, 林窗环境变化深刻影响亚高山森林凋落枝分解, 但这种影响随林窗面积和分解时间有所差异。     

Effects of forest gap size on initial decomposition of twig litter in the subalpine forest of western Sichuan,China

林窗调控的土壤水热环境和分解者群落结构可能深刻影响凋落物分解过程, 已有的研究结果具有不确定性。为了解高海拔森林林窗面积对凋落枝分解的影响, 采用凋落物分解袋法, 于2012-2016年冬季和生长季节, 研究了川西亚高山森林255-290 m ²(FG1)、153-176 m ²(FG2)、38-46 m ²(FG3) 3种面积林窗和林下对岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落枝质量损失的影响。结果显示: 林窗面积大小显著改变了林窗和林下的雪被厚度、温度和冻融循环频次; 雪被厚度和温度以FG1林窗最高, 林下最低; FG1、FG2、FG3林窗和林下枝条分解4年后的质量残留率分别为59.9%、59.5%、62.1%和55.3%, 分解系数k值分别为0.127、0.131、0.120和0.135, 95%分解时间分别为23.6、22.7、25.0和22.2 a; 与林下相比, 林窗显著增加了第一年和第二年生长季节的质量损失速率, 降低了第一年和第四年冬季的枝条质量损失速率; 林窗大小对质量损失速率的影响随分解时期变化差异明显, 质量损失速率在第一年和第三年冬季随林窗面积增大而增大, 在第三年生长季节随林窗面积增大而降低; 枝条质量损失的比例在第一年最高, 随林窗面积增加而增加, 且冬季高于生长季节。综上所述, 林窗环境变化深刻影响亚高山森林凋落枝分解, 但这种影响随林窗面积和分解时间有所差异。     

川西亚高山箭竹群落枯枝落叶层生物化学特性

对川西亚高山3个不同箭竹群落枯枝落叶层现存量及生物化学特性作了初步研究,结果表明(1)枯枝落叶层贮量箭竹-冷云杉林(46.3×103kg/hm 2)＞箭竹-桦木-冷云杉林(25.8×103kg/hm2)＞箭竹-桦木林(6.5×103kg/hm2).(2)各林型枯枝落叶层营养元素贮量(kg/hm2)箭竹-冷云杉林为N 553.14,P 54.63,K 164.75,Ca 606.12,Mg 125.78,箭竹-桦木-冷云杉林为N269.45,P 23.61,K 96.31,Ca 367.04,Mg 79.08,箭竹-桦木林为N 68.69,P 7.73,K 27.64,Ca 21.66,Mg11.45;各元素贮量分布规律箭竹-冷云杉林和箭竹-桦木-冷云杉林为Ca＞N＞K＞Mg＞P,箭竹-桦木林则是N＞K＞Ca＞Mg＞P.(3)箭竹-冷云杉林和箭竹-桦木-冷云杉林枯枝落叶层有机质(如有机碳、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物等)含量分布格局均为未分解凋落物层(L)＞半分解层(F)＞腐殖质层(H),有机质贮量分布格局为H层＞F层＞L层,箭竹-桦木林各亚层有机质含量及贮量均为L-F层＞H层;箭竹-桦木林、箭竹-桦木-冷云杉林和箭竹-冷云杉林枯枝落叶层有机质平均分解率分别为38.15%、23.54%、19.14%.(4)各林型枯枝落叶层微生物(细菌、真菌、放线菌)数量、酶(酸性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶)活性箭竹-冷云杉林与箭竹-桦木-冷云杉林均为F层＞L层＞H层,箭竹-桦木林为H层＞L-F层.结果表明随着箭竹-桦木林向箭竹-桦木-冷云杉林及箭竹-冷云杉林恢复演替,林下枯枝落叶层微生物数量、酶活性逐渐降低,凋落物平均分解率降低,凋落物、有机质及营养元素逐渐积累,养分循环速率逐渐降低.     

萘对川西亚高山森林土壤微生物量、丰度和磷脂脂肪酸的影响

萘作为土壤动物化学抑制剂已在土壤动物生态功能的研究中广泛使用,但其非目标效应使其应用仍存在很大的不确定性。为了解在亚高山森林土壤应用萘抑制土壤动物群落的非目标效应,以川西亚高山森林土壤为研究对象,采用微缩实验研究了土壤微生物生物量、丰度和磷脂脂肪酸对萘胁迫的短期响应。结果表明,萘处理和对照的土壤微生物生物量碳(MBC)、真菌丰度以及细菌、真菌、革兰氏阳性菌(G~+)和革兰氏阴性菌(G~-)PLFAs含量在整个培养期间表现为降低的变化趋势,二者的土壤微生物生物量碳和G~+PLFAs含量以培养52d最低,细菌、真菌和G~-PLFAs含量以培养的45d最低。萘处理和对照的微生物生物量氮(MBN)含量表现出先升高后降低的动态,微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)则表现为相反趋势。对照的真菌/细菌PLFAs比值呈现先升高后降低的动态,以培养的17d最高,但萘处理的真菌/细菌PLFAs比值无明显变化规律;萘处理的G~+/G~-PLFAs比值表现为降低的变化趋势,对照的G~+/G~-PLFAs比值表现为先降低后升高的趋势。萘处理仅显著影响了G~+/G~-PLFAs比值,但萘处理和采样时间的交互作用显著影响MBC/MBN、细菌丰度、真菌/细菌丰度比以及细菌、真菌的PLFAs含量、真菌/细菌PLFAs比值、G~+/G~-PLFAs比值。萘作为土壤动物抑制剂对川西亚高山森林土壤微生物群落的非目标效应具有时间变异性。     

川西亚高山针阔混交林乔木层生物量、生产力随海拔梯度的变化

川西亚高山针阔混交林是该地区云冷杉暗针叶林大规模采伐后自然恢复形成的主要次生林类型之一,是由采伐迹地向顶极暗针叶林演替过程中的重要阶段。采用样地调查与异速生长模型相结合的方法,研究了川西亚高山林区4个海拔梯度(A:2900—3050m;B:3150—3300m;C:3300—3450m;D:3450—3550m)40a生针阔混交林的生物量与生产力变化。结果表明,林分乔木层生物量、生产力随海拔上升而不断下降,分别由A梯度的157.07t/hm2、3.43t·hm-·2a-1下降到D梯度的54.65t/hm2、1.36t·hm-·2a-1,气温的海拔间差异以及林分密度的递减是影响林分生物量、生产力变化的主要原因;阔叶类树种单株平均生物量、生产力随海拔升高而显著下降,由A梯度的200.55kg、4.96kg/a下降到D梯度的47.86kg、1.19kg/a;而针叶类树种单株平均生物量、生产力则逐渐上升,由A梯度的51.57kg、1.28kg/a上升到D梯度的73.88kg、1.84kg/a,但未达显著水平,阔、针叶类树种生物量、生产力变化分异是物种的生物学特性和林分环境共同作用的结果。相关分析显示,该地区阔叶类树种对海拔梯度的响应比针叶树种更为敏感和显著。     

萘对川西亚高山森林土壤呼吸、养分和酶活性的影响

萘作为土壤动物化学抑制剂已在土壤动物生态功能的研究中广泛使用,但其非目标效应使其应用仍存在很大的不确定性.为了了解在亚高山森林土壤应用萘抑制土壤动物群落是否存在非目标效应,以青藏高原东缘的川西亚高山森林土壤为研究对象,采用微缩试验研究了萘对土壤呼吸速率、养分含量和酶活性的短期影响.结果表明: 萘处理显著抑制了培养0～10 d的土壤呼吸速率,随后(24～52 d)表现出明显的促进作用.萘处理显著影响了土壤铵态氮和硝态氮含量的动态变化,萘处理铵态氮和硝态氮含量分别以培养的3和17 d最高,对照则以培养的45 d和结束时的52 d最高.萘处理土壤可溶性碳含量在培养3 d急剧增加后迅速降低,对照则略有升高后降低,而萘处理和对照的可溶性氮含量均表现为先升高后降低.萘处理和对照的土壤酶活性均具相似的动态规律,两者的脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别在培养45、38和10 d至最高.萘处理和采样时间的交互作用显著影响了土壤呼吸速率,以及土壤铵态氮、硝态氮和可溶性氮含量,但对可溶性碳含量、蔗糖酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性的影响不显著.萘作为驱虫剂的非目标效应可能在短期内对川西亚高山森林土壤的氮循环过程产生强烈的影响.     

Seed rain and soil seed bank of Picea asperata Mast. in subalpine coniferous forest of western Sichuan,China

Abstract

Dragon spruce (Picea asperata Mast.) is widely planted on clear-cuts from natural subalpine coniferous forests in western Sichuan. To assess the natural regeneration potential of this species in spruce plantations of different ages, field studies on the seed rain, seed bank, and seedling recruitment were conducted in 20-year, 30-year, and 60-year plantations, and in a retained natural forest ca. 150 years old for comparison. Moreover, a series of temperature and light regimes were also designed in March 2003 to test germination/dormancy responses of the P. asperata seeds to different conditions. In the plantations considered, both the densities of seed rain and soil seed bank increased with increasing stand age, whereas they were both low beneath the natural forest partially due to low adult density of P. asperata adult trees. P. asperata has a transient seed bank, and ca. 60% of seeds were found in the litter layer. Seed decay and seed predation were the two most important factors affecting soil seed bank dynamics, which caused a number of seed losses from the soil. Only a small fraction germinated and produced seedlings, and the indices of the losses from the seed bank via germination in the 30-year plantation, 60-year plantation and natural forest were 4.75, 5.10, and 2.80%, respectively. High seedling mortality was observed after seedling emergence, and most of the germinated seedlings died out within one growing season. The P. asperata seeds showed a high percent germination and no significant differences under most light and temperature regimes except for full sunlight or temperature below 5°C. In conclusion, despite a substantial number of seed produced, the high depletion of soil seed, the low seedling output, and high seedling mortality may obscure the natural regeneration potential of this tree species.     

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。