模拟氮沉降对鄂西南贫营养泥炭地两种藓类植物生长与分解的影响

以泥炭藓属(Sphagnum)植物为优势种的贫营养泥炭地是陆地生态系统重要的碳汇,其优势植物的生长与分解动态关系着贫营养泥炭地碳汇潜力,但有关氮沉降对贫营养泥炭地优势藓类植物生长与分解的影响还存在很大争议,并且氮沉降对亚热带贫营养泥炭地优势藓类植物生长与分解的研究鲜有报道。该研究以鄂西南贫营养泥炭地为研究对象,通过原位喷洒不同浓度的NH4Cl溶液,采用生物量收割法和分解袋法,探讨模拟氮沉降对泥炭藓(S.palustre)与金发藓(Polytrichumcommune)生长及分解的影响。研究结果表明:(1)氮沉降对两种藓类植物生长高度与生物量均有明显的影响,且两种藓类植物生长存在一定的氮沉降阈值,约为3g·m^–2·a^–1;(2)氮沉降对两种藓类植物生长影响程度不同,金发藓对氮沉降的响应灵敏度要大于泥炭藓;(3)高浓度氮沉降(6和12g·m^–2·a^–1)抑制了泥炭藓分解,低浓度氮沉降(3g·m^–2·a^–1)对泥炭藓分解的影响取决于分解时间,而所有浓度氮沉降均抑...     

三种苔藓植物对模拟N沉降的生理响应

该文研究了华南地区常见的3种苔藓植物大灰藓(Hypnum plumaeforme)、刺边小金发藓拟刺亚种(Pogonatum cirratum subsp. fuscatum)和石地钱(Reboulia hemisphaerica)在模拟N沉降条件下碳氮代谢的响应特征, 探讨了N沉降对这3种苔藓植物生长的影响。结果表明: 3种植物对N沉降的响应存在差异。大灰藓在加氮浓度为0 ~ 60 kg N·hm^-2的范围内, 光合速率、淀粉、可溶性糖、总氮及可溶性蛋白的含量均随加氮浓度的升高而上升; 对照条件下NR(硝酸还原酶)可诱导活性很高, 表明其对氮的需求强烈; 膜K⁺渗漏在加氮浓度为20 kg N·hm^-2时高于对照, 但更高的加氮浓度下并未使其进一步上升。刺边小金发藓拟刺亚种在加氮浓度为0~40 kg N·hm^-2的范围内, 碳氮代谢的多数指标的变化趋势与大灰藓相似, 但当N沉降高于40 kg N·hm^-2时, 呈现相反的变化趋势; 在对照条件下具一定的NR可诱导活性, 但人工加氮使其可诱导活性急剧下降。石地钱的可溶性糖及可溶性蛋白含量在不同处理条件下变化不明显, 但光合速率和淀粉含量在加氮浓度为20和40 kg N·hm^-2时低于对照及加氮浓度为60 kg N·hm^-2时, 而植物总氮含量的变化趋势刚好相反; NR固有活性及可诱导活性在各种N处理条件下均极低, 显示其对NO₃^-利用率低。刺边小金发藓拟刺亚种和石地钱的膜K⁺渗漏仅在60 kg N·hm^-2处理时显著上升。     

中国东部地区无机氮湿沉降: 南-北不同类型监测点的比较

中国被认为是全球氮沉降热点地区之一,东部地区作为经济发达和人口密集区域,更是人为活性氮大气排放和沉降的高发区,但针对我国整个东部不同生态系统的氮沉降及其南北区域特征差异的报导较少.2011—2013年,选择在我国东部的12个监测点(南北各6个,均包括城市、农村和背景点3种类型)利用传统雨量器(型号SDM6A)进行连续3年的氮素湿沉降观测.结果表明: 监测点降水中铵态氮、硝态氮和总无机氮沉降浓度波动范围分别为0.62～2.76、0.54～2.50和1.25～4.92 mg N·L^-1,平均浓度分别为1.4、1.5和2.9 mg N·L^-1,北方监测点的雨水中各活性氮浓度均高于南方监测点.12个监测点降水中铵态氮、硝态氮和总无机氮的湿沉降量的波动范围分别为7.0～18.3、6.9～18.9和14.9～32.6 kg N·hm^-2·a^-1,平均值分别为11.5、12.2和23.7 kg N·hm^-2·a^-1.北方不同类型监测点间存在显著差异,表现为:城市监测点(26.3±6.4 kg N·hm^-2·a^-1)>农村监测点(21.8±3.5 kg N·hm^-2·a^-1)>背景点(15.5±1.3 kg N·hm^-2·a^-1);与之相反,南方各监测点氮素湿沉降无显著差异,城市、农村和背景点的湿沉降量分别为(26.8±2.7)、(25.5±2.9)和(20.5±2.4) kg N·hm^-2·a^-1.除城市监测点外,南方的农村和背景点的氮素湿沉降量均高于北方相应类型的监测点.表明我国东部的南北各区域(包括背景地区)均面临较高水平的大气氮沉降,其引发的生态环境风险问题应加以重视.     

氮添加对东北红豆杉幼苗生长发育及生理特征的影响

为探究氮添加对濒危植物东北红豆杉幼苗生长-防御权衡的影响,为该物种的保护工作提供理论依据,本研究以东北红豆杉4年生幼苗为对象,进行了3种氮源(硫酸铵、硝酸铵和硝酸钾)和4个施氮量(30、60、90、120 kg N·hm^-2·a^-1)的氮添加实验。结果表明：(1)东北红豆杉幼苗的苗高增长量、地径增长量和总生物量随施氮量增加显著增加,施氮量超过90 kg N·hm^-2·a^-1后地径增长量和总生物量开始下降,施氮处理的幼苗根冠比显著低于对照组,但在不同施氮量下无显著差异;(2)净光合速率(P_n)和气孔导度在氮添加处理后显著提高,在施氮量为90 kg N·hm^-2·a^-1时达峰值,胞间CO₂浓度与P_n的变化方向相反,说明氮添加可以缓解植物的非气孔限制;(3)黄酮类化合物含量在施氮后呈现先增高后降低的趋势,施氮量30 kg N·hm^-2·a^-1为转折点;(...     

低温胁迫后苔藓植物对模拟氮沉降条件的生理响应

2008年初受强寒潮的影响, 中国华南大部分地区出现持续的异常低温。该文研究了华南地区常见的3种苔藓植物 ——刺边小金发藓拟刺亚种(Pogonatum cirratum subsp. fuscatum)、大灰藓(Hypnum plumaeforme)和石地钱(Reboulia hemisphaerica), 在人工模拟氮(N)沉降两年并经历2008年初异常低温气候后的生理响应变化, 并与2007年正常气候情况下人工加N一年后的结果进行比较, 分析苔藓植物的生长与N沉降之间的关系, 并探讨N沉降对低温胁迫后苔藓植物的补偿生长的影响。结果显示: 2008年3种苔藓植物的净光合速率和淀粉含量在加N量为0-60 kg N·hm ^-2·a^-1的范围内均随着N浓度的上升而下降, 总N含量在加N量处于0-40 kg N·hm^-2·a^-1的范围内随着N浓度的上升而上升, 至60 kg N·hm^-2·a^-1时不再上升, 甚至有所下降。2008年, 3种苔藓植物大多数碳氮代谢指标在对照及低N条件下与2007年加N 1年且在正常气候时同种N处理时相比均有不同程度的上升, 但上升幅度与加N浓度成反比, 至中高N条件时两者常较接近, 显示苔藓植物在经历低温胁迫后会出现超补偿效应, 但是在N沉降升高的条件下, 补偿生长能力下降。     

氮添加对天然油松林油松不同器官N-P分配策略的影响

作为植物重要器官,叶、茎、根对环境变化的响应策略一直是生态学研究的重要课题。然而,植物不同器官的氮-磷(Nitrogen-Phosphorus)分配策略对氮沉降的响应规律仍不清楚。为了揭示不同器官的养分对氮添加的响应规律,本研究以山西太岳山天然油松林为研究对象,设置4个人工氮添加水平,分别为对照(CK, 0 kg hm^-2 a^-1)、低氮(LN, 50 kg hm^-2 a^-1)、中氮(MN, 100 kg hm^-2 a^-1)和高氮(HN, 150 kg hm^-2 a^-1),模拟氮沉降对油松不同器官N-P分配策略的影响。实验结果表明:1)随着氮添加浓度的增加,茎N含量显著降低(P<0.05),根N含量显著增加(P<0.05);茎P含量在低氮条件下与其他氮添加水平相比显著降低(P<0.05);叶N∶P在低氮条件下与其他氮添加水平相比显著增加(P<0.05),茎N∶P在高氮条件下与其他氮添加水平...     

九连山次生阔叶林幼苗生长对氮磷添加的响应

以亚热带森林的幼苗群落为对象,设置对照(CK)、氮添加(100 kg N·hm^-2·a^-1)、磷添加(50 kg P·hm^-2·a^-1)和氮+磷添加(100 kg N·hm^-2·a^-1+50 kg P·hm^-2·a^-1)4种处理的施肥样地,测定幼苗的株高、地径、冠幅、比叶面积、死亡率等指标,研究氮磷添加下幼苗的生长与群落结构的变化及其驱动力。结果表明: 与未施肥相比,磷添加下幼苗的株高增长率、地径增长率分别显著下降45.1%和30.3%;主要建群树种死亡率受到施肥的影响,氮添加显著增加米槠幼苗死亡率至25.1%,氮磷施肥显著提高丝栗栲死亡率至25.1%~31.3%,而氮添加、磷添加显著降低了木荷和润楠的死亡率;施肥显著降低了幼苗群落中木荷和丝栗栲的重要值,氮添加、磷添加显著增加了润楠幼苗的重要值。氮+磷添加显著降低了幼苗群落的Shannon指数、Simpson指数;幼苗生长主要受到土壤铵态氮、有效磷、全氮、林冠开度及比叶面积的影响,而幼苗死亡率主要受到土壤铵态氮、有效磷和林冠开度的影响。综合来看,氮磷添加主要通过调控土壤氮磷速效养分,进而改变叶片功能性状来影响幼苗的生长;加速外生菌根树种(米槠和丝栗栲)的死亡,改变幼苗群落建群种的重要值,降低物种多样性, 最终可能改变亚热带次生阔叶林成年树的群落结构。     

罗浮栲林土壤微生物碳利用效率对短期氮添加的响应

作为调节土壤碳矿化过程的重要参数,微生物碳利用效率(CUE)对理解陆地生态系统中的碳循环至关重要。本研究在戴云山罗浮栲林设置对照(0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(40 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(80 kg N·hm^-2·a^-1) 3个氮添加水平以模拟氮沉降,测定了表层(0～10 cm)土壤基本理化性质、有机碳组分、微生物生物量和酶活性;并利用¹⁸O标记水方法测定土壤微生物CUE,以更好地理解氮沉降加剧对微生物CUE的影响及其影响因素。结果表明: 短期氮添加显著降低了土壤微生物的呼吸速率、碳和氮获取酶活性,但显著增加了土壤微生物CUE。β-N-乙酰氨基酸葡糖苷酶(NAG)/微生物生物量碳(MBC)、微生物呼吸速率、β-葡萄糖苷酶(BG)/MBC、纤维素水解酶(CBH)/MBC和土壤有机碳含量是影响CUE的主要因素,且CUE与NAG/MBC、微生物呼吸速率、BG/MBC和CBH/MBC呈显著负相关,与土壤有机碳呈显著正相关。综上,短期氮添加导致土壤微生物获取碳和氮的成本降低,减少微生物呼吸,从而提高了土壤微生物CUE,这将有助于提高罗浮栲林土壤碳固存潜力。     

氮沉降对黄河三角洲芦苇湿地土壤呼吸的影响

2012年6月至2012年10月, 对黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地进行了模拟氮沉降试验, 氮沉降水平分别为对照(CK, 0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(LN, 50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(HN, 100 kg N·hm^-2·a^-1)。利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率。结果表明, 氮沉降促进了芦苇湿地土壤呼吸作用, LN和HN处理使芦苇生长季(6-10月)平均土壤呼吸速率比CK分别提高19%和58%。积水改变了芦苇湿地土壤呼吸日动态。地面无积水时, 各处理土壤呼吸日动态均呈单峰型曲线; 地面有积水时, 土壤呼吸日动态峰值推后或无单峰型波动规律。积水影响土壤呼吸作用对温度的响应。地面无积水时, 各处理土壤呼吸速率均与气温呈极显著的正指数相关关系, 气温分别解释了CK、LN和HN处理下土壤呼吸季节变化的69.9%、64.5%和59.9%; 地面有积水时, 各处理土壤呼吸与气温相关性不显著。CK、LN和HN处理下土壤呼吸温度敏感性系数Q₁₀值分别为1.68、1.75和1.68, 表明LN处理增强了土壤呼吸温度敏感性, HN处理对其影响不显著。     

亚热带杉木林土壤有机碳及其活性组分对氮磷添加的响应

通过野外氮、磷添加,分析N₀(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N₁(50 kg N·hm^-2·a^-1)、N₂(100 kg N·hm^-2·a^-1)、P(50 kg P·hm^-2·a^-1)、N₁P和N₂P等6种处理3年后对亚热带杉木人工林土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)和水溶性有机碳(WSOC)的影响.结果表明:氮、磷添加对0～20 cm土层SOC含量无显著影响.磷添加显著降低0～5 cm土层POC含量,与无磷处理相比,加磷处理POC含量降低26.1%.WSOC含量对氮、磷添加的响应主要表现在0～5 cm土层,低水平氮添加和磷添加显著提高WSOC含量.在0～5 cm土层,氮添加对POC/SOC值无显著影响,而与无磷添加相比,POC/SOC值在磷添加处理下显著降低15.9%.在5～10和10～20 cm土层,氮、磷添加处理对POC/SOC值无显著影响.在亚热带地区,森林土壤碳稳定性主要受磷含量的调控,短期磷添加易导致表层土壤活性有机碳分解,增加土壤碳稳定性.     

Grimmia homodictyon Dixon

Abstract

We examined photosynthetic responses of two dominant pleurocarpous mosses, Actinothuidium hookeri (Mitt.) Broth. and Hylocomium splendens (Hedw.) Schimp. to low-level nitrogen (N) addition. The study was conducted in an old-growth fir forest on the eastern Tibetan Plateau. The added N, 1 g N/m², was mainly absorbed by the new-growth. The concentrations of chlorophyll a and b both increased 8 days after N addition. The quantum yield of Photosystem II (Φ_PSII) also increased. However, no significant changes were found in terms of gas exchange parameters. The mass-based CO₂ assimilation rate, chlorophyll a content, and chlorophyll a/b ratio (which is related to antenna size of the photosystem), of H. splendens were all higher than those of A. hookeri. Shoot mass per area (SMA) of H. splendens was lower than that of A. hookeri. We conclude that the photosynthetic rate was less sensitive to low-level N addition than chlorophyll contents and chlorophyll fluorescence parameters, suggesting other limiting factors in the photosynthetic process. Additionally, the faster growing H. splendens has a higher photosynthetic capacity than A. hookeri, allocating fewer resources to structural tissue.     

长期氮沉降下杉木人工林凋落物与土壤的C、N、P化学计量特征

为研究长期氮沉降条件下林木凋落物与土壤养分之间的关系,该文以亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,分析了模拟氮沉降处理第12年时杉木林凋落物不同组分(叶、枝、果)与不同土层土壤(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)的C、N、P含量及其化学计量比。氮沉降处理分4个水平,分别为N0(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N1(60 kg N·hm^-2·a^-1)、N2(120 kg N·hm^-2·a^-1)、N3(240 kg N·hm^-2·a^-1),每处理重复3次。结果表明:(1)凋落物各组分的C、N、P含量及其化学计量比均高于土壤; 凋落物和土壤化学计量比均表现为C/P>C/N>N/P; 凋落物不同组分的C、N含量表现为叶>果>枝,而P含量表现为叶>枝>果。(2)12 a氮沉降增加了凋落物叶、枝和果的N含量,增幅分别为4.24%、15.97%、6.47%; 同时增加了凋落物枝N/P,降低了凋落物枝C含量、C/N和C/P; 中-高氮沉降(N2、N3)增加了土壤N含量,低氮沉降(N1)增加了土壤C/P、N/P。(3)相关性分析表明凋落物N与土壤N显著正相关,土壤C/P与凋落物C/P、N/P显著负相关,土壤P与凋落物N/P显著负相关。综上结果说明凋落物N是土壤N的重要N素来源之一,而土壤N可能是决定长期氮沉降后凋落物N/P的主要因素。     

马尾松组培苗对氮素形态的生长响应

马尾松属高氮需求树种,然而在苗木培育中马尾松对氮素,尤其是不同形态氮素的需求尚不明确。该文以马尾松组培苗为试验材料,采用基质培养方法,针对硝态氮、铵态氮两种氮素形态均分别设置了2、4、8、16 mmol·L~(-1)4个处理,以不添加氮素为对照,对苗木的高径生长、根构型参数(总根长、总表面积、总体积、平均直径和根尖数)以及生物量的变化进行了分析。结果表明:(1)在2～8 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,除根冠比外,苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,其中以2 mmol·L~(-1)水平下苗木生长效果最好,苗高、地径、根构型参数、生物量均高于对照;在16 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,苗高、总根长与根尖数低于对照。(2)在2～16 mmol·L~(-1)供试范围内,铵态氮处理下的苗木根冠比小于对照,但其苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,整体上以4 mmol·L~(-1)处理下的苗木生长表现最佳。(3)在任一供氮水平,除根冠比和2mmol·L~(-1)处理下的根总表面积与根尖数在两种氮素形态间无明显差异外,铵态氮处理下的苗木生长情况显著优于硝态氮处理,这说明马尾松组培苗偏好于吸收和利用铵态氮。综上结果表明,外施硝态氮、铵态氮均能促进马尾松组培苗生长,但需控制在适宜浓度范围内,其中以2 mmol·L~(-1)硝态氮和4 mmol·L~(-1)铵态氮处理效果较佳。高浓度硝态氮会抑制苗木高度及根系发育,且在相同施肥水平下,对苗木生长的促进效果大多弱于铵态氮。因此,今后为达到培育优质壮苗和提高肥效、减少肥害的目的,可考虑使用铵态氮肥。     

Chronic Atmospheric NO<Stack><Subscript>3</Subscript><Superscript>−</Superscript></Stack> Deposition Does Not Induce NO<Stack><Subscript>3</Subscript><Superscript>−</Superscript></Stack> Use by <Emphasis Type="Italic">Acer saccharum</Emphasis> Marsh.

The ability of an ecosystem to retain anthropogenic nitrogen (N) deposition is dependent upon plant and soil sinks for N, the strengths of which may be altered by chronic atmospheric N deposition. Sugar maple (Acer saccharum Marsh.), the dominant overstory tree in northern hardwood forests of the Lake States region, has a limited capacity to take up and assimilate NO₃⁻. However, it is uncertain whether long-term exposure to NO₃⁻ deposition might induce NO₃⁻ uptake by this ecologically important overstory tree. Here, we investigate whether 10 years of experimental NO₃⁻ deposition (30 kg N ha⁻¹ y⁻¹) could induce NO₃⁻ uptake and assimilation in overstory sugar maple (approximately 90 years old), which would enable this species to function as a direct sink for atmospheric NO₃⁻ deposition. Kinetic parameters for NH₄⁺ and NO₃⁻ uptake in fine roots, as well as leaf and root NO₃⁻ reductase activity, were measured under conditions of ambient and experimental NO₃⁻ deposition in four sugar maple-dominated stands spanning the geographic distribution of northern hardwood forests in the Upper Lake States. Chronic NO₃⁻ deposition did not alter the V _max or K _m for NO₃⁻ and NH₄⁺ uptake nor did it influence NO₃⁻ reductase activity in leaves and fine roots. Moreover, the mean V _max for NH₄⁺ uptake (5.15 μmol ¹⁵N g⁻¹ h⁻¹) was eight times greater than the V _max for NO₃⁻ uptake (0.63 μmol ¹⁵N g⁻¹ h⁻¹), indicating a much greater physiological capacity for NH₄⁺ uptake in this species. Additionally, NO₃⁻ reductase activity was lower than most values for woody plants previously reported in the literature, further indicating a low physiological potential for NO₃⁻ assimilation in sugar maple. Our results demonstrate that chronic NO₃⁻ deposition has not induced the physiological capacity for NO₃⁻ uptake and assimilation by sugar maple, making this dominant species an unlikely direct sink for anthropogenic NO₃⁻ deposition.     

模拟氮沉降对太岳山油松林土壤酶活性的影响

为研究土壤酶活性对氮沉降增加的响应,以山西太岳山油松人工林和天然林为研究对象,于2009年8月开始实施模拟氮沉实验,试验设置对照(CK,0 kg N hm-2a-1);低氮(LN,50 kg N hm-2a-1);中氮(MN,100 kg N hm-2a-1);高氮(HN,150 kg N hm-2a-1)4种氮处理,自2012年起每年5、7、9月在各处理样方采集表层0—20 cm土壤,测定土壤酶活性(过氧化物酶、多酚氧化酶、纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶)。研究结果表明:施氮处理下的脲酶与中性磷酸酶活性均有所提高,而低氮处理下天然林中的多酚氧化酶与人工林中的蔗糖酶显著低于对照,中氮、高氮处理下过氧化物酶、多酚氧化酶、天然林中的纤维素酶以及人工林中的蔗糖酶显著降低。总的来说,人工模拟氮沉降促进了土壤中脲酶和中性磷酸酶的活性,抑制了过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,并降低了天然林土壤中的纤维素酶活性和人工林中的蔗糖酶活性,但对天然林中蔗糖酶和人工林中的纤维素酶无影响。主导木质素降解的多酚氧化酶活性与纤维素酶、蔗糖酶活性显著相关,纤维素酶与蔗糖酶活性的下降可能是由木质素降解受到抑制,土壤微生物可利用碳源减少所引起。另外,受到天然林土壤含氮量较高的影响,与人工林相比,天然林的多酚氧化酶活性对模拟氮沉降更敏感。由于被抑制的酶均与土壤有机质降解密切相关,氮沉降增加将减缓山西油松林土壤有机质的降解,有利于有机质在土壤中的积累。     

氮添加对樟子松人工林氮转化及相关功能基因丰度的影响

土壤氮(N)的有效性是影响土壤微生物群落结构以及土壤氮循环的重要因子。为探索N添加对樟子松人工林氮素转化及N功能基因(NFGs)表达的影响及其作用机制,该文以塞罕坝千层板林场的樟子松人工林为研究对象,进行了2年的氮添加处理,设置4个不同氮添加水平0、1、5、10 g N·m^-2·a^-1,分别记作N0、N1、N5、N10,采用功能基因微阵GeoChip 5.0系统及室内土壤培养法,探讨了土壤NFGs对氮添加的反应及其对氮转化过程的影响。结果表明:(1)与N0相比,中低N添加处理(N1、N5)促进了氨化(ureC、nirA、nrfA)、硝化(amoA)和反硝化(norB)相关基因的相对丰度,高N处理(N10)则抑制了所有NFGs的表达。(2)相关分析表明,N1、N5的促进作用与土壤有机碳(SOC)、硝态氮(NO₃^--N)和微生物生物量碳(MBC)显著相关,N10处理显著降低了所有氮转化过程NFGs的相对丰度,这种负面影响与溶解性有机碳(DOC)、MBC含量的减少有关。(3)与氮转化基因丰度规律趋势相似,N1和N5处理显著增加了净N硝化、净N矿化以及N₂O的排放速率,但N10促进作用不明显,表明氮添加对氮转化的促进作用存在阈值。(4)多元回归分析进一步表明,amoA-AOB和MBC是影响净N硝化的关键因素,ureC、nirK和MBC是影响净氮矿化的关键因素,narG、nirS是影响N₂O排放的关键因素。综上,N添加可提高促进樟子松人工林的氮转化及提高部分特定酶功能基因的相对丰度,但氮添加水平存在阈值,当施用10 g N·m^-2·a^-1时,氮转化受到抑制,添加5 g N·m^-2·a^-1是促进樟子松人工林土壤N转化的较佳水平。     

Leaching of nitrate and ammonium in heathland and forest ecosystems in Northwest Germany under the influence of enhanced nitrogen deposition

To study the impact of high atmospheric nitrogen deposition on the leaching of NO₃^– and NH₄⁺ beneath forest and heathland vegetation, investigations were carried out in adjacent forest and heathland ecosystems in Northwest Germany. The study area is subjected to high deposition of nitrogen ranging from 15.9 kg ha^–1 yr^–1 in bulk precipitation to 65.3 kg ha^–1 yr^–1 beneath a stand of Pinus sylvestris L. with NH₄–N accounting for 70–80% of the nitrogen deposited. Considerable leaching of nitrogen compounds from the upper horizons of the soil, mostly as nitrate, occurred at most of the forest sites and below a mixed stand of Calluna vulgaris (L.) Hull. and Erica tetralix, but was low in a Betula pubescens Ehrh. swamp forest as well as beneath Erica tetralix L. wet heath and heath dominated by Molinia caerulea(L.) Moench. Ground water concentrations of both NO₃–N and NH₄–N did not exceed 1 mg L^–1 at most of the sites investigated.     

培养条件对西洋参不定根诱导的影响

为了提高西洋参不定根的诱导率和生长速度,该研究以西洋参鲜根为外植体,在基本培养基的基础上优化IBA、碳源、氮源和磷源等营养成分。结果表明:西洋参不定根诱导过程可以明显分为外植体脱分化(愈伤化)、再分化(根形成)和根伸长等三个阶段; MS基本培养基更有利于西洋参不定根的诱导,可能与MS培养基中矿质元素含量高有关;当培养基中IBA浓度达到2 mg·L~(-1)时,外植体表面上不定根分布密度大,诱导率达到(96±3.5)%;培养基中添加蔗糖到30 g·L~(-1)时,不定根的诱导效果最好,但继续提高浓度后不定根变短、直径变粗;培养基中NO_3~-∶NH_4~+和PO_4~(3-)浓度分别为20∶10(总氮量30 mmol·L~(-1))和25.0mmol·L~(-1)时,西洋参不定根诱导率达到最大。结果提示优化培养条件可以显著改善西洋参不定根的诱导和生长,为后续西洋参不定根规模化培养提供理论支持。     

川西北高寒草地沙化过程中土壤氮素变化特征

草地沙化是我国最严重的环境问题之一,但关于草地沙化过程中氮素变化特征的研究报道多集中于干旱半干旱地区,而半湿润地区的相关报道还比较缺乏。通过野外调查,研究了川西北半湿润地区高寒沙质草地沙化过程中土壤氮素变化特征。结果表明,草地沙化对0—100cm土层土壤氮素具有显著影响,全氮、碱解氮、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和微生物量氮(MBN)均呈现极显著下降的变化特征,极度沙化阶段较未沙化阶段分别减少了73.95%、77.72%、76.75%、79.77%和84.12%。其中,0—20cm土层变化最显著,全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和MBN含量分别减少了86.43%、83.52%、82.11%、88.82%和91.77%。随着土层深度增加,不同程度沙化草地土壤氮素含量及其变化量逐渐减少;草地沙化过程中,不同沙化阶段土壤氮素损失数量不尽相同,其中,以轻度沙化阶段氮素损失最严重,全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO-3-N和MBN含量分别降低了41.18%、35.17%、46.74%、43.46%和46.88%。草地沙化过程中,土壤全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和MBN含量与土壤粉粒、粘粒含量和植被群落盖度均呈极显著正相关特征,与土壤沙粒含量呈极显著负相关特征。研究区土壤氮素损失与风蚀选择性吹蚀土壤粉粒、粘粒及地表植物覆盖状况逐渐变差密切相关,因此该区域治沙的关键是采取措施降低风蚀对地表土壤吹蚀作用,提高沙化草地地表植被覆盖。同时,还应及时对沙化前期阶段及潜在沙化的草地进行生态治理,从而避免草地沙化继续恶化。     

培养条件对三七愈伤组织生长和皂苷积累的影响

以MS为基础培养基,改变激素配比、氮源和光照等因素,以分光光度法和HPLC法分析三七愈伤组织培养过程中皂苷含量的变化。结果表明:培养条件对三七愈伤组织中皂苷积累有一定影响,激素配比对愈伤组织中皂苷含量的影响最大,在0.5 mg·L-12,4-D+1.0 mg·L-16-BA组合下,培养物中总皂苷含量最多,达到4.72%±0.29%;在总氮量为60 mmol·L-1条件下,45 mmol·L-1KNO3+7.5 mmol·L-1NH4NO3(NO3-/NH4+=7∶1)时,愈伤组织皂苷含量最多,达到4.71%±0.17%;分别在1 000 lx和500 lx光强下每天光照12 h的愈伤组织,皂苷含量均低于黑暗培养的愈伤组织,三者皂苷含量分别为1.94%±0.31%、2.38%±0.12%和3.57%±0.27%,光照引起愈伤组织表面变绿及细胞分化,可能是抑制愈伤组织中皂苷合成与积累的主要原因;HPLC检测发现,三七愈伤组织和根中均含有Rg1、Re、Rb1及Rd四种皂苷,但栽培三七根含有R1皂苷,而三七愈伤组织中未检测到R1,其原因需要进一步研究。该研究结果为未来愈伤组织培养成为部分代替人工栽培生产三七天然产物的潜在途径提供了研究基础。