不同施肥杨树主要营养元素内外循环比较研究 Ⅱ．施肥对落叶前后杨树叶片营养元素浓度及贮量的影响

杨树叶片在凋落前将大量有机质输入干、枝、根中,在不同处理中,不施肥输出的比例大于施肥．施Ｐ并不导致杨树对Ｐ的奢侈吸收．施肥可使杨树主要营养元素的外循环通量高于不施肥．不施肥杨树叶片在凋落前Ｐ、Ｋ的输出率比施肥高约１０％．     

不同施肥杨树主要营养元素内外循环比较研究 Ⅰ．施肥对杨树生物量及落叶前后N内外循环的影响

施肥对杨树具有明显的增产作用,而根的增长尤其显著．不论施肥与否叶均是生长中杨树Ｎ的重要贮存库,并且落叶前将其所含Ｎ的６３％左右迁移至干枝根的皮层和木材中．施肥可使杨树Ｎ的总循环量增加４６％,并且可改变Ｎ的循环结构．与不施肥处理相比,施肥可使杨树Ｎ外循环通量占总循环通量的比率由３６．７％增加至４４．７％．     

浙江天童常绿阔叶林演替系列植物叶片的凋落节律

叶片凋落节律是植物的主要功能策略之一,探索演替共有种(至少存在于3个阶段)和更替种(各阶段特有种)的叶片凋落节律对于理解森林演替过程中物种的更替机制具有重要意义。本研究选择浙江天童常绿阔叶林4个演替阶段,通过对4个共有种和6个更替种叶片凋落季节动态的调查,探讨了共有种的凋落节律是否在不同演替阶段存在差异,以及共有种和更替种叶片凋落节律的差异。结果显示,演替对共有种马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)和栲树(Castanopsis fargesii)的叶片凋落节律具有显著影响(P0.05),而对柃木(Eurya japonica)无显著影响。共有种与该演替阶段特有更替种叶片凋落节律的差异在不同演替阶段表现不同。演替第一阶段的马尾松、木荷与石栎(Lithocarpus glabra)、檵木(Loropetalum chinense)叶片凋落节律差异显著(P0.05);演替第二阶段的木荷与山矾(Symplocos caudate)叶片凋落节律有显著差异(P0.05)。栲树与苦槠(Castanopsis sclerophylla)叶片凋落节律有显著差异(P0.05);演替第四阶段的木荷、栲树、柃木与天竺桂(Cinnamomum pedunculatum)、连蕊茶(Camellia cuspidate)叶片凋落节律存在显著差异(P0.05),其他无显著差异。综上表明,部分演替共有种叶片凋落节律随森林演替发生改变,而另外部分不发生改变。在同一演替阶段,绝大部分演替共有种和更替种的叶片凋落节律存在差异。演替共有种和更替种叶片凋落节律的变化反映了植物在叶片物候方面对演替过程中微环境变化的多样适应策略。     

刺槐,国槐根际土壤生化成分及其对伴生杨树营养的影响

分析了杨树、刺槐和国槐的根面与根际土壤中的游离氨基酸及植物生长素ＩＡＡ,测定了不同处理小区中杨树叶片的营养状况（Ｎ、Ｐ、Ｋ和叶绿素含量）以及净光合速率和气孔阻力．结果表明,刺槐、国愧和杨树根面氨基酸组成和数量有很大差别;３个树种根际土壤中氨基酸含量显著低于根面．３个树种根面和根际土壤中ＩＡＡ含量为刺槐＞国槐＞杨树．混交豆科树种后,杨树叶片营养状况有所改善,净光合速率明显提高,气孔阻力有所降低．     

三峡地区香溪河流域不同树种叶片凋落物的分解

在香溪河流域1160m、930m、658m 3个海拔梯度,利用网袋法,研究黄栌（Cotinus coggygria var.pubescens）、五裂槭（Acer oliverianum）、扇叶槭（Acer flabellatum）3个树种叶片凋落物在河流中和河岸陆地的分解速度和分解动态.结果表明,分解进行90d,叶片凋落物干重流失率为13﹪～74﹪.凋落物的干物质重量流失速度符合指数衰减方程（p＜0.05）.叶片凋落物分解前3d干物质迅速淋洗,在河流中,凋落物干重淋洗率为9﹪～18﹪,河岸陆地为4﹪～9﹪.叶片凋落物在河流中分解30d后,分解速度趋于稳定.叶片凋落物在河岸陆地分解90d的过程中,分解速度呈现一定的波动性.黄栌叶片的分解为中速（分解系数k值为0.0043～0.0079d^-1）,显著慢于五裂槭和扇叶槭.五裂槭和扇叶槭作为同属物种,叶片的分解速度之间没有显著差异,在海拔1160m和930m河流中为快速分解（分解系数k值为0.0101～0.0140d^-1）,在海拔658m河流中为中速分解（分解系数k值分别为0.0084d^-1、0.0078d^-1）.扇叶槭在河岸陆地的分解速度在3个海拔间差异较小,干物质流失均缓慢,分解速度（分解系数k为0.0027～0.0036d^-1）显著低于河流.方差分析结果表明,海拔梯度与叶片凋落物的分解速度之间没有显著相关性（p＞0.05）.河流中叶片凋落物在春夏季节的快速分解对底栖生物群落和下游养分循环有重要作用.     

云南药山自然保护区黄背栎林和巧家五针松林生态化学计量特征

以云南药山自然保护区黄背栎林和巧家五针松林的4块样地为研究对象,旨在揭示这2种森林生态系统营养元素含量状况和土壤养分的供给能力。通过分析4块样地"叶片-凋落物-土壤"C、N、P含量、生态化学计量特征及其相关性,结果表明:(1)不同样地同一组分的C、N含量差异显著,P含量差异不显著,同一样地各组分间C、N含量差异显著,均为叶片凋落物土壤,P含量则为叶片土壤凋落物;(2)不同样地叶片C∶P、N∶P比值和凋落物与土壤C∶N比值差异不显著,其余指标差异均显著。同一样地叶片、凋落物、土壤的C∶N、C∶P、N∶P比值差异显著,均为凋落物叶片土壤;(3)黄背栎林叶片-土壤C含量、C∶P比值和凋落物-叶片N∶P比值呈极显著或显著相关,巧家五针松林凋落物-叶片C、N含量和叶片-土壤P含量、C∶N、N∶P比值呈极显著或显著相关;(4)土壤N元素缺乏是限制植物生长的主要因素,P元素主要源于土壤矿物风化释放,而非生物小循环。     

UV-B辐射对杜英凋落叶化学组成及其分解的影响

采用模拟UV-B辐射增强方法研究了UV-B辐射对中国亚热带常见树种杜英(Elaeocarpus sylvestris)叶片化学组成及其凋落后分解和养分释放的影响。结果表明:增强的UV-B辐射显著增加了杜英凋落叶中的N含量,显著降低了凋落叶中的C、P、K、木质素含量和C∶N、木质素∶N;在分解过程中,对照和UV-B辐射增强处理凋落叶的分解差异不显著,在前10个月的分解过程中均发生了N的富集,且对照凋落叶的N富集程度显著强于UV-B辐射增强处理;2组处理下凋落叶均发生了P和K的释放,但处理间差异不显著。     

塔里木沙漠公路防护林地表凋落物分解对施肥的响应

为探讨沙漠公路防护林地表凋落物的分解速率和养分释放动态对施肥的响应,采用凋落物分解袋法,对塔里木沙漠公路防护林地乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)同化枝、梭梭(Haloxylon ammodendron)同化枝和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)枝凋落物在施肥处理下的分解及养分释放特征进行研究。结果表明:经过420d的分解,3种凋落物质量残留率在对照(不施肥)、施用氮肥、施用磷钾复合肥处理间存在显著性差异(P0.05)。乔木状沙拐枣同化枝、梭梭同化枝和多枝柽柳枝在对照处理下的质量残留率分别为56.95%、31.32%和50.24%。施肥处理下3种凋落物均呈现出梭梭同化枝分解速率最快,多枝柽柳枝次之,乔木状沙拐枣同化枝分解最慢。施用磷钾复合肥极显著提高了3种凋落物的分解速率(P0.01);施用氮肥则促进多枝柽柳枝的分解,抑制乔木状沙拐枣和梭梭同化枝的分解。凋落物分解过程中,对照组3种植物凋落物的C、N、P和K元素均呈现净释放状态;施肥后凋落物的N、P和K元素呈现出富集-释放的模式。凋落物初始P含量和C/N、C/P比值是分解初期的主导因素,初始K、木质素、纤维素含量和C/N、木质素/N比值是分解后期的主要控制因素。研究表明,施肥显著影响沙漠公路防护林地表凋落物的分解,增加防护林地表凋落物的养分归还量,延后养分释放的时间,改善塔里木沙漠公路防护林地的土壤肥力。凋落物初始C/N比值是预测塔里木沙漠凋落物分解的重要因素,且不同分解时期影响凋落物分解的初始化学组成有所差异。     

长白山白桦(Betula platyphlla)纯林和白桦山杨 (Populus davidiana)混交林凋落物的分解

采用交互分解实验,研究长白山白桦叶片和白桦、山杨与水曲柳混合叶片在白桦纯林和白桦山杨混交林内的分解过程。两年的分解实验结果表明,两种类型叶片均存在一个快速分解阶段和一个慢速分解阶段,森林类型和凋落物类型对凋落物分解率的影响在快速分解阶段不显著而在慢速分解阶段显著;混交林内的环境促进了凋落物分解和养分元素释放;在同一林型内,底物质量高的混合叶片其分解率和养分元素释放率均大于底物质量低的白桦叶片;凋落物的底物质量在一定程度上可以抵消森林类型对凋落物分解的影响;白桦山杨混交林混合叶片分解速率和养分元素释放率要显著大于白桦纯林内的白桦叶片,说明白桦山杨混交林的物质循环速度和养分元素供应能力要显著大于白桦纯林。     

九寨沟国家自然保护区4个典型树种叶片凋落物在林下及高山湖泊中的分解及养分释放特征

叶片凋落物分解对生态系统的养分循环和生产力有着重要意义。该文利用网袋分解法对九寨沟国家自然保护区内黄果冷杉(Abies ernestii)、油松(Pinus tabulaeformis)、红桦(Betula albo-sinensis)和高山柳(Salix cupularis) 4个典型树种叶片凋落物在林下及高山湖泊中的分解及养分释放特征进行了对比研究。结果表明: 1)叶片凋落物分解质量损失规律符合Olson的负指数衰减模型(r > 0.93, p < 0.01), 4个树种叶片在林下完全分解(99%)的时间依次为: 高山柳(6.80 a) <红桦(10.34 a) <黄果冷杉(18.88 a) <油松(27.21 a), 且分别是其在水体中分解的1.48倍、1.55倍、1.80倍和1.65倍。2)分解1年后凋落物质量剩余率(MR)和氮素剩余率(NR)均与叶片初始N含量极显著负相关, 而与叶片初始C:N值极显著正相关。3)不同树种间叶片N和P释放特征差异明显, 且在林下和水体间的释放模式也存在差异; 高山柳叶片凋落物在林下和水体分解过程中N元素从分解初期便开始释放, 而其他树种叶片凋落物N元素释放前存在明显的富集过程; 各树种叶片凋落物P元素释放模式为释放—富集—释放。研究表明: 叶片凋落物分解是一个受其自身性质和外界环境因素共同作用的复杂过程, 而凋落物在高山湖泊中的快速分解将对保护区现有的水体景观产生潜在影响。     

长白山白桦(Betula platyphlla)纯林和白桦山杨 (Populus davidiana)混交林凋落物的分解

采用交互分解实验,研究长白山白桦叶片和白桦、山杨与水曲柳混合叶片在白桦纯林和白桦山杨混交林内的分解过程。两年的分解实验结果表明,两种类型叶片均存在一个快速分解阶段和一个慢速分解阶段,森林类型和凋落物类型对凋落物分解率的影响在快速分解阶段不显著而在慢速分解阶段显著;混交林内的环境促进了凋落物分解和养分元素释放;在同一林型内,底物质量高的混合叶片其分解率和养分元素释放率均大于底物质量低的白桦叶片;凋落物的底物质量在一定程度上可以抵消森林类型对凋落物分解的影响;白桦山杨混交林混合叶片分解速率和养分元素释放率要显著大于白桦纯林内的白桦叶片,说明白桦山杨混交林的物质循环速度和养分元素供应能力要显著大于白桦纯林。     

固氮树种在混交林中的作用研究Ⅱ,固氮树木叶部N,P养分动态特征

研究了２３种固氮与非固氮树种叶部Ｎ,Ｐ含量的季节变化,输出率以及叶片衰老过程中Ｎ,Ｐ输出过程,结果表明,供试树种叶部Ｎ,Ｐ含量均存在着明显的季节变化,平均变化率为２１～２３％,最大变化率出现在叶片衰老期,在衰老期内不同树种表现出不同的Ｎ,Ｐ动态特征,固氮树种表现出输出率,落叶中Ｎ含量是非固氮树种的１．６～３．７倍,固氮树种生长季叶部Ｎ含量在２．５％左右。     

元谋干热河谷燥红土和变性土上植物叶片的元素含量及其重吸收效率

采用盆栽试验,研究元谋干热河谷燥红土和变性土上生长的植物叶片以及凋落叶营养元素含量,并分析养分重吸收效率对土壤类型与物种互作的响应.结果表明: 土壤类型对叶片N、P、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、N∶P以及凋落叶N、P、Mn、N∶P均有显著影响;燥红土植物叶片与凋落叶N、Mn含量和N∶P显著高于变性土,而燥红土植物叶片P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn和凋落叶P含量显著低于变性土.燥红土植物叶片N含量较变性土高34.8%,而P含量低40.0%;在叶片凋落时,N、P、K表现为重吸收,而其他元素呈富集状态.燥红土凋落叶Ca、Mg、Mn富集系数显著高于变性土.物种仅对叶片N含量有显著影响,物种与土壤交互作用对植物叶片和凋落叶元素含量影响不显著,表明各土壤类型对不同物种元素含量的影响方式较为一致.土壤类型对植物元素含量的影响可进一步作用于干热河谷植物凋落物分解、植物-土壤的养分反馈以及生物地球化学循环.     

杨树人工林凋落物养分归还功能研究

对杨树中龄林、成熟林凋落物量、组成特征、季节动态及凋落物中N、P、K、Fe、Ca、Mg含量进行了定位观测和实验测定。结果表明:杨树成熟林的年凋落物量为4.45t·hm^-2·a^-1,是中龄林的1.42倍,两者存在显著差异(p<0.05);叶是凋落物的主要形式,分别占中龄林、成熟林总凋落物量的70.1%和81.5%;凋落物量具有明显的季节动态,表现为"双峰"型;成熟林养分归还量是68.4kg·hm^-2·a^-1,是中龄林48.96kg·hm^-2·a^-1的1.4倍;两林分各养分年归还量的大小顺序为N>Ca>K>Mg>Fe>P;杨树成熟林的N、P、Fe、Mg4种元素的利用率大于中龄林的,而K和Ca元素的利用率却相反。     

剔除和添加凋落物对樟树叶片生理特性的影响

在湖南省森林植物园樟树林分, 2010 年4 月设置了剔除凋落物、加倍凋落物和对照3 个处理, 1 年后(2011 年4 月-10 月)研究了凋落物处理下樟树叶片最大净光合速率、水势和营养元素(N、P、K、Mg)含量的变化特征, 探讨了净光合速率与叶片水势和营养元素含量之间的关系。结果表明: 剔除凋落物处理下樟树叶片最大净光合速率与对照相比下降了9.4%, 加倍凋落物处理下叶片最大净光合速率与对照相比上升了12.3%; 剔除和加倍凋落物处理下叶片水势小于对照; 剔除和加倍凋落物处理下4 种营养元素均有不同程度地下降和上升。主成分分析结果表明, 凋落物的剔除和加倍处理对最大净光合速率产生影响较大, 其中剔除凋落物处理对叶片水势和营养元素的影响较大。叶片最大净光合速率与叶片P、Mg 元素间存在显著地指数关系和二元回归关系(P<0.05), 叶片水势和土壤湿度之间存在明显的二元回归关系(P<0.05)。这证明了凋落物输入变化对樟树叶片生理特性有一定的影响。     

金沙江干热河谷植物叶片元素含量在地表凋落物周转中的作用

叶片的化学计量学特征在植物响应环境变化,决定植物的生后效应中具有重要的偶联作用。为了阐明植物叶片生源要素含量对凋落物周转的影响,分析了金沙江干热河谷萨瓦纳草地生态系统植物叶片的化学计量学特征与凋落物周转时间的关系。结果显示:凋落物周转受到多重生源要素及其交互作用的影响,其中K与凋落物周转时间存在显著的正相关关系,而S、Mn、Mg元素具有负关系,表明K可能抑制凋落物的分解,而S、Mn、Mg元素可能会促进凋落物分解。在物种水平上K、S、Mn分别与凋落物周转时间存在显著的相关性, K、S组合解释了16.93%的凋落物周转时间变异;样方水平上,K、S、Mn、Mg分别与凋落物周转时间具有显著相关性,虽然N对凋落物的周转时间影响不显著,但当N与K及其交互作用对凋落物周转时间解释了37.42%的变异。其它元素组合也可在不同程度上解释了凋落物周转时间的变异。多元要素的互作效应表明元素间可能存在拮抗和协同效应,凋落物分解过程中可能受到多重分解者的共同作用,而不同分解者会受到不同的元素限制。未来的研究应当注重N、P以外的元素在生物地球化学循环中的作用。     

川西亚高山森林土壤动物对杨树和箭竹凋落物分解过程中微生物群落的影响

为了解凋落物分解过程中碎屑食物链土壤动物与微生物的相互联系,本研究以川西亚高山森林杨树和箭竹凋落叶为对象,通过原位控制试验,于2016年4月至2018年4月采用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法,研究了土壤动物对两种凋落叶分解过程中微生物丰度、群落结构和多样性的影响.结果表明: 土壤动物的参与显著影响两个树种凋落叶分解过程中微生物PLFAs含量,降低了分解前240天的PLFAs含量,增加了分解360~480 d的PLFAs含量;土壤动物的参与降低了杨树分解过程中的真菌/细菌比值,增加了革兰氏阳性菌(G⁺)/革兰氏阴性菌(G^-)比值,对箭竹分解过程中真菌/细菌和G⁺/G^-比值的影响作用相反;两个树种凋落叶的微生物多样性和均匀性在分解的120 d和480 d维持着较高水平,在分解的360 d和720 d急剧降低,土壤动物的参与显著影响杨树凋落叶的微生物多样性和均匀性,但对箭竹影响不显著;土壤动物对凋落叶微生物PLFAs变化的影响随分解持续时间和树种变化存在差异.亚高山森林凋落物分解过程中土壤动物与微生物群落的相互作用随季节和树种变化具有变异性.     

辽东落叶松人工混交林凋落物混合分解特征

凋落物分解过程中的养分释放对土壤质量、养分平衡和生产力的可持续维持发挥着重要作用。2015年5月,以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)-红松(Pinus koraiensis)和日本落叶松-赤杨(Alnus japonica)人工混交林为研究对象,采用凋落物网袋法将落叶松分别与红松、赤杨叶片凋落物以75∶25、50∶50和25∶75比例混合,研究不同类型、不同比例的混合凋落物对其分解速率以及养分动态变化的影响。结果表明:在单一植物凋落物的分解过程中,赤杨叶片质量损失最高,分解最快;而红松叶片质量损失最低,分解最慢。凋落物混合分解对氮素释放的影响中,3种比例的落叶松与赤杨叶片的混合凋落物均表现出抑制作用,而落叶松与红松叶片混合凋落物(以25∶75比例混合)表现出促进作用。因此,落叶松在与红松、赤杨混合分解时产生了"非加和效应",并且其分解过程中氮和磷的养分释放状况受混合比例影响。     

Correction of leaf nutrient resorption efficiency on the mass basis

植物叶片养分重吸收效率的质量损失校正 养分重吸收是植物保持养分的关键机制，但以往多数研究未考虑叶片衰老过程中的质量损失，低估了植物的叶片养分重吸收效率(NuRE)；或只能基于文献中植物功能群水平的平均质量损失，校正所研究的不同物种的叶片NuRE，从而影响了该参数的精确性。本研究通过采集中国北方地区35种常见木本植物的绿色叶片和凋落叶片样本，测量绿色叶片和凋落叶片的质量，计算了叶片衰老过程中的质量损失，并给出了这些物种凋落叶片的质量损失校正系数(MLCF)。总体而言，植物凋落叶片的质量比成熟绿 色叶片平均损失17%，物种水平质量损失变化范围为1.3%–36.8%，功能群水平为11.7%–19.6%。相 应地，这35种木本植物的凋落叶片的MLCF值平均为0.832，变化范围为0.632–0.987。与校正前相 比，用MLCF校正后的NuRE总体上显著增加。例如，校正后氮和磷的平均NuRE皆增高约9%，即比其校正前(低估)更接近真实值；当植物NuRE较低时，这种校正作用(改善)表现得尤为明显。本研究基于物种水平的野外实测数据，报道了中国北方部分常见木本植物的MLCF参考值，研究结果将有助于更准确地计算此类植物的养分重吸收效率，提升本地区植物-土壤系统中养分流通评估的精准度。     

不同海拔花椒叶片-凋落物养分化学计量与重吸收的关系

阐明贵州喀斯特高原峡谷区不同海拔顶坛花椒叶片和凋落物化学计量特征与养分重吸收率,有助于掌握养分保存与利用机制。选取531、640、780、871和1097 m共5个海拔的顶坛花椒为对象,采集叶片和凋落物数据,分析其养分含量、化学计量和养分重吸收率随海拔增加的分异规律,阐明叶片养分重吸收与化学计量之间的内在关联。结果表明：叶片和凋落物有机碳(OC)、全磷(TP)和全铁(TFe)均以海拔780 m为最高,叶片全锰(TMn)、全镁(TMg)和凋落物TMg含量表现出随海拔升高而增加的趋势,叶片和凋落物全氮(TN)、全钾(TK)、全钙(TCa)未随海拔发生显著分异。叶片和凋落物C∶P、Fe∶Mn、C∶Ca随海拔升高表现出先增加后降低的变化趋势,而叶片和凋落物Ca∶Mg则呈现随海拔升高而降低。叶片养分重吸收率随海拔的分异规律不完全一致,叶片P和K重吸收率以海拔780 m为最高,N、Fe和Mn重吸收率以海拔871 m为最高,海拔1097 m的Ca和Mg重吸收率显著高于其他海拔,而海拔1097 m的P、N和Fe重吸收率则均为负值。冗余分析结果表明,叶片养分重吸收率与化学计量之间具有很强的相关性。