西藏东南部色季拉山主要类型森林叶片和枯落物养分含量特征

为阐明不同生长年限森林叶片和不同分解程度枯落物养分含量特征,为植物-土壤养分循环研究提供科学依据。以藏东南色季拉山几种典型森林植被(雪山杜鹃(Rhododendron aganniphum)、海拔4000 m和3900 m区域急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)、川滇高山栎(Quercus aquifolioides))为研究对象,分析了1年生和2年生植物叶片及不同分解程度枯落物有机碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量。结果表明:色季拉山森林叶片和枯落物OC含量表现为2年生叶片1年生叶片未分解枯落物(ND)半分解枯落物(SD)完全分解枯落物(CD),即老叶片以C积累为主,而枯落物OC含量随分解程度的增加而下降,叶片OC平均含量(68.5%)显著高于中国平均水平(45.5%);叶片N、P、K含量表现为1年生2年生,即新叶以N、P、K等营养物质的吸收积累为主。枯落物TN含量低于中国森林的平均水平(12.03 g/kg),而TP含量显著高于中国森林平均水平(0.74 g/kg),枯落物TN和TP以SD最高,即分解初期表现为净固定,而后期则呈净释放,TK含量随分解程度的增加而增加,表现为K的净固定;叶片C∶N,C∶P和C∶K表现为2年生1年生,枯落物C∶N,C∶P和C∶K随着分解程度的增加而显著降低;叶片N∶P处于较低水平(6.08),显著低于全球平均水平(16.0),表现出明显的N限制营养型;研究结果为科学阐明藏东南森林生态系统植被-土壤养分循环研究提供了数据支撑。     

东北羊草草地锰、铜、锌含量特征的研究

 本文研究了羊草(Aneurolepidium chinense)草地割草场3种植物必需的微量元素锰、铜、锌的含量特征。结果表明,在生长季各时期,优势种羊草各器官元素含量有很大变化,总的趋势是：根>根茎>茎>叶>穗(Zn：叶>茎),各器官之间元素含量差异显著(P<0.05)。其它种类植物根中锰、铜、锌含量也显著高于地上各器官。羊草地上部锰、铜、锌积累量在生长季中的变化近似于“S”型曲线,但各元素曲线最高点出现的时间不同。寸草苔(Carex duriuscula)和针蔺(Heleocharis acicularis)地上部锰、铜、锌积累量变化与生物量变化相似,基本为双峰型曲线。三种元素在群落中的分布规律是：根>茎>叶>穗,与生物量分布规律相同。但锰、铜在地上各器宫中积累量占植物总积累量的比率低于相应的生物量比率,而锌这两者的比率则与生物量比率相近。群落中锰、铜、锌积累量与根层土壤中锰、铜、锌总量之比分别为0.10%,0.33%和0.09%。     

三江平原草甸湿地土壤呼吸和枯落物分解的CO2释放

利用静态箱-碱液吸收法研究了三江平原草甸湿地土壤呼吸和枯落物分解的CO2释放速率,讨论了影响CO2释放的环境因素,估算了枯落物分解的CO2释放对于总释放的贡献.结果表明,生长季,小叶章沼泽化草甸和小叶章湿草甸各部分CO2释放均具有明显的时间变化特征,温度和水分是重要制约因素.两类草甸湿地的平均土壤呼吸速率分别为4.33g·m-2·d-1和6.15g·m-2·d-1,枯落物分解的CO2平均释放速率分别为1.76g·m-2·d-1和3.10g·m-2·d-1,枯落物分解的CO2释放占总释放量的31%和35%,说明在碳素由地上植物碳库转移到地下土壤碳库的过程中,湿地枯落物是一个不可忽略的碳损失源.     

枯落物覆盖对阔叶红松林土壤蒸发的影响

通过对枯落物覆盖下森林土壤蒸发的观测,研究了不同干重及类型的枯落物对土壤蒸发的影响,及其与含水率的关系。结果表明:土壤含水率相同,枯落物覆盖量越大,土壤蒸发量越小;不同类型的枯落物对土壤蒸发的抑制作用不同,在相同干重的枯落物覆盖下,未分解、半分解和分解的枯落物对土壤蒸发的抑制能力依次减弱。土壤蒸发量与枯落物质量呈对数关系。随土壤含水率的降低,土壤蒸发量减少,含水率在41%～38%时,每下降1%,75g、45g、15g枯落物覆盖下的土壤蒸发量依次减少2.38g、1.43g、1.30g,且在土壤含水率下降过程中,覆盖的枯落物分解程度越高,土壤蒸发速率降低越不显著。     

去除地面枯落物对加勒比松(Pinus caribaea)林土壤特性的影响

通过去除地表凋落物(处理)和保留凋落物(对照)的样地比较,研究了加勒比松(Pinus caribaea)林的土壤特性对去除地表枯落物的响应,为了解人工干扰的加勒比松林土壤的退化机理提供依据.去除地表枯落物后的样地林木平均胸径和平均树高分别显著下降了21%和8%.人为干扰造成了土壤质量的全面下降.与对照相比,去除地表枯落物的土壤容重增加了14%,土壤毛管孔隙和总孔隙的比例分别减少了13%和18%,非毛管孔隙也因为人为干扰而显著下降了37%,土壤毛管持水量下降了24%.去除地表枯落物没有对土壤pH造成影响,但是土壤有机质、全N、全P和全K含量比对照分别减少了42%、46%、16%和39%,水解N、速效P和速效K含量分别比对照减少了20%、15%和41%,土壤中<0.01 mm 粘粒的比例下降了27%.去除地表枯落物后的土壤细菌、真菌和放线菌数量分别下降了50%、19%和13%,土壤脲酶、土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性分别比对照下降了35%、49%和49%.去除地表枯落物从林地以凋落物的形式直接取走大量养分,使林地有机质含量降低,导致土壤孔隙减少,保持水分功能减弱,养分状况的恶化,微生物数量减少和酶活性下降,最终引起林木生长下降.     

内蒙古典型草原几种不同植物的生长动态比较

选择内蒙古典型草原羊草 大针茅群落中的优势植物羊草、大针茅、冰草和冷蒿,采用多种数量化指标,分别比较一个生长季内的生长动态、绝对生长速率(AGR)、相对生长速率(RGR)。结果表明:植物地上生物量均呈S形增长,8月中旬达到最大值;主要生长季内受降水不足的抑制作用依次为羊草>冰草>大针茅>冷蒿。羊草和冰草AGR均呈双峰曲线,大针茅呈三峰曲线,冷蒿呈单峰曲线。生长主要集中在中前期,AGR大小依次为冷蒿(0.099g.株-1.d-1)>大针茅(0.029g.株-1.d-1)>羊草(0.003g.株-1.d-1)>冰草(0.002g.株-1.d-1)。RGR与AGR有相似的季节性变化,其中羊草、冰草、冷蒿RGR均呈单峰曲线,大针茅呈三峰曲线;生长季初期RGR均表现出最高,生长潜能较大,7月末至8月中旬呈现负值;4种植物的最大净积累效率依次为冷蒿(0.108g.株-1.d-1.g-1)>大针茅(0.064g.株-1.d-1.g-1)>羊草(0.055g.株-1.d-1.g-1)>冰草(0.042g.株-1.d-1.g-1)。不同生活型的生长曲线及生长速率均存在较大差异,但同属于根茎型的羊草和冰草生长动态曲线明显相似。     

松嫩草原三种主要植物群落枯落物层生态水文功能

分析了松嫩草原主要植物群落羊草群落、虎尾草群落、碱茅群落枯落物层的蓄积量及持水能力、枯落物层对降水的截留以及枯落物层抑制土壤水分蒸发的效应.结果表明,羊草群落枯落物蓄积量最大为4.7t·hm-2,最大持水量为9.6t·hm-2,最大持水率为208.4%;虎尾草群落枯落物层蓄积量、最大持水量和最大持水率分别为3.0t·hm-2、7.4t·hm-2和262.8%;碱茅群落分别为2.6t·hm-2、5.0t·hm-2和202.2%;3种群落枯落物层对降水的截留量分别为6.57、5.79和5.26t·hm-2,随着降雨量的增加,截留量增加,截留率减小;0.5~2mm枯落物覆盖下不同含水量的土壤水分蒸发比无覆盖的土壤减少7.95%~56.79%,枯落物层减少土壤水分蒸发的效应随枯落物层厚度和土壤含水量的增大而增加.     

不同水分条件下毛果苔草枯落物分解及营养动态

于2009年5月至2010年5月采用分解袋法,研究了三江平原典型湿地植物毛果苔草枯落物分解对水分条件变化的响应,探讨了典型碟形洼地不同水位下枯落物分解1a时间内的分解速率与N、P等营养元素动态。分解1a内,无积水环境下枯落物失重率为34.99%,季节性积水环境下为27.28%,常年积水环境下随水位增加枯落物失重率分别为26.99%与30.67%,表明积水条件抑制了枯落物的分解。枯落物的分解随环境变化表现出阶段性特征,分解0—122 d内随水位增加枯落物失重率分别为16.09%、24.25%、23.53%与26.60%,即生长季内积水条件促进了枯落物有机质的分解及重量损失。而随实验进行,分解122—360 d内随水位增加毛果苔草枯落物的失重率分别为18.90%、3.02%、3.46%、4.03%,即在非生长季土壤冻融期积水条件抑制了枯落物分解(P<0.05)。水分条件对毛果苔草枯落物N元素的影响表现为积水条件促进生长季内枯落物的N固定,水位最高处毛果苔草N浓度显著高于无积水环境(P<0.05)。但进入冻融期后积水环境下枯落物N浓度与含量降低;其中季节性积水限制了枯落物的N积累能力,至分解360d时与初始值相比表现出明显的N释放(P=0.01)。毛果苔草枯落物分解61d时P出现富集,其中积水条件下P的富集作用增强,但与水位不相关。分解1a后毛果苔草枯落物表现为P的净释放,不同水分条件下枯落物P元素损失没有明显差异(P>0.05)。     

2种土壤上羊草生长动态和主要矿物质含量的比较分析

以4叶龄羊草实生苗为实验材料,将其移栽到不同pH的黑土和盐碱土上,观察土壤盐碱胁迫对移栽羊草幼苗生长动态和主要矿物质含量的影响.结果表明,在盐碱土上,羊草幼苗生长速率较在黑土上显著降低,分蘖能力显著下降,其株高、叶片数和分蘖数分别降至黑土上的93.1%、94.4%和78.1%;羊草在盐碱土上地上部和地下部干重分别是黑土上的91.8%和92.1%,但地下部根茎较为发达,其数量和长度分别比黑土上显著增加48.9%和22.5%;盐碱土上羊草植株钠离子含量显著高于黑土,全磷和钾离子含量显著低于黑土,全氮含量与黑土上没有显著差异.研究发现,羊草在盐碱土上具有发达的根茎且能维持较高含水量,从而表现出较强的耐盐碱能力.     

辽西半干旱区几种人工林生态系统涵养水源功能研究

从森林生态系统树冠截留降雨、枯落物持水及土壤蓄水3个层次对辽西半干旱区5种人工林生态系统的涵养水源功能进行了定量研究．结果表明,各人工林生态系统树冠对降雨的平均截留率为14．58％～37．19％,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;枯落物层厚度为1．6～4．1cm,枯落物贮量为1890．4～6425．2kg·hm^-2,枯落物层厚度和贮量均为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林,枯落物最大持水量取决于枯落物贮量及其最大持水率,枯落物最大持水量为5957．7～19332．9kg·hm^-2,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;各人工林生态系统0～40cm土壤层非毛管蓄水量为23．70～37．85mm,依次为沙棘林>杨树沙棘混交林>油松沙棘混交林>杨树纯林>油松纯林．在5种人工林生态系统中,沙棘林的涵养水源功能最好,混交林较油松和杨树纯林有更好的涵养水源功能．     

东北羊草天然草地的初级生产力

羊草天然草地位于欧亚草原带的东部,广泛分布于苏联的贝加尔地区,蒙古人民共和国的北部和东部以及中国的内蒙古高原和东北平原。根据地带性植被的观点,以旱中生草本植物为优势,同时混生一定的中生草本植物的中国东北羊草天然草地属于草甸草原,它是中国温带的重要放牧场之一。 中国东北羊草天然草地的结构比较单一,单草种群在草地中居绝对优势地位。本项研究测定了羊草天然草地现存量的季节变化,其地上部分现存量的峰值出现在8月24日,为4758.33KJ/m²;地下部分现存量的峰值也出现在8月24日,为35977.65KJ/m²。羊草天然草地地上部分的净生产量为6288.06KJ/m²·a,地下部分的净生产量为19913.18KJ/m²·a,总净生产量为26198.24KJ/m²·a。     

松嫩草原黄墩蚁对羊草群落组成与生物量的影响

研究了松嫩草原土壤动物优势类群黄墩蚁对羊草群落和羊草 虎尾草群落组成及生物量的影响。结果表明,黄墩蚁改变了其生境中的植被组成,两群落中的羊草密度增大,结穗率降低,但重量增加。受其影响,羊草和虎尾草的高度明显较大,地上生物量和地下生物量明显增加。     

东北羊草草原主要植物群落土壤过氧化氢酶活性的研究

东北羊草草原3种植物群落土壤过氧化氢酶活性的季节变化曲线基本都呈抛物线型,虎尾草群落季节变化幅度比羊草群落和碱茅群落大,造成这种现象的原因可能是“种子效应”,对不同土层度过氧化氢酶活性与环境因子的相关分析表明,土壤过氧化氢酶活性随着土层的加深而递减,并与降雨量和大气温度有较强的相关性,且受土壤温度和土壤含水量的协同作用,此外,土壤过氧化氢酶活性与地上植被明显相关,可以反映出植物群落的生长状态。     

Nitrogen addition overrides the effects of Stellera chamaejasme litter on the growth of Leymus chinensis and its associated mycorrhizal fungi

氮添加掩盖了狼毒凋落物对羊草生长及其菌根真菌的影响 退化草地上迅速蔓延、生长的有毒植物能产生大量的凋落物,而氮输入能促进有毒植物的生长, 并改变其根际微生物特别是丛枝菌根真菌(AMF)的特征。然而,有毒植物的凋落物如何影响可食牧草的生长及其根际AMF,N沉降是否以及如何介导这些影响,目前尚不清楚。本文在中国东北的草甸草原上进行了温室实验以检验添加狼毒(Stellera chamaejasme)凋落物和氮素对优势植物羊草(Leymus chinensis) 的生长、AMF和土壤特征的影响。结果表明,添加凋落物显著增加了羊草分株数、地上生物量和土壤速效磷(AP)浓度,并降低了AMF孢子密度。然而,凋落物与氮素的交互作用并未显著影响羊草和AMF。狼毒凋落物通过提高AP对羊草产生正效应,并结合土壤养分平衡与凋落物诱导的化感成分的变化对AMF产生负效应。另外,高氮添加能缓解土壤的氮限制并抑制凋落物分解,从而减缓凋落物对羊草和AMF的影响。上述结果表明,除了关注有毒植物对家畜的有害作用外,还应客观地、全面地评价有毒植物的生态功能;同时,氮沉降应作为预测退化草地有毒植物与可食植物的种间关系的一项重要指标。     

川西北高寒沙区切断根茎对赖草和沙生苔草克隆生长的影响

为了研究高原亚寒带沙化生境中切断根茎对克隆植物基株扩展能力和分株定居能力的影响,在川西北若尔盖高原沙化区内,对根茎禾草赖草和沙生苔草进行了以切断根茎为处理的野外实验。结果表明,赖草和沙生苔草基株的幼小部分(观测单元)地上枝总长度增量、主根茎长度增量和根茎总长度增量显著减少,而对根茎数增量、主根茎节增量和根茎节总数增量影响不显著;赖草观测单元地上枝数增量显著减少,而对沙生苔草地上枝数增量无影响;赖草地上枝与根茎的相关性质发生逆转。这表明．在高原亚寒带半湿润沙化生境中．克隆整合效应显著促进基株幼小部分地上枝和根茎的伸长生长,但对新生根茎的产生和根茎节分化没有影响;切断根茎处理导致赖草、沙生苔草生殖生长与营养生长间竞争加剧,同时使赖草地上部分与地下部分间竞争加剧;观测单元在缺少与基株(或上级株系)的克隆整合作用时,赖草受到的影响大于沙生苔草。     

恢复状态下羊草（Leymus chinensis）草原植被根冠比动态及影响因子

利用内蒙古羊草草原围栏样地连续两年的地上、地下生物量数据和当地同时期的降水、气温资料,分析了退化羊草草原,在恢复过程中植被根冠比动态及与水热因子之间的关系。研究结果表明：（1）羊草草原植被地上、地下生物量季节变化均呈单峰型曲线,峰值出现在8月。（2）羊草草原植被根冠比具有明显的季节变化,生长季初和生长季末根冠比值较大,最低值出现在地上生物量最高的8月中下旬。（3）羊草草原植被月根冠比与上上月月降水量相关关系极显著,与七月平均气温相关关系显著;以根冠比为因变量,上上月月降水量、上月平均气温为自变量可分别建立线性回归方程。该方程可以较好地模拟羊草草原植被生长季内月根冠比的动态变化,这样在草地恢复过程中,可由上月的水热因子来指导下月的草地管理,并为更准确地估算草原生态系统生产力及碳储存动态提供重要参数。     

Dynamics of root-shoot ratio and environmental effective factors of recovering Leymus chinensis steppe vegetation in Inner Mongolia, China

A field study was conducted to examine the relationships between the root-shoot ratio dynamics and the precipitation and temperature of the typical Leymus chinensis steppe recovering from grazing in Inner Mongolia, China. A former piece of pasture land that had been fenced off for 2 years was selected for the study, and aboveground and belowground biomass was collected from the study site along with local precipitation and temperature observations during the study period and was used in the analysis. The results indicated that 1) the seasonal change in both aboveground and belowground biomass in Leymus chinensis steppe demonstrated a pattern with a single peak occurring in August. 2) The root-shoot ratio showed a seasonal variation, with relatively high values at the beginning and the end of the growing season. The minimum ratio occurred in late August when the aboveground bio-mass reached its maximum. 3) The monthly root-shoot ratio was significantly correlated (p < 0.05) with the monthly precipitation two months ago, and with the mean temperature in the previous month. A regression model was built with the root-shoot ratio as the dependent variable, and precipitation and temperature as the independent variables. This regression could be used to model the monthly root-shoot ratio dynamics of Leymus chinensis steppe during the growing season.     

松嫩草甸3种主要植物群落土壤脲酶的初步研究

 松嫩草甸羊草（Leymus chinensis）群落、碱茅（Puccinellia tenuiflora）群落和虎尾草（Chloris virgata）群落土壤脲酶活性的季节动态呈单峰曲线变化,在土体中随土层的加深,其活性逐渐递减。各群落0～10 cm土层中的土壤脲酶活性与月平均降雨量呈幂函数关系,与土壤温度呈指数函数关系。土壤脲酶活性受多种土壤理化因子的共同影响,对于羊草群落,各因子的影响程度依次为：pH值>有机质>速效氮>C/N>容重>全氮>速效磷;碱茅群落为：有机质>C/N>全氮>容重>速效磷>速效氮>pH值;虎尾草群落为：全氮>有机质>速效氮>pH值>C/N>速效磷>容重。对该地区土壤肥力影响因子的主成分分析表明：有机质、全氮、速效氮、C/N和土壤容重对土壤肥力的贡献率占主导地位,土壤脲酶活性所占的比重较小,它不能完全反映土壤肥力状况。     

放牧对内蒙古锡林河流域草原土壤碳组分的影响

选择内蒙古锡林河流域三种草原,较系统地研究了放牧对微生物量碳(MB-C)和易分解碳(Lab-C)两种碳素组分的影响。结果表明,自由放牧22年后,羊草(Leymus chinensis)草原土壤0~10 cm和10~20 cm土层土壤微生物量碳分别下降了27.9%和12.8%;土壤易分解碳分别下降了22.0%和12.6%,自由放牧没有改变羊草草原土壤活性碳的季节变化形式。大针茅(Stipa grandis)草原0~5 cm表层和5~15 cm下层土壤微生物量碳分别下降了38.2%和12.2%。大针茅草原季节波动出现高峰的时间较羊草草原推后,基本在8月下旬,并且与地上生物量存在明显的正相关关系(p<0.001)。土壤活性碳在表征羊草草原和大针茅草原土壤的动态变化时,要敏感于土壤总有机碳。冷蒿-小禾草草原(Artemisia frigida-short bunchgrasses steppe)连续放牧11年恢复2年后,土壤各碳素组分都没有发生明显变化,但随着放牧率的增加,MB-C/Org-C比值和Lab-C/Org-C比值逐渐降低,表现为轻牧>中牧>重牧,这说明,在表征放牧对冷蒿-小禾草草原土壤的影响指示上,MB-C/Org-C和Lab-C/Org-C要比MB-C和Lab-C敏感。     

陕北风沙区不同植被覆盖下的土壤养分特征

选取了陕北定边县板凳滩风沙区四种典型植被覆盖下的风沙土壤,对其基本养分含量进行了测定。分析不同类型植被覆盖下的土壤养分含量特征、土壤养分含量层次特征以及土壤各层次养分含量之间的相关性,为风沙区土壤生态恢复重建及侵蚀土壤质量的恢复保育提供了科学依据。结果表明:(1)不同植被覆盖下的土壤对有机质、全氮、速效氮、速效磷的保持能力均为:小蒿草>羊草>沙蒿>苦豆子>无植被;对全磷的保持能力,各植被覆盖条件下差异不显著,但小蒿草覆盖下含量最高,羊草最低,且低于无植被;从土壤对全钾的保持能力来看,羊草覆盖下的全钾含量最高,小蒿草最低。(2)不同植被覆盖下的土壤养分含量层次变化除全磷和全钾变化微弱外,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量均随着土层深度的增加而逐渐下降,且降低速度基本呈现出小蒿草>羊草>沙蒿>苦豆子>无植被。(3)不同植被覆盖下的土壤各层次养分含量之间的相关性以羊草最为密切,大体呈显著中度及以上正相关;沙蒿和苦豆子覆盖下的相关性稍弱,基本呈中度正相关;而小蒿草覆盖下的相关系数正负均有,相关性较为复杂。