西南喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤化学计量特征

为了解西南喀斯特石漠化适生植物构树(Broussonetia papyrifera)对贫瘠土壤养分环境的适应策略, 及其细根、根际土壤的化学计量特征对石漠化等级的响应, 该研究以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树为研究对象, 运用生态化学计量学方法, 开展不同等级石漠化环境构树细根、根际土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全钙(Ca)及全镁(Mg)养分含量特征及C、N、P化学计量特征研究。结果表明, 除Ca含量外, 喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤的养分含量均处于较低水平; 细根N:P为12.59, 表明构树生长受N和P共同限制; 随着石漠化等级的增加, 细根C、N含量和C:N、C:P呈先降后升的变化趋势, K、P含量是则表现为先升后降, Ca、Mg含量和N:P无明显变化规律; 不同等级石漠化环境中的构树根际土壤N、P、K、Ca含量呈不同的变化趋势, 而C、Mg含量及C、N、P化学计量特征的变化较不显著; 细根与根际土壤的化学计量特征之间存在显著的相关性, 二者的C、P、Ca、Mg含量、C:N、C:P分别对应呈显著正相关关系, 而N含量呈极显著负相关关系; 细根的K含量则较为稳定, 几乎不受根际土壤养分的影响。     

樟子松林根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征,以不同林龄(28、37、46年生)樟子松人工林为研究对象,以樟子松天然林为对照,研究根际与非根际土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比,分析土壤性质与土壤化学计量特征间的相关性。结果表明：在樟子松人工林中,根际效应显著影响土壤N∶P,林龄显著影响土壤有机碳含量;各林龄人工林的土壤有机碳含量均显著低于天然林。人工林的根际与非根际土壤有机碳、全氮含量均随林龄增加先降低再升高;全磷含量在根际土壤中先升高再降低,在非根际土壤中先降低再升高。C∶N与C∶P在根际土壤中呈显著正相关,但在非根际土壤中不存在显著相关关系,说明根际土壤氮磷限制具有更高的协同性。根际与非根际土壤N∶P均值分别为4.98与8.40,表明樟子松人工林的生长受土壤N限制,且根际土壤受N限制程度更高。根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征受土壤性质的显著影响,其中,速效磷是最主要的驱动因子。呼伦贝尔沙地樟子松生长受N限制,其植物根系对土壤养分的富集与维持有明显作用,建议在樟子松生长阶段适当补充土壤氮素,并根据根际土壤氮磷限制的协同性适当补充磷素。     

高寒草甸根际土壤化学计量特征对草地退化的响应

为深入理解高寒草甸退化过程中根际和非根际土壤中碳(C)、氮(N)和磷(P)的化学计量特征和土壤养分的变化规律,并获得退化草地土壤养分和微生物养分限制的信息,本研究以祁连山东缘4个不同退化程度高寒草甸为对象,通过采集优势植物根际土(0~2 mm)和非根际土(0~10 cm)的土壤样品,分析了土壤C、N、P浓度和比例,土壤中可提取的C、N、P(Ext-C、Ext-N、Ext-P)的浓度和比例,参与C、N、P循环的胞外酶(β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、亮氨酸基肽酶、酸性磷酸酶)的活性和比例,以及土壤微生物生物量碳、氮、磷(MBC、MBN、MBP)的含量及比例.结果表明: 高寒草甸退化过程中优势植物根际养分含量高于非根际养分.随着高寒草甸退化程度的加剧,其土壤的C∶N∶P发生重大改变,表现出C∶N的严重失调,表明草地退化程度越高受到N的限制越严重.不同退化程度的高寒草甸中,经过对数转化的根际C-、N-和P-胞外酶的比例均偏离了在全球生态系统分析中获得的1∶1∶1比例,表明高寒草甸退化主要受到强烈的N限制,P次之.高寒草甸地区土壤全量养分含量较高,土壤中的速效养分较低,成为阻碍牧草生长的限制因子.     

酶化学计量揭示5年氮添加加剧毛竹林土壤微生物碳磷限制

土壤胞外酶活性和酶化学计量比能很好地反映土壤养分有效性和微生物对养分的需求变化。然而,氮(N)沉降对亚热带森林土壤微生物养分相对限制情况的影响尚不清楚。通过在亚热带毛竹林进行N添加试验来模拟N沉降,并在试验满5年时进行取样,测定不同处理下土壤养分和与碳(C)、N、磷(P)循环相关的酶活性,利用酶化学计量比及矢量分析探究微生物的养分分配情况。结果表明: N添加显著降低土壤可溶性有机碳、有效磷含量,显著提高有效氮含量。此外,N添加显著降低β-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)活性和NAG/微生物生物量碳(MBC),显著提高酸性磷酸酶(ACP)和ACP/MBC。低N和中N处理显著提高酶C/N、矢量长度和矢量角度,但显著降低酶N/P。冗余分析表明,N添加下,土壤有效磷含量的变化是影响土壤酶活性及酶化学计量比变化的主要因子。综上可知,N添加改变了微生物的养分获取策略,即通过减少分配给合成N获取酶的养分来增加合成P获取酶的养分。此外,N添加还加剧了微生物的C、P限制,未来可以施加适量P肥来提高亚热带毛竹林的土壤肥力。     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。     

荒漠草原不同植物根际与非根际土壤养分及微生物量分布特征

通过对宁夏荒漠草原6种地带性优势物种长芒草、蒙古冰草、甘草、牛心朴子、黑沙蒿和苦豆子植物根际与非根际土壤养分和微生物量分布特征进行研究,探讨不同植物根际养分的富集的相关性和差异性。研究结果表明:6种植物根际土壤养分和微生物量均表现出明显的富集效应,根际富集率大小依次为菊科(黑沙蒿)豆科(苦豆子、甘草)禾本科(长芒草、蒙古冰草)萝藦科(牛心朴子);全磷(TP)在根际和非根际中无显著差异(P0.05),其它土壤养分及理化指标在根际中均表现出显著富集(P0.05),土壤养分中以有机碳(SOC)的富集作用最为明显;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;不同荒漠植物根际与非根际SOC与全氮(TN)呈极显著线性关系(P0.01),TN与碱解氮之间呈极显著线性关系(P0.01),TP与有效磷(AP)没有显著的相关性(P0.05)。荒漠植物土壤有效养分在根际存在一定的富集,灌木和豆科植物的根际效应的大于禾本科植物,它们通过降低根际pH值可以提高根际养分,有利于在脆弱环境下对土壤养分的有效利用。     

不同地下滴灌制度下黄瓜根际微生物活性及功能多样性

采用微生物培养、BIOLOG碳素利用法和土壤酶活性测定等方法,分析了日光温室不同地下灌溉制度下黄瓜根际土壤中微生物活性及功能多样性.结果表明: 根际土壤微生物生物量C、N含量、基础呼吸、代谢熵、AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数随灌水量的增加呈先升高后下降的趋势;在0.8E_p(E_p为20 cm标准蒸发皿蒸发量)灌溉水平下,I2处理(灌水周期8 d)根际土壤微生物生物量C、N含量、基础呼吸、代谢熵、AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数显著高于I₁处理(灌水周期4 d).0.8E_p处理下,细菌、放线菌、自生固氮菌数量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著高于其他2个灌水量处理（0.6E_p和1.0E_p）;I₂处理的细菌和自生固氮菌数量、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性显著高于I₁处理,放线菌数量、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性与I₁处理差异不显著,而真菌数量显著低于I₁处理.I 20.8E_p处理使黄瓜根际土壤中微生物代谢活性和微生物群落功能多样性升高,微生物区系得以改善,土壤酶活性提高,促进黄瓜生长.     

西安市不同园林植物根际效应及生态化学计量特征研究

为了解西安市12种园林植物(三叶草、美人蕉、鸢尾、芍药、大叶女贞、桂花、香樟、广玉兰、石楠、夹竹桃、大叶黄杨和法国冬青)的根际效应及其生态化学计量特征,分析了各植物C、N、P与土壤C、N、P的相关性和差异性,以探讨园林植物的养分限制状况,为揭示城市生态系统植物的养分循环机制和植物对环境变化的响应与适应策略奠定基础。结果表明:(1)不同园林植物的根际土壤C、N、P均高于非根际土壤,表现出显著的富集作用,但不同植物的根际富集作用则不尽一致;根际土壤pH显著低于非根际;而且乔木对土壤C、N、P的吸收能力均较强。(2)不同园林植物土壤C、N、P垂直分布表现为依次递减趋势,呈现出明显的"表聚性"。(3)不同园林植物的相同器官中C、N、P含量均表现为乔木灌木草本,同种园林植物C、N、P含量在不同器官基本表现为叶茎根,说明不同植物对不同元素吸收迁移、累积不尽一致,并且不同器官对C、N、P元素的吸收、富集以及吸收特性也不同。(4)土壤C/N平均值依次表现为乔木草本灌木,但三者之间差异不显著,土壤C/P和N/P平均值依次表现为草本乔木灌木,土壤中较低的C/N和C/P初步说明了在自然条件下园林植物更容易受土壤N和P的限制。(5)叶片C/N平均值依次表现为灌木草本乔木,叶片C/P和N/P平均值依次表现为草本灌木乔木,而且三者之间差异均显著。(6)相关性分析显示,不同园林植物叶片C、N、C/N、N/P分别与所对应的土壤C、N、C/N、N/P呈显著相关关系,说明园林植物对营养元素的需求与土壤营养元素种类的供应基本保持一致,而土壤P含量对植物叶片P影响并不大。     

中国毛竹林碳氮磷生态化学计量特征

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程与功能的重要特征, 开展种群生态化学计量学研究可以细化植物种群化学计量学内容, 确定限制植物生长的元素类型, 同时为大尺度模型的发展提供数据基础。为阐明我国毛竹(Phyllostachys edulis)林C、N、P化学计量学特征, 通过对毛竹主要产区文献数据的搜集整理与分析, 探索我国毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统C、N、P及C:N、C:P、N:P生态化学计量特征, 以及不同组分生态化学计量特征与经纬度之间的关系。结果表明: 1)我国毛竹林叶片C含量为478.30 mg·g^-1, N含量为22.20 mg·g^-1, P含量为1.90 mg·g^-1, C:N为26.80, C:P为299.60, N:P为14.40; 毛竹林0-20 cm土层C含量为21.53 mg·g^-1, N含量为1.66 mg·g^-1, P含量0.41 mg·g^-1, C:N为14.20, C:P为66.74, N:P为4.28; 毛竹凋落物C含量为438.49 mg·g^-1, N含量为13.39 mg·g^-1, P含量为0.86 mg·g^-1, C:N为22.53, C:P为665.67, N:P为22.55。2)毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统中, C:N表现为: 叶片>凋落物>土壤, C:P和N:P均表现为: 凋落物>叶片>土壤, 叶片N、P再吸收率分别为39.68%和54.74%, 我国毛竹林生长发育总体上可能受到P限制或者N和P两种元素的双重限制。3)纬度梯度: 叶片N含量、N:P随纬度增加而增加, C:N随纬度增加而降低。经度梯度: 叶片N:P随经度增加而增加, P含量、C:N随经度增加而降低; 土壤C:N随经度增加而增加, N含量随经度增加而降低; 凋落物N含量随经度增加而降低。4)叶片N含量与年平均气温和年降水量均存在明显负相关关系, 但对温度的响应比降水更敏感, 叶片N含量与纬度呈正相关关系, 支持“温度-植物生理假说”, 反映了植物对自然环境的适应。     

亚热带人工林下植被根际土壤酶化学计量特征

为探讨林下植被根际土壤酶化学计量特征及其对林分类型和季节的响应, 该研究以江西省泰和县千烟洲试验站典型人工杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(Pinus elliottii)林林下优势灌草檵木(Loropetalum chinense)、杨桐(Adinandra millettii)、格药柃(Eurya muricata)、狗脊蕨(Woodwardia japonica)和暗鳞鳞毛蕨(Dryopteris atrata)为对象, 在植被生长初期(4月)和旺盛期(7月)测定优势灌草根际土壤与碳(C)循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、与氮(N)循环相关的β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)、与磷(P)循环相关的酸性磷酸酶(AP)活性、酶化学计量比及土壤理化性质。结果发现: (1)根际土壤与C和N循环相关的酶活性以及BG:AP (酶C:P)在不同林下植被之间存在显著差异, 而与P循环相关的酶活性差异不显著。林分类型和取样季节显著影响BG:(NAG+LAP)(酶C:N), 且林下植被类型、林分类型和取样季节交互影响酶C:P。主成分分析表明, 根际土壤酶的活性及计量比在不同林下植被(檵木不同于格药柃, 且二者显著区别于其他物种)、林分类型(杉木林区别于马尾松、湿地松林)和取样季节之间均存在显著差异。土壤硝态氮(NO₃ ^--N)、铵态氮(NH₄ ⁺-N)、可溶性有机碳(DOC)含量和碳氮比(C:N)是影响林下植被根际土壤酶的活性及化学计量比的主要因素。(2)标准主轴回归分析表明, 林下植被根际土壤lg(BG)、lg(NAG+LAP)和lg(AP)之间存在显著线性关系, lgBG:lg(NAG+LAP):lgAP (酶C:N:P)约为1:1:1.3, 酶C:P及(NAG+LAP):AP (酶N:P)分别为0.14和0.15。AP远大于BG和NAG+LAP的活性, 导致lg(BG)和lg(NAG+LAP)与lg(AP)的回归斜率极显著偏离1。说明林下植被根际土壤酶的活性及计量比受植被种类、林分类型及取样季节影响, 且基质有效性在其中发挥重要作用。相较于C循环和N循环, 微生物会分配更多资源用于P循环相关酶的生产, 暗示亚热带人工林林下植被根际土壤微生物生长和活性更易受P限制。     

Nitrogen cycling in canopy soils of tropical montane forests responds rapidly to indirect N and P fertilization

Although the canopy can play an important role in forest nutrient cycles, canopy‐based processes are often overlooked in studies on nutrient deposition. In areas of nitrogen (N) and phosphorus (P) deposition, canopy soils may retain a significant proportion of atmospheric inputs, and also receive indirect enrichment through root uptake followed by throughfall or recycling of plant litter in the canopy. We measured net and gross rates of N cycling in canopy soils of tropical montane forests along an elevation gradient and assessed indirect effects of elevated nutrient inputs to the forest floor. Net N cycling rates were measured using the buried bag method. Gross N cycling rates were measured using ¹⁵N pool dilution techniques. Measurements took place in the field, in the wet and dry season, using intact cores of canopy soil from three elevations (1000, 2000 and 3000 m). The forest floor had been fertilized biannually with moderate amounts of N and P for 4 years; treatments included control, N, P, and N + P. In control plots, gross rates of NH₄⁺ transformations decreased with increasing elevation; gross rates of NO₃^? transformations did not exhibit a clear elevation trend, but were significantly affected by season. Nutrient‐addition effects were different at each elevation, but combined N + P generally increased N cycling rates at all elevations. Results showed that canopy soils could be a significant N source for epiphytes as well as contributing up to 23% of total (canopy + forest floor) mineral N production in our forests. In contrast to theories that canopy soils are decoupled from nutrient cycling in forest floor soil, N cycling in our canopy soils was sensitive to slight changes in forest floor nutrient availability. Long‐term atmospheric N and P deposition may lead to increased N cycling, but also increased mineral N losses from the canopy soil system.     

模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林凋落物养分输入量的早期影响

2007年11月至2010年12月对华西雨屏区苦竹人工林进行了模拟氮(N)沉降试验,氮沉降水平分别为：对照(0 g N.m_–2.a_–1),低氮(5 g N.m_–2.a_–1),中氮(15 g N.m_–2.a_–1),高氮(30 g N.m_–2.a_–1)。在氮沉降2 a后,于2010年1月开始收集各样方的凋落物样品,连续收集12个月,测定凋落物量和养分输入量。结果表明：氮沉降显著增加了凋落物量;同时显著增加了凋落叶中的N、P、K、Ca、Mg元素含量和这几种养分元素的年输入量。本研究表明模拟氮沉降处理增加了凋落物对土壤养分的输入量,这对于维持苦竹林地肥力与保持苦竹林分的长期生长力具有重要的作用。     

根系去除改变了毛竹林土壤酶活性对氮磷添加的响应

亚热带是我国氮和磷沉降的热点地区,森林生态系统碳（C）、氮（N）、磷（P）循环对N和P沉降的响应受到广泛关注。根系作为森林土壤碳和养分持续供给的重要来源,其输入变化在N和P沉降下通过影响土壤酶活性进而调控土壤碳和养分循环过程。以毛竹林为研究对象,选择硝酸铵和磷酸二氢钠分别进行N和P添加,共设置4个处理：对照、N添加、P添加和N+P添加,并结合壕沟处理,探究毛竹林土壤C、N、P循环相关酶活性对氮磷添加和根系去除的响应,并分析它们与土壤和细根化学性质之间的关系。结果表明：土壤C、N循环相关酶活性整体上对根系去除的响应比氮磷添加更敏感,这主要是因为根系去除显著降低土壤全氮和铵态氮含量,但短期氮磷添加并未显著改变调控土壤酶活性分异的土壤有机碳、全氮和铵态氮含量。与C、N循环相关酶活性不同,土壤P循环相关酶对根系去除和磷添加处理均呈现负响应,这可能是因为阻断根系P吸收和补充土壤P元素降低了微生物的P开采作用。但研究区土壤微生物仍受到P限制作用,这是因为在P缺乏毛竹林生态系统,根系比微生物具有更强的P吸收利用能力。研究结果强调了不同功能土壤酶活性对土壤养分添加和根系输入变化响应的敏感性差异,为预测低P毛竹林生态系统土壤C和养分循环提供依据。     

Disentangling the long‐term effects of disturbance on soil biogeochemistry in a wet tropical forest ecosystem

Climate change is increasing the intensity of severe tropical storms and cyclones (also referred to as hurricanes or typhoons), with major implications for tropical forest structure and function. These changes in disturbance regime are likely to play an important role in regulating ecosystem carbon (C) and nutrient dynamics in tropical and subtropical forests. Canopy opening and debris deposition resulting from severe storms have complex and interacting effects on ecosystem biogeochemistry. Disentangling these complex effects will be critical to better understand the long‐term implications of climate change on ecosystem C and nutrient dynamics. In this study, we used a well‐replicated, long‐term (10 years) canopy and debris manipulation experiment in a wet tropical forest to determine the separate and combined effects of canopy opening and debris deposition on soil C and nutrients throughout the soil profile (1 m). Debris deposition alone resulted in higher soil C and N concentrations, both at the surface (0–10 cm) and at depth (50–80 cm). Concentrations of NaOH‐organic P also increased significantly in the debris deposition only treatment (20–90 cm depth), as did NaOH‐total P (20–50 cm depth). Canopy opening, both with and without debris deposition, significantly increased NaOH‐inorganic P concentrations from 70 to 90 cm depth. Soil iron concentrations were a strong predictor of both C and P patterns throughout the soil profile. Our results demonstrate that both surface‐ and subsoils have the potential to significantly increase C and nutrient storage a decade after the sudden deposition of disturbance‐related organic debris. Our results also show that these effects may be partially offset by rapid decomposition and decreases in litterfall associated with canopy opening. The significant effects of debris deposition on soil C and nutrient concentrations at depth (>50 cm), suggest that deep soils are more dynamic than previously believed, and can serve as sinks of C and nutrients derived from disturbance‐induced pulses of organic matter inputs.     

华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及酶活性对模拟氮沉降的响应

在森林土壤中,无机氮的垂直移动速率较快,因此大气氮沉降极有可能对下层森林土壤造成较大影响,且表层土壤往往与下层土壤的物理化学特性和所处环境差异较大,因此土壤剖面中不同深度的土壤对大气氮沉降的响应可能存在较大差异。以往研究表明,"华西雨屏"区的年均氮湿沉降量高达95 kg N hm^-2 a^-1,处于中国最高水平,该森林生态系统出现一定氮饱和特征。基于以上背景,研究华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及相关酶活性对模拟氮沉降的响应,从2014年1月起进行野外定位模拟氮沉降试验,分别设置对照（CK,+0 g N hm^-2 a^-1）、低氮（LN,+5 g N hm^-2 a^-1）和高氮（HN,+15 g N hm^-2 a^-1）3个氮添加水平。在氮沉降进行5年后进行土壤采样,测定不同深度土壤（上层0-15 cm、中层15-30 cm、下层30-45 cm）全氮（TN）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）含量及氮矿化相关酶活性。结果表明：（1）该常绿阔叶次生林不同深度土壤TN有显著差异;（2）模拟氮沉降对该系统土壤氮矿化总体表现出极显著抑制作用,其中中层土壤抑制作用最为强烈,净氮矿化速率主要受硝化过程的影响;（3）氮矿化相关酶活性均随土壤深度的加深而降低,模拟氮沉降对土壤脲酶活性有极显著促进作用,对土壤硝酸还原酶活性有显著抑制作用。由于无机氮在土壤剖面中的高度可移动性,深层土壤氮循环和特征对氮沉降的响应需要更加密切的关注。     

全球森林土壤N2O排放通量的影响因子

森林生态系统在全球变暖格局下的地位和作用,尤其是土壤氮库对大气氮沉降增加的响应逐渐成为全球变化研究的热点。本文通过对已有文献资料的调研和整理,分析了1984—2009年间全球38个森林土壤N2O排放通量的野外原位观测结果的分布特征,评估了森林土壤N2O年排放累积通量对大气氮素沉降量和水热条件等因子变化的响应。结果表明,全球森林土壤N2O排放通量的平均值为0.47kgN·hm-2·a-1,而且土壤N2O释放通量随着纬度增加逐渐降低。作为一个复杂的生态过程,土壤N2O累积释放量同样受到年均温、年降水量以及土壤属性的显著影响。其中全球森林土壤N2O释放温度敏感性系数(Q10值)约为1.5。另外,森林土壤N2O排放通量也随着氮沉降量的增加而显著增大,大气氮沉降量可解释土壤N2O排放通量在不同区域之间53%的差异;土壤pH、年均温和大气氮沉降量可以解释区域森林土壤N2O排放通量变化的55%。     

N添加对西南亚高山红桦林根系分泌物及其介导的养分转化过程的影响

目前缺乏对根系分泌物通量以及相关生态后果对不同氮(N)沉降水平响应方向和幅度的深入理解,该研究以西南亚高山典型的红桦(Betula albosinensis)林为研究对象,通过野外原位N添加试验模拟不同氮沉降水平(对照组,0 kg·hm^-2·a(-1);低氮处理,25 kg·hm^-2·a(-1);高氮处理,50 kg·hm^-2·a(-1)),分析了红桦林根系分泌物C输入通量及其介导的根际土壤养分循环过程对不同N添加水平的差异化响应,试图揭示不同N添加处理对红桦根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程的影响。结果表明：(1)N添加显著抑制了红桦林根系分泌物C输入速率(其中低氮(N25)条件下单位根生物量根系分泌速率均值降低约14.87%)和年C输入通量(低氮条件下降低了约45.01%)(P<0.05),其高氮处理的抑制效应更强。(2)N添加显著抑制了红桦林N矿化速率及其相关的微生物胞外酶活性(P<0.05),并显著降低了其根际效应;N沉降显著抑制了根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程,并且这种抑...     

模拟氮沉降下南方针叶林红壤的养分淋溶和酸化

以中国科学院红壤生态实验站林草生态试验区针叶林红壤为研究对象,在恒温(20 ℃)条件下,通过大土柱（直径10 cm、高60 cm）,8个月间隙性淋溶试验模拟研究了不同氮输入量（0、7.8、26和52 mg N/月/柱）对针叶林红壤NO₃^-、NH₄⁺、H⁺和土壤盐基离子(Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺⁾淋溶以及土壤酸化的影响.结果表明,土壤交换态盐基总量、Ca²⁺和Mg²⁺淋溶量随氮输入量的增加而增加,土壤交换态Na⁺和K⁺则无明显影响.4种N输入处理的土壤交换态盐基总量净淋溶（淋溶出的盐基与淋洗液累计输入的盐基之差）分别占土壤交换性盐基总量的13.9%、18.6%、31.8% 和57.9％,土壤交换态Ca²⁺净淋溶分别占土壤交换性Ca²⁺总量的19.6%、25.8%、45.3%和84.8%,土壤交换态Mg²⁺净淋溶分别占土壤交换性Mg²⁺总量的4.4%、6.1%、10.9%和17.1%.随氮输入量增加,表层土壤pH值逐渐下降,4种N输入处理的表层土壤pH（KCl）分别为3.85、3.84、3.80和3.75;随氮输入量增加,淋溶液中无机氮、NO₃^-和H⁺逐渐增加.氮沉降可促进针叶林红壤的有机氮矿化,加速养分淋失和土壤酸化.     

Effects of experimental N addition on plant diversity in an old‐growth temperate forest

Temperate forest ecosystems have experienced mounting negative effects due to increasing levels of nitrogen (N) deposition. We examined the effects of experimental N addition on plant diversity in an old‐growth temperate forest to test the following hypothesis: Long‐term excessive N addition decreases plant diversity by affecting the growth of plants, which results from changes in the soil nutrient content and a decrease in the soil pH in temperate forests. Experimental N additions were administered at the following levels since 2008: control (0 kg N ha^?1 year^?1), low N (30 kg N ha^?1 year^?1), medium N (60 kg N ha^?1 year^?1), and high N (120 kg N ha^?1 year^?1). Additionally, plant diversity was studied from 2014 to 2016. The results showed that the experimental N additions had significant effects on plant diversity and soil properties in an old‐growth temperate forest. The high‐N treatment decreased the density, cover, and diversity of understory plants, and some herbs even appeared to undergo premature aging, whereas the species diversity of herbs and ferns in the low‐N treatment plots showed a slight increasing tendency. This may have been because the old‐growth temperate forest is an N‐limited ecosystem, so the moderate N input did not show a large influence on plant diversity. However, the long‐term high‐N treatment ultimately reduced plant diversity by changing the soil nutrient contents, decreasing the pH values, and damaging plant growth. Our results suggested that the long‐term excessive N addition negatively affected the forest ecosystem in an N‐limited temperature forest.     

Effects of nitrogen deposition on the greenhouse gas fluxes from forest soils

Nitrogen (N) deposition can alter the rates of microbial N- and C- turnover, and thus can affect the fluxes of greenhouse gases (GHG, e.g., CO₂, CH₄, and N₂O) from forest soils. The effects of N deposition on the GHG fluxes from forest soils were reviewed in this paper. N deposition to forest soils have shown variable effects on the soil GHG fluxes from forest, including increases, decreases or unchanged rates depending on forest type, N status of the soil, and the rate and type of atmospheric N deposition. In forest ecosystems where biological processes are limited by N supply, N additions either stimulate soil respiration or have no significant effect, whereas in “N saturated” forest ecosystems, N additions decrease CO₂ emission, reduce CH₄ oxidation and elevate N₂O flux from the soil. The mechanisms and research methods about the effects of N deposition on GHG fluxes from forest soils were also reviewed in this paper. Finally, the present and future research needs about the effects of N deposition on the GHG fluxes from forest soils were discussed.