秦岭锐齿栎林土壤酶活性与化学计量比变化特征及其影响因素

研究微尺度海拔梯度土壤酶活性与化学计量学比值的动态变化及驱动因素对于探讨生态系统养分循环过程具有重要意义。该研究以秦岭太白山6个海拔(分别为1 308、1 403、1 503、1 603、1 694和1 803 m)的锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)林作为研究对象, 测定锐齿栎叶片、凋落物、细根和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量以及碱性磷酸酶(AKP)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)、木糖苷酶(βX)与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性, 探究不同海拔植物、土壤、酶含量如何变化及驱动土壤酶活性变化的主要因子。结果表明: 5种土壤酶活性在海拔梯度上表现出不同的变化趋势, CBH和βG活性随海拔升高整体呈先增后减趋势, βX与之相反; NAG与AKP活性在1 408-1 694 m呈下降趋势, 在1 803 m处有所升高; 土壤总体酶活性随海拔上升整体表现为降低趋势。相关性分析表明, 土壤酶活性及其化学计量比不同程度上受到植物和土壤C、N、P资源及土壤水热条件等的调控, 其中与土壤有机碳含量的相关性较高, 土壤有机碳含量可被认为是锐齿栎林中影响土壤酶活性变化的主要因子。总之, 土壤酶活性及化学计量比在微尺度海拔梯度上具有差异性, 且受到植物和土壤C、N、P资源的综合影响。     

松栎林天然更新模拟与不确定性分析

森林天然更新的复杂性和不确定性是森林生态系统动态预测中的关键问题。本研究引入贝叶斯技术和全局敏感性分析,构建基于竞争、气候和地形3类因子的秦岭松栎林天然更新模型。备选模型形式以泊松(Poisson)模型、负二项(negative binomial,NB)模型、零膨胀泊松(zero-inflated Poisson,ZIP)模型和零膨胀负二项(zero-inflated negative binomial,ZINB)模型为基础。同时,根据模型参数传递的不确定性量化分析结果,阐释影响森林更新小概率事件的主导因子。结果表明: ZINB模型在油松和锐齿栎更新模拟中均优于其他模型。林分总断面积、光截留、坡位和生长季最低温是影响松栎林中油松天然更新的最关键因子;而林分总断面积、坡向与海拔的组合、年均温和最热季节降水量则是影响松栎林中锐齿栎天然更新的关键因子。油松更新模拟中,各类因子对模型输出的不确定性贡献率从小到大依次为: 竞争因子(25%)＜气候因子(29%)＜地形因子(46%);锐齿栎更新模拟中为: 气候因子(12%)＜竞争因子(24%)＜地形因子(64%)。油松天然更新数量对生长季最低温和最干季节降水量为正响应,对最干季节均温为负响应;锐齿栎天然更新数量对年均温、生长季最低温和最热季节降水量为正响应,对最干季节均温为负响应。基于贝叶斯技术的ZINB模型可以量化森林更新的影响因子,并解释参数传递的不确定性,是预测森林天然更新的有力工具。     

密度制约对宝天曼落叶阔叶林锐齿栎死亡前后分布格局的影响

为了在温带和亚热带的过渡带中验证森林树木死亡是否受密度制约的影响, 我们在宝天曼国家级自然保护区选择1个100 m×100 m的暖温带落叶阔叶林样地, 用双变量函数g(r)(the pair-correlation function)研究了锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)死亡前(活树和枯木统称为死亡前树木)和死亡后(活树为死亡后树木)的分布格局。把样地中的锐齿栎分为幼树(1 cm ≤ DBH<10 cm)、小树(10 cm ≤ DBH<20 cm)和成年树(DBH≥20 cm)3个不同的生长阶段来研究密度制约对空间分布格局的影响机制。结果表明: (1)死亡前锐齿栎在r>5 m尺度呈聚集分布, 死亡后幼树(1 cm≤DBH<10 cm)和成年树(DBH≥20 cm)在1-25 m尺度呈现随机分布, 死亡后小树(10 cm≤DBH< 20 cm)在r<1.5 m和2.5-4.5 m的尺度为随机分布, 在r>5 m的尺度呈聚集分布; (2)采用随机标签零模型和案例-对照设计的方法, 排除生境异质性影响后, 将幼树和小树的分布格局作为案例, 将成年树的分布格局作为对照, 并代表生境异质性的作用, 通过小径级树木与成年树分布格局的对比发现, 密度制约效应对死亡前后的锐齿栎分布格局均具有影响; (3)幼树和小树在成年树周围的分布死亡前为显著聚集分布格局, 死亡后剩余树木的聚集强度下降; 随着与成年树之间距离的增加, 死亡后的幼树(仅包括现存的活树)逐渐向随机分布格局演替。本研究初步表明锐齿栎空间格局受生境异质性的影响并呈现出显著的聚集效应, 排除生境异质性影响后, 锐齿栎死亡前后的空间格局受到密度制约的影响, 这一结果为Janzen-Connell假说提供了支持。     

A comparison of spectral reflectance indices in response to water: A case study of Quercus aliena var. acuteserrata

Aims Using leaf spectral reflectance to detect plant status in real time and non-destructively is a new method of forest drought assessment, but each spectral index possesses considerable moisture sensitivity. Therefore, determining moisture index applicable to tree leaf and its sensitive spectral index are both very important. Methods This study selected Quercus aliena var. acuteserrata leaves in different growth stages and canopy positions as the research object, and measured leaf moisture index and its synchronous reflectance spectral response curve during the dehydration process, explored the relationship between changes of leaf spectral reflectance and water status, compared and evaluated the advantages and disadvantages of correlation between the moisture indices of leaves in different growth stages and space positions and different spectral reflectance indices. Important findings Results indicated: (1) The variability of relative water content (RWC) and equivalent water thickness (EWT) in different growth stages and canopy positions was smaller than specific leaf water content (SWC) and leaf moisture percentage on fresh quality (LMP) as measured by the four different moisture indices. RWC and EWT could steadily characterize the holistic water status of trees, and they had greater spectral sensitivity. Therefore, they were suitable for application in remote sensing detection. (2) Spectral reflectance difference analysis and spectral reflectance sensitivity analysis showed that the leaf spectral sensitivity is strongly influenced by growth stage. In short wave infrared region, spectral reflectance of mature leaves changed slightly in the initial stage of dehydration stress, but new expended leaves showed obvious spectral differences during the dehydration process. (3) Through the correlation analysis between 15 different spectral indices and moisture indices, we found that water index (WI)-RWC and double difference index (DD_{n (1530,525)})-EWT has higher correlation. The fitted relations of WI-RWC are greatly influenced by leaf growth stage and canopy position, while those of DD_n(1530,525)- EWT are more stable.     

Community characteristics and spatial distribution of dominant tree species in a deciduous broad-leaved forest of Muzhaling,Henan, China

Aims The objective of this paper is to quantify the species composition and spatial distribution pattern in a deciduous broad-leaved forest in temperate to subtropical ecological transition zone.
Methods In this study, a 3-hm² forest was selected in the temperate to subtropical ecological transition zone to analyze the community species composition, structure of diameter at breast height, community classification and spatial distribution pattern of dominant tree species.
Important findings Our results showed that in the plot there were 85 species, 52 genera and 31 families, mainly composed of Betulaceae, Celastraceae, Caprifoliaceae, Salicaceae and Aceraceae. Quercus aliena var. acuteserrata and Pinus armandii are dominant species of the community tree layer. The rare species and occasional species accounted for 20.0% and 28.24% of total species respectively. Size distribution of all species showed an invert J-shape, which indicates that the community is in a stable and normal growth status. Using multiple regression trees, the community in this plot can be divided into four categories: 1) Quercus aliena var. acuteserrata + Pinus armandii + Litsea tsinlingensis + Cerasus clarofolia + Lindera obtusiloba; 2) Quercus aliena var. acuteserrata + Salix chaenomeloides + Sorbus hupehensis; 3) Quercus aliena var. acuteserrata + Ailanthus altissima + Cerasus clarofolia + Litsea tsinlingensis; 4) Quercus aliena var. acuteserrata + Fraxinus chinensis + Litsea tsinlingensis + Philadelphus incanus. Under the completely random distribution model, the main species in the plot display clustered distributions, with the different species occurring in different habitat types, showing obvious terrain habitat preferences. However, under the heterogeneous Poisson distribution model, these species at different scales are distributed randomly or regularly. This study helps to understand the plant community species composition of the Muzhaling World Geopark, community structure and community distribution. The results show that the terrain habitat heterogeneity is an important factor influencing the spatial distribution of the species. The present work improves the understanding of plant community in Muzhaling World Geopark, and provides technical reference for biodiversity conservation and forest management of this area.     

河南木札岭温带落叶阔叶林群落特征及主要乔木空间分布格局

以木札岭世界地质公园3 hm²的温带落叶阔叶林为研究对象, 分析了群落的物种组成、胸径结构、群落分类和主要物种的空间分布格局。结果显示: 样地内共有木本植物31科52属85种, 以蔷薇科、桦木科、卫矛科、忍冬科、杨柳科和槭树科为主, 锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)和华山松(Pinus armandii)为群落内优势种, 稀有种和偶见种分别占总物种数的20.0%和28.24%。物种径级分布遵从典型的倒“J”型, 植物群落更新状况良好。多元回归树经过交叉验证认为可将该样地划分为4个群落类型: 1)锐齿槲栎+华山松+秦岭木姜子(Litsea tsinlingensis) +微毛樱桃(Cerasus clarofolia) +三桠乌药(Lindera obtusiloba)群落; 2)锐齿槲栎+腺柳(Salix chaenomeloides) +湖北花楸(Sorbus hupehensis)群落; 3)锐齿槲栎+臭椿(Ailanthus altissima) +微毛樱桃+秦岭木姜子群落; 4)锐齿槲栎+白蜡(Fraxinus chinensis) +秦岭木姜子+山梅花(Philadelphus incanus)群落。在完全随机分布模型下, 样地中主要物种在整个研究尺度中全部呈聚集分布, 并且这些物种主要聚集分布在不同的生境中, 具有明显的地形生境偏好;在异质性泊松分布模型下, 这些物种在不同尺度上主要呈随机分布或规则分布。该研究结果表明地形生境异质性是影响木札岭样地物种空间分布的重要因素。通过该研究可增加对木札岭世界地质公园植物组成、群落结构和群落分布的认识, 同时可为该区域生物多样性保护和森林管理提供参考。     

Effects of tree mortality on the spatial patterns and interspecific associations of plant species in a Quercus aliena var. acuteserrata forest in Baotianman,Henan, China

Aims Tree mortality is an important ecological process in forest ecosystems. The aims of this study were to determine how tree mortality influences the spatial patterns and interspecific associations of plant species, and what are the causes of tree mortality in a 1 hm² permanent plot in Baotianman National Nature Reserve, Nanyang City, Henan Province.
Methods We conducted field investigations in the plot and used spatial point pattern analysis to examine the spatial patterns and interspecific associations of 17 species prior to and following mortality.
Important findings (1) Most of the species in the study plot showed an aggregated distribution both pre- and post-mortality. However, the number of species showing aggregated distribution decreased and the number of species showing random distribution increased following the mortality event. (2) Most species were positively associated with Quercus aliena var. acuteserrata both pre- and post-mortality, while some had no apparent association. Following tree mortality, on fine scales, the number of species with positive associations increased, and the number of species with negative associations decreased. (3) Tree mortality was in consistency with the random death hypothesis. The interspecific associations of four species with Q. aliena var. acuteserrata completely changed following death. For most species, the spatial patterns and the interspecific association with Q. aliena var. acuteserrata either changed at minor scales or did not change. The variations in spatial patterns or interspecific associations were inconsistent among species. (4) The dead trees of Q. aliena var. acuteserrata were significantly associated with the living trees in 13 species, but the associations between dead and living trees were not in agreement with the changes in interspecific association following mortality. Only five living tree species competed with the dead trees of Q. aliena var. acuteserrata, and the competition between each of these species and Q. aliena var. acuteserrata intensified after individual death. Tree mortality is the result of a variety of factors. Although the tree mortality in the study plot was in accordance with the random death hypothesis, there were also a few individuals which were dead from competition.     

Free radical scavenging and hepatoprotective actions of Quercus aliena acorn extract against CCl4-induced liver

In the present study, we investigated the protective effect of Quercus aliena acorn extracts against CCl₄-induced hepatotoxicity in rats, and the mechanism underlying the protective effects. Aqueous extracts of Quercus aliena acorn had higher superoxide radical scavenging activity than other types of extracts. The Quercus aliena acorn extracts displayed dose-dependent superoxide radical scavenging activity (IC₅₀ = 4.92 μg/ml), as assayed by the electron spin resonance (ESR) spin-trapping technique. Pretreatment with Quercus aliena acorn extracts reduced the increase in serum aspartate aminotransferase (AST) and serum alanine aminotransferase (ALT) levels. The hepatoprotective action was confirmed by histological observation. The aqueous extracts reversed CCl₄-induced liver injury and had an antioxidant action in assays of FeCl₂- ascorbic acid induced lipid peroxidation in rats. Expression of cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) mRNA, as measured by RT-PCR, was significantly decreased in the livers of Quercus aliena acorn-pretreated rats compared with the livers of the control group. These results suggest that the hepatoprotective effects of Quercus aliena acorn extract are related to its antioxidative activity and effect on the expression of CYP2E1.     

Effects of desertification on the C:N:P stoichiometry of soil,microbes, and extracellular enzymes in a desert grassland

为探讨荒漠草地沙漠化对“土壤-微生物-胞外酶”系统生态化学计量的影响机理, 该研究采用空间序列代替时间演替的方法, 研究了宁夏盐池荒漠草地沙漠化过程中土壤、土壤微生物及土壤胞外酶碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量的变异特征。结果表明: (1)随着荒漠草地沙漠化的不断加剧, 土壤C、N、P含量和土壤C:P、N:P均呈降低趋势, 而土壤C:N逐渐增加。(2)荒漠草地沙漠化过程中, 土壤微生物生物量C (MBC):微生物生物量P (MBP)、微生物生物量N (MBN):MBP和土壤β-葡萄糖苷酶(BG):N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)逐渐降低, 而土壤BG:磷酸酶(AP)和NAG:AP基本表现为增加趋势。(3)随着荒漠草地沙漠化程度的加剧, 土壤微生物C利用效率CUE_C:N和CUE_C:P与土壤微生物N利用效率NUE_N:C和土壤微生物P利用效率PUE_P:C的变化趋势相反。(4)荒漠草地土壤、土壤微生物生物量和土壤胞外酶C:N化学计量(C:N, MBC:MBN, BG:NAG)与土壤、土壤微生物生物量和土壤胞外酶N:P化学计量(N:P, MBN:MBP, NAG:AP)显著负相关, 而土壤和胞外酶C:N化学计量(C:N, BG:NAG)与土壤和胞外酶C:P化学计量(C:P, BG:AP)显著正相关。土壤N:P与土壤MBN:MBP显著正相关, 而与土壤NAG:AP显著负相关。分析表明, 荒漠草地沙漠化过程中土壤微生物生物量及胞外酶活性随着土壤养分的变化而发生变化; 微生物-胞外酶C:N:P生态化学计量与土壤养分存在协变关系, 为理解荒漠草地土壤-微生物系统C、N、P循环机制提供理论依据。     

秦岭优势乔木锐齿槲栎的空间分布格局及种内关联

为探究锐齿槲栎种群的空间分布特征及关联性,本研究以秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林25 hm²森林样地内优势树种锐齿槲栎为对象,采用成对相关函数g(r)对其空间格局及其种内关联性进行了研究。结果表明: 锐齿槲栎径级结构呈“双峰”型,幼树(1 cm≤胸径DBH＜5 cm)个体数较多,种群呈增长型结构,更新良好;中树(15 cm≤DBH＜25 cm)比大树(25 cm≤DBH＜35 cm)、老树(DBH≥35 cm)的个体数略多,但远少于幼树和小树(5 cm≤DBH＜15 cm)。锐齿槲栎空间分布具有明显的海拔依赖性,主要分布在中高海拔地区。完全空间随机零模型分析表明,各径级个体在＜60 m的大尺度范围聚集分布。使用异质泊松模型剔除生境异质性分析表明,各径级的个体转变为大尺度的随机分布,表明树种的分布明显受到生境变化的影响。在＜40 m的小尺度范围内,径级差距小的个体间的空间关联性为正关联,径级差距大的个体间的空间关联性转变为负关联和无关联;在＞40 m的大尺度范围内,大径级个体间的空间关联性为正关联,而幼树和其他径级个体间的空间关联性为负关联或无关联。锐齿槲栎自身生物学特性和环境异质性是种群空间格局形成的重要原因。     

渭北旱地苹果园生草覆盖下不同肥料配施对土壤养分和酶活性的影响

试验采取裂区设计,主处理分别为行间生草覆盖和清耕,副处理为4个施肥处理,具体为不施肥(CK)、单施有机肥(M)、氮磷钾配合(NPK)、有机肥与氮磷钾肥配合(MNPK),采用微孔板荧光法研究生草覆盖条件下不同肥料配施对果园土壤酶活性的影响.结果表明: 生草刈割覆盖后土壤含水量、有效磷、硝态氮含量和β-1,4-木糖苷酶(βX)、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)活性均显著高于刈割前,土壤全氮、有机碳含量和碱性磷酸酶(AKP)活性在刈割前后差异均不显著.生草覆盖处理的土壤全氮、有机碳含量和土壤βX、NAG、βG、CBH、AKP活性在刈割前后均显著高于清耕处理,但土壤含水量、有效磷、硝态氮含量在刈割前则显著低于清耕处理.生草覆盖条件下,有机肥添加处理(M和MNPK处理)的土壤全氮、有效磷、有机碳含量在刈割前后均显著高于CK和NPK处理,其中MNPK处理的βX、βG、CBH、NAG、AKP等 5种酶活性在刈割后均显著高于NPK处理.清耕条件下,MNPK处理的土壤有效磷、有机碳、硝态氮、全氮含量和βG、CBH、AKP活性在刈割前后均显著高于CK和NPK处理.冗余分析结果表明,土壤酶活性与土壤养分因子之间存在显著相关关系,可以利用土壤酶活性来反映土壤肥力状况.综上所述,生草覆盖条件下,有机无机配施显著提高了土壤养分含量、增强了土壤酶活性,是改善当前果园土壤质量下降的重要措施,对当地苹果产业的可持续发展具有重要意义.     

氮添加对湿地松林土壤水解酶和氧化酶活性的影响

通过3个水平野外氮添加控制试验(0、40、120 kg N·hm^-2·a^-1),研究氮添加对亚热带湿地松林土壤水解酶和氧化酶活性的影响.结果表明: 氮添加显著抑制了土壤有机质中碳、氮、磷水解酶和氧化酶的活性,导致β-1,4-葡糖苷酶(BG)、纤维素二糖水解酶(CBH)、β-1,4-乙酰基-葡糖胺糖苷酶(NAG)、过氧化物酶(PER)活性下降16.5%～51.1%,并且高水平氮添加对酶活性抑制效果更明显;氮添加导致α-1,4-葡糖苷酶(aG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)、酸性磷酸酶(AP)、多酚氧化酶(PPO)活性降低14.5%～38.6%,不同水平氮添加处理间差异不显著.土壤酶活性存在明显的季节性差异,BG、NAG、BX、CBH、AP、PPO活性表现为3月>6月>10月,aG、PER活性表现为10月>3月>6月.多数土壤水解酶和氧化酶与pH呈显著正相关,与NO₃^--N含量呈显著负相关,表明氮添加导致pH降低和土壤中硝化作用增强,抑制了土壤水解酶和氧化酶活性.氮添加不利于亚热带土壤有机质的矿化和周转,并且随着氮添加量的增加,效果更明显.     

川西亚高山不同演替阶段天然次生林土壤碳氮含量及酶活性特征

为了解次生林自然更新演替过程中土壤碳氮含量及酶活性的变化规律, 采用空间代替时间的方法, 在川西亚高山米亚罗林区选取环境条件基本一致的20世纪60、70和80年代采伐迹地自然更新演替的次生林(60-NSF、70-NSF和80-NSF)和岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林(对照, CK)为对象, 研究了表层(0-20 cm)土壤碳氮含量和土壤酶活性的关系。结果表明: 表层土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)含量均随森林植被更新演替呈显著降低趋势, 而全氮(TN)和可溶性有机氮(DON)含量则表现为60-NSF < 80-NSF < 70-NSF, 但70-NSF和80-NSF间差异不显著; 次生林表层土壤有机碳氮及其活性组分含量均低于CK, 其中80-NSF的DOC和DON含量与CK差异不显著。次生林的β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和多酚氧化酶(PHO)活性均显著低于CK, 纤维素水解酶(CBH)和过氧化物酶(PEO)活性与CK无显著差异; 天然次生林中, 60-NSF的βG和CBH活性显著低于70-NSF和80-NSF; 80-NSF的NAG活性显著高于60-NSF和70-NSF; 4种林型之间的PEO活性无显著性差异。Pearson相关分析和冗余分析显示, 土壤TN、LFOC和DOC含量与土壤酶活性显著相关, 其中TN含量解释了酶活性变化的65.4%, 说明土壤氮含量变化可能会影响到土壤碳的水解酶活性, 同时也表明土壤微生物优先利用易分解碳和氮。因此, 次生林近60年的天然更新演替引起了TN、LFOC及DOC含量的显著下降, 导致表层土壤某些胞外酶(如βG、CBH和NAG)活性降低。从土壤酶活性角度看, 岷江冷杉原始林比早期演替阶段的次生林(<60 a)更有利于川西亚高山高海拔森林生态系统的碳氮循环。     

Responses of soil extracellular enzyme activities to carbon input alteration and warming in a subtropical evergreen broad-leaved forest

土壤胞外酶来源于土壤微生物、植物和动物, 是土壤生物地球化学过程的积极参与者, 在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。为探明土壤胞外酶活性对碳输入变化及增温的响应, 该研究基于长期增温、去除地表凋落物(以下简称去凋)和切根处理的云南哀牢山亚热带常绿阔叶林控制实验平台, 研究了不同处理(对照、去凋、切根、切根并增温)下表层矿质土壤(0-5和5-10 cm)与碳氮磷获取相关的胞外酶活性, 包括多酚氧化酶(POX)、过氧化物酶(PER)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)。结合铵态氮(NH₄⁺-N)含量、硝态氮(NO₃^--N)含量、溶解有机碳(DOC)含量、溶解总氮(DN)含量、土壤含水量(SWC)等相关指标, 探讨凋落物碳输入、根系碳输入和温度变化对土壤胞外酶活性及其生态化学计量特征的影响。研究结果表明: 在对照样方, 除POX外其余酶活性均为0-5 cm层显著高于5-10 cm层。与对照相比, 长期的凋落物去除显著降低了0-5 cm层土壤AP和BG活性, 对NAG、PER和POX活性则无显著影响; 长期切根处理显著降低了0-5 cm层土壤BG活性, 但提高了两个土层PER活性; 长期切根并增温处理显著降低了0-5 cm层AP和BG活性, 对其余酶活性无显著影响。冗余分析结果显示SWC和NH₄⁺-N含量是驱动土壤酶活性变化的重要因子。本研究为该生态系统土壤碳氮磷生物地球化学关键过程对全球变化的响应提供了土壤酶学的依据。     

生境对啮齿动物介导下锐齿槲栎种子命运的影响

干扰作为森林演替的驱动力,在改变森林结构和地表植被的同时也对林内动物介导下的种子扩散过程产生影响.本研究采用塑料标签标记法,选取秦岭林区不同人为干扰后形成的3种类型生境(未抚育林分、抚育3年后林分、裸地),研究啮齿动物扩散行为对不同生境类型锐齿槲栎种子命运的响应.结果表明:抚育3年后林分的种子扩散速率最大,裸地扩散速率最小.裸地的种子原地取食率显著低于未抚育(25.0%)和抚育3年后林分(36.3%),而抚育3年后林分的种子搬运后取食率显著高于未抚育林分(17.3%)和裸地(5.0%),且抚育3年后的林分中被啮齿动物分散埋藏的种子比例最高(4.3%).种子扩散距离以抚育3年后林分最大(26 m),且扩散距离显著大于裸地和未抚育林分.锐齿槲栎种子的初次扩散过程在不同生境中表现不同,其种子后期成苗率也存在差异.不同类型生境在一定程度上影响啮齿动物的觅食策略,最终导致不同的种子扩散模式和森林天然更新格局的形成.     

贺兰山不同海拔土壤酶活性及其化学计量特征

探讨干旱区脆弱山地森林生态系统土壤酶活性及其化学计量比沿海拔的变化特征及影响机制,对研究脆弱生态系统养分循环具有重要意义。本研究以贺兰山不同海拔(1380～2438 m)土壤为对象,分析土壤理化性质、土壤酶活性及酶化学计量比沿海拔的变化及其影响因素。结果表明: β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、土壤C/N和土壤C/P酶活性比值均随海拔升高表现出先增后减的变化趋势,在海拔2139 m处均处于较高水平;碱性磷酸酶(AKP)活性随海拔的升高整体上呈递增的趋势,在海拔2438 m处最高;亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性和土壤N/P酶活性比值随海拔升高变化趋势不显著。通过对比全球土壤酶化学计量值发现,贺兰山存在一定程度的N限制。除LAP外,其余3种酶活性均与土壤有机碳/全氮、土壤有机碳/全磷和全氮/全磷呈极显著正相关,与土壤pH值呈极显著负相关;LAP、土壤C/P和土壤N/P酶活性比值均与全磷呈极显著负相关。此外,AKP与土壤容重呈极显著负相关。     

中亚热带典型人工林土壤酶活性及其化学计量特征

以中亚热带典型的马尾松林、湿地松林和马尾松-木荷混交林(针阔混交林)为研究对象,分析不同林分类型下0～10和10～20 cm土层的β-D-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)、多酚氧化酶(POX)、过氧化物酶(POD)6种土壤酶活性,以及酶化学计量比及土壤理化性质特征,分析驱动中亚热带典型林分类型土壤酶活性及其计量比变异的主要因素。结果表明: 林分类型显著影响了土壤BG和LAP活性,表现为湿地松林10～20 cm土层土壤BG显著高于马尾松林,而LAP在马尾松林最高;湿地松林10～20 cm土层土壤BG/(NAG+LAP)、BG/AP显著高于马尾松林,而马尾松林(NAG+LAP)/AP显著高于湿地松林和针阔混交林;林分类型间酶化学计量的向量长度在10～20 cm土层差异显著,表现为湿地松林>针阔混交林>马尾松林。3种人工林酶化学计量的向量角度均大于45°,其中在湿地松林10～20 cm土层向量角度显著大于马尾松林。冗余分析表明,土壤碳质量指数和有机碳与全磷的比值(C/P)以及土壤含水量和C/P分别是0～10和10～20 cm土层土壤酶活性及其化学计量的关键影响因素,土壤碳和磷的数量和质量,以及土壤含水量在调节中亚热带人工林生态系统养分循环中发挥关键作用。     

Changes in soil-microbe-exoenzyme C:N:P stoichiometry along an altitudinal gradient in Mt. Datudingzi,Northeast China

海拔变化导致温度、水分、植被等条件的改变会显著影响土壤碳(C_soil)、氮(N_soil)、磷(P_soil)含量及其化学计量特征, 土壤微生物如何通过调整自身生物量和胞外酶化学计量特征进行适应仍不明确。为了研究海拔梯度变化对土壤微生物生物量和胞外酶活性的影响, 探索土壤-微生物-胞外酶C:N:P化学计量特征间的协变性, 该文以黑龙江省雪乡大秃顶子山800、1 100、1 600和1 700 m分布的典型生态系统(针阔混交林、针叶林、岳桦林和草地)为研究对象, 测定其C_soil、N_soil、P_soil含量, 微生物生物量C (C_mic)、N (N_mic)、P (P_mic)含量, 以及微生物获取C (β-1, 4-葡萄糖苷酶, BG), N (几丁质酶, NAG), P (酸性磷酸酶, AP)资源的相关胞外酶活性。结果表明: (1)海拔梯度变化对C_soil和C_mic含量没有显著影响; 不同海拔间土壤和微生物生物量N、P含量存在显著差异。(2) BG和NAG活性随着海拔的升高呈现显著降低趋势, 表明海拔升高导致的温度降低抑制了微生物的活性。(3)海拔对土壤C:N、微生物C:N:P以及胞外酶C:N:P均具有显著影响。胞外酶C:N:P随着微生物与土壤间C:N:P化学计量不平衡性(土壤C:N:P与微生物C:N:P的比值)的增加而逐渐降低。微生物可以通过调整自身生物量以及胞外酶C:N:P适应土壤化学计量特征的变异, 该结果支持了微生物的资源分配理论。     

喀斯特典型集水区土壤水解酶活性空间异质性及其影响因素

土壤酶是指示土壤质量的敏感指标,目前土壤酶活性的空间异质性及其影响因素还不清楚.本研究运用地统计学、普通克里格插值、单因素方差分析和相关分析,分析了贵州喀斯特小流域0～10 cm土壤β-1,4-葡糖苷酶(βG)、β-1,4-木糖苷酶(βX)、纤维素二糖水解酶 (CBH)、β-1,4-乙酰基-葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP)活性的空间异质性及其影响因素. 结果表明: 6种土壤水解酶活性分别具有不同的空间异质性,其中βX、CBH和AP最优理论模型为球状模型,βG和NAG最优理论模型为高斯模型,LAP最优理论模型为指数模型. βG、βX、CBH、NAG和LAP的结构方差比C/(C₀+C)分别为99.9%、99.9%、99.9%、76.3%和96.6%,具有强空间自相关性,受地形因素的影响较小.AP的C/(C₀+C)为50.0%,具有中等空间自相关性,较易受到随机因素的影响.各水解酶活性的变程均大于采样距离,表明本研究采样方法能够反映土壤酶活性在小集水区尺度的空间变异特征. 土地利用类型对NAG和AP影响显著,坡位对AP影响显著. AP与pH呈显著负相关,除NAG外,其他水解酶活性均与pH呈显著正相关.本研究为了解喀斯特典型集水区土壤水解酶的空间分布机理提供了依据.     

秦岭辛家山林区锐齿栎外生菌根真菌多样性

以秦岭辛家山林区锐齿栎为研究对象,通过野外调查结合形态学和分子生物学方法,观察和鉴定与其共生的外生菌根真菌。结果确定了3种子囊菌和48种担子菌,分属于10科14属,其中毛革菌属Tomentella是优势类群,丝伞盖属1 Inocybe 1、Russula persicina、毛革菌属1 Tomentella 1、毛革菌属2 Tomentella 2、块菌属Tuber、绒盖牛肝菌属Xerocomus是常见种,其余都为稀有种。两样地锐齿栎外生菌根真菌除丰富度指数外,Simpson指数、Shannon指数以及Pielou均匀度指数差异不显著;Jaccard相似性指数和Sorenson相似性指数分别为0.1154和0.2069。