天山高寒草原土壤团聚体结构与养分含量对模拟氮磷沉降的响应

为更好地理解高寒草原土壤团聚体结构及其养分含量对氮(N)、磷(P)沉降增加的响应,于2018年开始依托全球营养网络(Nutrient Network)在巴音布鲁克草原生态系统研究站开展模拟氮磷沉降的短期(<5年)氮磷添加控制实验,设置对照(CK)、N添加、P添加、NP交互添加4个处理。N、P添加量均为10 g m^-2 a^-1。于2021年8月采集植物与土壤样品,采用湿筛法分析土壤水稳定性团聚体组成,测定全土和各粒级团聚体有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量。研究结果表明：(1)巴音布鲁克高寒草原各粒级土壤团聚体比例从低到高依次为：0.053—0.25 mm、<0.053 mm、0.25—2 mm、和>2 mm,以>2 mm团聚体占主导,其比例在45.48%—71.81%之间。(2)N添加显著降低了0—10 cm土壤层>2 mm团聚体比例和团聚体稳定性,而P添加则显著降低了10—20 cm土壤层>2 mm团聚体比例和团聚体稳定性。(3)0—10 cm土壤层各粒级团聚...     

模拟氮沉降增加条件下土壤团聚体对酶活性的影响

氮沉降增加改变了森林土壤生态系统物质输入,影响土壤生物及酶活性,而土壤团聚体内相对稳定的微域生境可能减弱或延缓土壤生物和酶对氮沉降增加的响应强度。以广东省东莞大岭山森林公园荷木人工林为研究对象,用模拟N沉降方法,分析了2011年12月到2012年11月一年内氮沉降增加条件下表层混合土壤和土壤团聚体内脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性的变化及影响因素,旨在理解氮沉降增加条件下土壤团聚体对酶活性的影响。结果表明:氮沉降增加对表层混合土壤中脲酶和蔗糖酶的抑制作用不显著,而酸性磷酸酶受氮沉降显著影响,表现为低氮(50 kg N hm-2a-1)促进,高氮(300 kg N hm-2a-1)抑制的规律。表层土壤团聚体内脲酶活性随氮沉降增加而降低,N300处理显著低于对照;蔗糖酶和酸性磷酸酶活性随氮沉降增加先降低后增加,N100处理最低,分别比其他处理降低了6.46%—25.53%和42.33%—68.25%。试验区内各粒径土壤团聚体内酶活性高于混合土壤,且随团聚体粒径增加酶活性均为先增加后降低。不同粒径土壤团聚体的3种酶活性均以2—5 mm最高,但脲酶、酸性磷酸酶在各团聚体粒径间差异不显著,蔗糖酶活性2—5 mm显著高于5—8 mm。土壤酶相对活性指数和相对活性综合指数结果显示,超过85%的团聚体粒径内的相对酶活性指数大于1,而土壤酶相对活性综合指数均大于1。以上结果表明,氮沉降增加条件下土壤团聚体对其团聚体内的土壤酶活性有隔离保护作用,但其隔离保护效果与酶的种类和土壤团聚体粒径有关。     

氮添加对三峡库区马尾松人工林土壤团聚体有机氮组分和氮矿化的影响

以三峡库区马尾松人工林为对象,将土壤筛分为大团聚体(2000～8000μm)、粗砂粒(1000～2000μm)、小团聚体(250～1000μm)和微团聚体(<250μm)4个粒径,研究低、中、高氮添加处理(氮添加量分别为30、60、90 kg N·hm^-2·a^-1)下土壤酸解性有机氮组分和净氮矿化的变化。结果表明：不同处理下,团聚体净硝化速率为0.30～3.42 mg N·kg^-1,占净氮矿化的80%以上。与对照相比,不同处理4个粒径的总氮含量分别提高24.1%～45.5%、6.4%～34.3%、7.9%～42.4%,净氮矿化速率分别提高1.3～7.2、1.4～6.6、1.8～12.9倍,而速效磷含量分别降低9.3%～36.9%、12.2%～56.7%、19.2%～61.9%。可酸解性有机氮组分、有机质含量以及净氨化、净硝化和净氮矿化速率均随着团聚体粒径的减小而增加,但速效磷含量变化呈相反的趋势。酸解性有机氮组分含量大小为：酸解氨基酸态氮>酸解铵态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖态氮。总氮是提高酸解性...     

桂南茶园土壤团聚体酶活性对植茶年限的响应

揭示桂南茶园土壤团聚体碳氮磷循环相关酶活性对植茶年限的响应机制,可为广西茶园提升土壤肥力、保障土壤健康以及促进土壤资源可持续利用奠定理论基础。以植茶年限分别8年、17年、25年和43年的南山白毛茶园土壤为研究对象,在0—20 cm土层采集原状土样,通过改良干筛法将土样分为>2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm和<0.25 mm粒径团聚体,并测定各粒径团聚体β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性。不同植茶年限土壤团聚体组成以>2 mm粒径团聚体为主,其含量显著高于其他粒径团聚体,平均值为52.57%。随着植茶年限的延长,>2 mm粒径团聚体含量先升高后降低,在植茶17年时处于较高水平。茶园土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶和蛋白酶主要分布在>2 mm粒径团聚体中,其活性分别为213.09—302.18 mg kg-1 h-1、512.39—651.03 mg kg-1 h-1、47.36—58.96 mg kg-1 h-1和74.49—94.45 mg kg-1 h-1;而土壤酸性磷酸酶活性受团聚体粒径变化的影响较小。随着植茶年限的延长,土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶以及蛋白酶活性先升高后降低,在植茶17年时处于较高水平,其值分别为337.07 mg kg-1 h-1、719.48 mg kg-1 h-1、69.67 mg kg-1 h-1和112.01 mg kg-1 h-1;而土壤酸性磷酸酶活性则逐年升高。在团聚体分级过程中,各类酶活性有不同程度损失。不同植茶年限土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性的平均回收率分别为80.72%、83.53%、80.13%、78.55%以及84.60%。作为土壤酶的主要载体,>2 mm粒径团聚体的形成与稳定对于促进土壤有机碳及养分循环具有重要意义。在茶园管理中,植茶17年以后应重视土壤>2 mm粒径团聚体的崩解与破坏问题,以保障土壤质量及维持土壤有机碳及养分利用效率。     

黄土丘陵区恢复草地土壤团聚体组成及全氮分布特征

团聚体作为土壤基本结构单元,其各粒级全氮（TN）含量对土壤TN储量的贡献各不相同,而草地恢复过程中地上植被会影响土壤团聚体组成与各粒级TN的分布,这必然会对团聚体稳定性和土壤氮素累积产生影响。因此,以恢复10a、20a、30a、40a和50a草地和对照农田（CK）为研究对象,探究草地恢复过程中土壤团聚体氮素累积规律。结果表明：1）50年恢复过程中草地群落经历了茵陈蒿（Artemisia capillaries）→茵陈蒿+铁杆蒿（Artemisia stechmanniana）→铁杆蒿+兴安胡枝子（Lespedeza davurica）→铁杆蒿+本氏针茅（Stipa bungeanaTrin）→铁杆蒿+白羊草（Bothriochloa ischaemum）的演替过程,且草地群落物种多样性指数随恢复年限的增加呈先升后降的趋势,地上植物、细根和凋落物的碳和氮含量呈先上升后下降趋势。2）草地恢复过程中土壤pH和容重呈下降趋势,而土壤含水量呈先降后增趋势,土壤有机碳含量在恢复过程中显著增加（P<0.05）,土壤TN含量随恢复年限呈先增后降的趋势,而TN储量呈逐年增加趋势,恢复10-50a草地与CK相比增加了8.10%-118.92%。3）不同恢复年限草地群落土壤微团聚体（0.053-0.25 mm）占比最大,但随恢复年限增加呈下降趋势,而大团聚体（>2 mm）和中团聚体（0.25-2 mm）占比以及平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）呈上升趋势。4）不同恢复年限草地群落中团聚体TN含量最高,且各粒级团聚体TN含量随恢复年限呈先下降后上升趋势;草地群落微团聚体TN储量最高,大、中团聚体TN储量随恢复年限增加呈上升趋势,微、粘粉粒团聚体（<0.053 mm） TN储量随恢复年限增加出现波动;各粒级团聚体TN储量与地上植物、细根和凋落物生物量以及碳氮含量显著相关（P<0.05）。5）草地恢复过程中大团聚体对土壤TN储量的贡献率达70%,且大团聚体占比增加是大团聚体贡献率高的主要原因。总之,草地恢复有利于土壤稳定以及氮素累积。     

人工油松林表层土壤团聚体活性有机碳含量对短期氮添加的响应

大气氮沉降正在显著影响着森林生态系统的土壤碳循环过程。目前关于大气氮沉降如何影响土壤不同粒级团聚体内活性有机碳含量还不是十分清楚,制约人们对森林土壤碳循环的认识和有关碳循环模型的发展。通过近2年的林地梯度氮添加(0、3、6、9 g Nm~(-2)a~(-1))实验,研究了短期氮添加对人工油松林表层土壤团聚体中不同活性有机碳含量的影响。结果表明:短期氮添加对表层土壤(0—10 cm)水稳性团聚体分布无显著影响;随着氮添加水平增加,大、微团聚体有机碳含量,大、微团聚体中活性和高活性有机碳含量呈先升高后降低的变化规律,并在N6处理(6 g Nm~(-2)a~(-1))下上述各指标达到最大;同一处理下土壤大、微团聚体活性有机碳含量都表现为高活性有机碳中活性有机碳低活性有机碳;相比CK处理,N6处理大团聚体低、中、高活性有机碳含量分别增加115.06%、178.73%和79.61%,微团聚体低、中、高活性有机碳含量增加32.84%、166.79%和62.05%。大、微团聚体中活性有机碳含量增幅最大,表明团聚体中活性有机碳对氮添加响应最为明显。研究发现,短期氮添加主要通过影响表层大、微团聚体中的中活性有机碳进而影响土壤表层有机碳含量。主成分分析表明,N添加改变了土壤理化性质,进而导致根系生物量增加并促进凋落物分解,是表层土壤团聚体活性有机碳变化的主要原因。     

氮沉降对草地土壤及团聚体元素有效性的影响

深入理解土壤及团聚体元素有效性对氮沉降的响应机制,是研究全球变化背景下土壤养分供应及生态系统结构和功能的关键.本研究综合评述了草地生态系统土壤表土及团聚体内元素分布及其对氮沉降的响应机制.总体而言,草地表土内碳、氮、磷、硫有效性研究较多,且研究结果因氮添加形态、添加时间及生态系统类型而异.氮沉降通过改变碳、氮、磷、硫等生源要素的转化过程及其在土壤团聚体内的再分配,而影响这些元素的生物有效性.然而,氮沉降影响草地土壤交换性盐基及有效态微量元素的研究较少.氮沉降促进土壤酸化,导致各团聚体内钙、镁差异性流失,其中大粒径团聚体内盐基元素更易流失;酸化还有助于提高团聚体内铁、锰、铜、锌有效性.土壤小粒径团聚体内的养分对外界环境变化响应不敏感.当前研究的不足之处在于,较少关注氮沉降对土壤团聚作用及团聚体元素有效性的影响.今后应加强团聚体元素有效性与土壤酶活性耦合变化关系的研究,并分析氮沉降背景下土壤物理结构和化学组成的变化对植物群落的反馈作用.     

氮添加对马尾松人工林土壤团聚体氮矿化及土壤酶活性的影响

土壤氮库是生态系统氮素重要的源和汇。以三峡库区马尾松（Pinus massoniana）人工林为研究对象,从团聚体视角出发分析土壤养分和酶活性对氮添加的响应规律,以及相应的变化对氮矿化的影响,为预测该地区在大气氮沉降持续增加的背景下土壤氮动态提供参考。设置4种量的氮添加处理（N₀：0 kg N hm^-2 a^-1;N₃₀：30 kg N hm^-2 a^-1;N₆₀：60 kg N hm^-2 a^-1;N₉₀：90 kg N hm^-2 a^-1）,将土壤按粒径分为>2000 μm （大团聚体）、250-2000 μm （小团聚体）和<250 μm （微团聚体）3个组分的团聚体,观察团聚体氮矿化特征。结果表明：（1）与对照相比,N₃₀和N₆₀处理提高了有机质（SOM）含量,但土壤SOM和全氮（TN）含量在N₉₀下开始出现下降;氮添加降低了土壤速效磷（aP）含量,在小团聚体中表现最为显著。除微团聚体中的POD和NAG以外,其余3种酶的活性均在N₃₀和N₆₀处理之下被提高。（2）土壤平均净硝化速率整体高于土壤平均净氨化速率;大团聚体和小团聚体中净氨化速率在氮添加处理后显著降低,大团聚体净硝化速率低于其他两个粒径;土壤净氮转化速率在N₉₀处理下最高。（3）土壤养分和无机氮含量与土壤酸性磷酸酶（AP）、N-乙酰-β-D-葡糖苷酶（NAG）、过氧化物酶（POD）、硝酸还原酶（NR）和脲酶（UE）的活性呈显著相关,酶活性变化是多因子综合作用的结果;RDA分析显示,UE与土壤净氨化速率存在显著正相关,NAG和POD是与净氮转化速率分别存在显著正相关和显著负相关的关键土壤酶。综上所述,硝化作用是土壤净氮转化的主要贡献者,微团聚体在土壤氮矿化中发挥主要作用,NAG和POD是改变土壤净氮转化的主要生物酶。此外,氮添加会引起土壤氮素的流失,引起土壤的磷限制,并对土壤养分循环产生显著影响。     

若尔盖高寒草地退化沙化过程中土壤养分与团聚体结构的变化特征

若尔盖地处青藏高原东缘, 是黄河上游重要的水源涵养地。近来受过度放牧、鼠虫害等影响, 若尔盖高寒草地出现严重退化, 部分草地已完全沙化。草地沙化已成为若尔盖高寒草地生态安全所面临的重大问题。研究以若尔盖典型的沙化地区麦溪乡为研究对象, 以植被覆盖率为沙化梯度划分标准, 分别划分未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5种不同退化阶段草地, 探究退化沙化过程中草地土壤养分与团聚体结构变化特征。结果表明: (1)退化沙化过程中, 土壤养分含量总体随着草地沙化程度的加剧而显著下降(P<0.05)。(2)退化沙化过程中土壤团聚体结构发生明显变化, 团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GWD)随着沙化程度的加剧而显著降低(P<0.05); 各粒级团聚体百分比仅5—2 mm粒级团聚体在重度退化阶段发生显著降低变化(P<0.05), 其他粒级并未表现出明显的变化趋势。(3)团聚体MWD与微生物生物量、有机质、全氮、硝态氮、有机碳均呈显著或极显著正相关, 与pH呈极显著负相关(P<0.01)。在整个草地退化沙化过程中, 土壤养分含量显著下降, 土壤结构受到严重破坏, 二者之间变化关系紧密。草地沙化治理与防护过程中, 要兼顾土壤结构修复与养分输入, 处理好土壤团聚体结构稳定与养分转化间的交互关系。     

氮添加对草地生态系统土壤pH、磷含量和磷酸酶活性的影响

磷是植物必需的大量营养元素之一,也是草地生态系统功能的重要限制因子。近年来,随着全球氮沉降的迅速增加,草地生态系统土壤磷及磷酸酶活性受到不同程度的影响。本研究采用整合分析方法,分析了草地的氮添加量、氮源种类、持续时间和土层深度等对土壤pH、全磷(TP)含量、有效磷(AP)含量、碱性磷酸酶(AlP)和酸性磷酸酶(AcP)活性的影响,以及土壤pH与磷酸酶活性的相关性。结果表明: 氮添加降低了土壤pH、TP含量和AlP活性,提高了土壤AcP活性,但对土壤AP含量无显著影响。从氮添加量来看,土壤pH、AlP显著降低在氮添加>5 g·m^-2·a^-1条件下即可发生;高水平氮添加(>10 g·m^-2·a^-1)导致AcP活性显著提高;土壤TP、AP含量显著降低仅发生在氮添加量为5～10 g·m^-2·a^-1条件下。硝酸铵处理显著降低了土壤TP含量,提高了AcP活性;尿素处理显著降低了土壤pH和AlP活性。在所有添加量下,当试验持续时间为3～10年时,土壤TP含量、AlP活性显著降低;持续时间大于3年时,土壤pH显著降低;>10年时,AcP活性显著提高。0～10 cm土层的AP含量显著升高,TP含量和AlP活性显著降低;大于10 cm土层中AP含量显著降低。土壤pH与土壤AcP活性呈显著负相关,表明氮添加引起的土壤pH改变可能是土壤磷酸酶活性变化的重要原因。     

华北盐渍化草地土壤净氮矿化速率对不同水平氮添加的响应

对于养分贫瘠的盐渍化草地生态系统, 大气氮沉降如何影响土壤氮循环过程是一个目前尚未解决的问题。该研究在位于华北地区山西省右玉县境内的盐渍化草地建立了一个模拟氮沉降的试验平台, 设置8个氮添加水平, 分别为0、1、2、4、8、16、24、32 g·m^-2·a^-1 (N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24、N32), 生长季5-9月, 每月月初以喷施的方式等量添加NH₄NO₃。从2017年5月到2019年10月, 运用顶盖PVC管法每月一次进行净氮矿化速率的测定同时计算了净氮矿化速率对不同水平氮添加的敏感性。主要结果表明: (1)高水平氮添加(N16、N24、N32)显著增加土壤无机氮库; (2)该盐渍化草地土壤氮矿化以硝化作用为主, 经过3年氮添加以后, 高氮添加(N24、N32)显著促进了土壤净硝化速率, 并且不同氮添加水平在不同的月份和年份中表现出差异性响应; (3)不同氮添加水平对土壤净氮矿化敏感性的影响在不同降水年份差异显著, 短期低水平氮添加提高了土壤净氮矿化的敏感性, 而高水平氮添加降低土壤净氮矿化敏感性; (4)盐渍化草地土壤净氮矿化速率与土壤温度和水分呈正相关关系, 与土壤pH呈负相关关系。因此, 在当前氮沉降增加的背景下, 北方盐渍化草地土壤氮矿化速率对低氮添加的敏感性较高, 结合氮沉降的特点, 未来模型预测应该同时考虑氮沉降对盐渍化草地的可能影响。     

不同种植模式对土壤氮素转化及酶活性的影响

采用两年大田试验,研究了小麦-大豆（A₁）、小麦-甘薯（A₂）、玉米（A₃）、小麦/玉米/大豆（A₄）和小麦/玉米/甘薯（A₅）5种种植模式下,小麦/玉米/大豆套作体系的土壤酶活性变化特征及其对土壤氮素转化的影响.结果表明：与A₁、A₂、A₃和A₅相比,A₄提高了各作物在开花期（或吐丝期）和成熟期的土壤总氮含量及脲酶和蛋白酶活性,处理间表现为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、边行＞中行;降低了小麦、玉米土壤的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及小麦土壤的硝酸还原酶活性.玉米土壤的硝酸还原酶活性在玉米、大豆共生前的拔节期为单作＞套作,在玉米、大豆共生后的吐丝期和成熟期为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口;大豆土壤的NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及硝酸还原酶活性在分枝期为单作＞套作,在开花期和成熟期为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口、中行＞边行.     

草地土壤有机质不同组分氮库对长期氮添加的响应

土壤氮库对生态系统的养分循环至关重要。目前多数研究主要关注氮沉降对土壤总氮的影响, 而对土壤不同有机质组分的氮库对氮沉降响应的研究较为缺乏。该研究基于内蒙古典型草地的长期多水平施氮(0、8、32、64 g·m^-2·a^-1)实验平台, 利用土壤密度分级方法, 探究氮添加处理13年后典型草地中两种土壤有机质组分(颗粒态有机质(POM), 矿质结合态有机质(MAOM))氮含量的变化及调控机制。结果显示: 土壤总碳含量、POM和MAOM的碳含量在施氮处理间均没有显著差异。土壤总氮含量则随着施氮水平增加呈显著增加的趋势, 同时施氮处理下POM的氮含量显著上升, 而MAOM的氮含量没有变化。进一步分析发现, 施氮促进植物地上生物量积累, 增加了凋落物量及其氮含量, 从而导致POM的氮含量增加。由于MAOM主要通过黏土矿物等吸附土壤中小分子有机质形成, 其氮含量受土壤中黏粒与粉粒含量影响, 而与氮添加水平无显著相关关系。该研究结果表明长期氮添加促进土壤氮库积累, 但增加的氮主要分布在稳定性较低的POM中, 受干扰后容易从生态系统中流失。为了更准确地评估和预测氮沉降对陆地生态系统的氮循环过程的影响, 应考虑土壤中不同有机质组分的差异响应。     

氮磷添加对荒漠草原植物-凋落物-土壤生态化学计量特征的影响

为明确植物、凋落物和土壤养分含量及化学计量比对土壤中添加多种限制性养分的响应,阐明“植物-凋落物-土壤”连续体化学计量动态及各组分之间的协同作用,以宁夏荒漠草原为研究对象,于2018年开始进行氮(N)、磷(P)养分添加控制试验。试验处理包括对照(CK)、N添加、P添加、NP共同添加4个处理。结果表明：(1)NP共同添加显著增加了荒漠草原植物N和P含量、以及凋落物和土壤P含量,显著降低了荒漠草原植物C∶N和C∶P、以及土壤和凋落物C∶P和N∶P。P添加显著增加了荒漠草原植物、凋落物和土壤P含量,显著降低了植物、凋落物、土壤C∶P和N∶P。N添加分别增加了植物、凋落物N含量和N∶P,但对植物N含量影响未达到显著水平。(2)C、N、P含量和N∶P大小均表现为植物>凋落物>土壤,C∶N和C∶P均表现为凋落物>植物。(3)N添加提高了荒漠草原植物对P再吸收效率,降低了荒漠草原植物对N利用效率;P添加提高荒漠草原植物对N再吸收效率,降低荒漠草原对P的利用效率;NP共同添加提高了荒漠草原植物对N和P再吸收效率,降低了荒漠草原植物对N和P利用效率。(4)植物-凋落物-土壤的N、P含量...     

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...     

氮添加对昆仑山高山草地土壤、微生物和植物生态化学计量特征的影响

全球范围内的氮沉降增加改变了生态系统氮(N)素循环过程,由此带来的生态学效应已成为当前研究的热点。以昆仑山高山草地生态系统2种优势植物黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)和针茅(Stipa capillata)为研究对象,开展人工氮肥添加试验,研究土壤-微生物-植物系统各组分生态化学计量特征对氮添加的响应特征。结果表明:①氮添加显著提高了土壤NH4^+-N和土壤NO3^--N含量(P<0.05),土壤全N、全磷(P)、速效P含量没有明显变化。②氮添加条件下针茅叶片N含量增加,P含量降低,而黄花棘豆N和P含量无明显变化。③土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,当施氮量为6N·m^-2·y^-1时呈现出最高值。土壤NH4+-N含量与土壤微生物量N含量有显著的正相关关系(P<0.01)。综合分析表明,短期氮添加有利于土壤养分和微生物量的积累,促进植物和微生物养分吸收利用。2种优势植物的生态化学计量特征对氮沉降的响应不同,过量的氮输入将会造成植物生长受到P限制,氮沉降会改变昆仑山高山草地生态系统的生物地球化学循环过程。     

氮、磷添加对不同林型土壤磷酸酶活性的影响

研究了鼎湖山3种森林类型(南亚热带季风常绿阔叶林、马尾松人工林和针叶阔叶混交林)的土壤酸性磷酸单酯酶活性(APA)对施肥的响应情况。在3种林型中分别设置对照、加氮(150 kg N hm-2a-1)、加磷(150 kg P hm-2a-1)以及N和P同时添加(150 kg N hm-2a-1+150 kg P hm-2a-1)4种不同处理。结果表明,季风林土壤APA((15.83±2.46)μmol g-1h-1)显著高于混交林((10.71±0.78)μmol g-1h-1)和马尾松林((9.12±0.38)μmol g-1h-1),且3种林型土壤APA与土壤有效磷含量均呈显著负相关。施加N肥显著提高了季风林土壤APA,而对混交林和马尾松林的作用不显著。施加P肥显著降低了混交林和马尾松林土壤APA,但对季风林的影响不明显。N和P同时添加仅显著降低了马尾松林土壤APA,但在季风林中存在交互作用。因此,N沉降会加剧亚热带成熟林土壤P的限制,可以考虑施加P肥作为森林管理的一种方式来缓解这种限制作用。     

黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响

为阐明黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响,探究群落结构和物种多样性的变化机制,选取5个典型优势种,即白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,采用裂区试验设计,以氮添加为主区处理, 包括:0(N0)、25(N25)、50(N50) 和100(N100) kg N hm^-2 a^-1;以磷添加为副区处理,包括:0(P0),20(P20),40(P40) 和80(P80) kg P₂O₅ hm^-2 a^-1,测定了各物种叶片氮磷比、氮磷重吸收效率、氮磷利用效率和相对生物量等参数。5种植物的氮和磷重吸收效率正相关,对氮磷添加量的响应具有耦合性。不同氮磷添加处理下,达乌里胡枝子叶片氮磷比最高,而氮磷重吸收效率最低;白羊草和长芒草的氮磷利用效率和重吸收效率高于其他物种。单施磷或N25与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷比和磷利用效率呈正相关关系,与氮利用效率和氮磷重吸收效率呈负相关关系。单施氮、N50和N100与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷利用效率和重吸收效率呈正相关,与氮磷比呈负相关。不施肥处理下,白羊草和长芒草相对生物量最高,低氮高磷下达乌里胡枝子相对生物量最高,高氮高磷下铁杆蒿和猪毛蒿相对生物量最高。不同优势种对氮磷添加的响应不同,生理生态过程各异,决定了其在群落中的优势度,这是氮磷添加后草地群落结构和物种多样性发生变化的关键机制。