中亚热带米槠天然林土壤甲烷吸收速率季节变化

以福建省建瓯市万木林自然保护区米槠天然林为对象,定位观测了土壤甲烷吸收速率(V_CH4)的季节变化.结果表明：米槠天然林土壤V_CH4的季节变化表现出夏秋季高于冬春季的趋势,最大值(95.13 μg·m^-2·h^-1)出现在初秋(9月),最小值(9.13 μg·mμg·m^-2·h^-1)出现在初春(3月).土壤全年均为甲烷汇.随土壤温度和含水量的增加, V_CH4分别呈增加和降低趋势,但V_CH4与土壤温度和土壤含水量的相关性均不显著.米槠天然林土壤甲烷年通量为3.93 kg·hm^-2·a^-1,高于全球天然林土壤甲烷年通量的平均水平(2.4 kg·hm^-2·a^-1)和亚洲地区热带天然林土壤甲烷年通量(2.07 kg·hm^-2·a^-1),低于亚洲地区温带天然林的土壤甲烷年通量(8.12 kg·hm^-2·a^-1).     

中亚热带地区两种森林植被类型土壤微生物群落结构

利用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法分析了中亚热带地区罗浮栲天然林和相邻的杉木人工林土壤微生物群落结构特点.结果表明: 两种植被类型的磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸、真菌特征脂肪酸、放线菌特征脂肪酸、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌特征脂肪酸含量均为0～10 cm高于10～20 cm土层,罗浮栲天然林高于杉木人工林.在两种植被类型的两个土层中,细菌PLFAs含量均显著高于真菌PLFAs含量.两种植被类型中,细菌PLFAs含量约占PLFAs总量的44%～52%,而真菌仅占6%～8%,表明细菌在该地区两种植被类型土壤中处于优势地位.主成分分析表明,土壤微生物群落结构差异主要由植被类型差异引起,土层深度的影响相对较小.相关分析显示,革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及细菌的PLFAs含量与pH呈显著负相关,与含水量呈显著正相关;土壤微生物主要类群PLFAs含量与总氮、有机碳、C/N和铵态氮均呈显著正相关.     

氮沉降对中亚热带米槠天然林微生物生物量及酶活性的影响

氮沉降对土壤微生物的扰动可能会影响土壤的养分循环,然而关于中亚热带天然林土壤微生物及酶活性对氮沉降的响应鲜有报道。通过3 a的氮沉降模拟实验,研究中亚热带米槠天然林土壤的理化性质、土壤微生物量及土壤酶活性的响应。结果表明:氮沉降并未引起土壤的有机碳和总氮显著性变化;高氮(80 kg N hm~(-2)a~(-1))处理下,土壤p H下降,出现酸化现象;低氮(40 kg N hm~(-2)a~(-1))处理促进淋溶层(A层)中土壤纤维素分解酶(β-葡萄糖苷酶和纤维素水解酶)和木质素分解酶(多酚氧化酶和过氧化物酶)活性升高,同时促进土壤微生物生物量碳、氮的积累。冗余分析(RDA)表示,可溶性有机碳(DOC)是驱动A层土壤酶活性的重要环境因子;而在淀积层(B层),这4种酶活性并未发生显著性差异。施氮处理后,A、B层中土壤的酸性磷酸酶活性增加(P0.05)。研究表明:低水平氮沉降增加了土壤微生物生物量碳氮含量以及土壤有机碳分解相关酶活性,从而加速了土壤碳周转;这为未来氮沉降增长背景下,探索中亚热带天然林土壤碳源汇问题提供了依据。     

福建三明天然米槠林与米槠人工林群落学特征的比较研究

通过设置临时标准地,对天然米槠林皆伐炼山后人工种植１７年生米槠林和自然保护区米槠林进行群落学特征的研究。结果表明：两者都以高位芽植物为主,但人工林的中,小高位芽植物比例较天然林低,而矮高位芽植物比例较天然林高;天然林层次结构复杂,种类较多,而人工林结构简单,种类较少;     

培养条件下二氯喹啉酸对土壤微生物群落结构的影响

为探讨除草剂二氯喹啉酸对土壤微生物群落结构的影响,在25℃黑暗培养条件下,采用磷脂脂肪酸法(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)分析了二氯喹啉酸(0对照、83.3和166.6μg/kg干土)处理对淹水和不淹水水田土壤微生物群落结构的影响。结果表明,在实验处理的60 d内,不淹水水田土壤在83.3μg/kg二氯喹啉酸处理后对土壤微生物生物总量、细菌生物量及真菌生物量有抑制作用,而166.6μg/kg二氯喹啉酸处理后各生物量指标均显著增加,但是两种浓度处理均使土壤真菌/细菌比值下降,说明二氯喹啉酸处理会使不淹水水田土壤微生物稳定性下降;淹水水田土壤在83.3μg/kg二氯喹啉酸处理下,对土壤微生物生物总量和真菌生物量有促进作用,对细菌生物量有一定的抑制作用,166.6μg/kg二氯喹啉酸处理对土壤微生物生物总量、细菌及真菌生物量均有促进作用,从真菌/细菌比值上看,不同浓度处理与对照无显著差异,说明二氯喹啉酸对淹水生物稳定性无明显干扰。PLFA主成分分析表明,不同浓度处理的两种土壤微生物群落均以含14∶0、15∶0、16∶0和18∶2n6c的微生物为优势种群。     

土壤微生物群落磷脂脂肪酸PLFA生物标记多样性

磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法是一种可定性和定量分析土壤中微生物群落多样性的方法.研究以烟田土壤为例,应用生态学评价方法,即丰富度 (S)、均匀度(J)、Simpson优势度(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)和McIntosh(H3)多样性指数等测度方法,分析土壤中微生物群落PLFAs生物标记的多样性.研究结果表明,供试土壤微生物群落中,先后出现了43种PLFAs,将其聚类分析,可以将所获得的PLFAs分成五大类:第Ⅰ类为高含量、高频次和多样性,PLFA为18:1ω9c的真菌生物标记;第Ⅱ类为高含量、高频次和多样性,PLFA为16:0的假单胞菌生物标记;第Ⅲ类为高含量、高频次,多样性中等,PLFA为16:1ω5c的甲烷氧化菌生物标记;第Ⅳ类为中等含量,频次较高,多样性中等,含有表征好氧菌的i15:0、a15:0、i16:0和a17:0的PLFA,还有表征厌氧菌的18:1ω7c以及硫酸盐还原菌的16:0 10Me;第Ⅴ类为低含量,低频次和多样性,其特征生物标记有表征好氧菌的I 15:0 3OH、15:1 I G、a16:0、i16:1 G、i16:1 H、17:0、i17:0、15:0 2OH、15:0 3OH、17:0和17:0 2OH的PLFAs,存在有表征真菌的18:3ω6c (6,9,12)、放线菌的17:0 10Me和18:0 10Me以及表征原生动物的20:4ω6,9,12,15c.说明供试土壤中能够起主导作用的功能菌依次是真菌、假单胞菌、甲烷氧化菌和部分的好氧菌、厌氧菌及硫酸盐还原菌,将为合理调节土壤微生态系统提供指导,是一种可行的评价土壤微生物群落多样性的新方法.     

尿素肥斑扩散对土壤微生物群落结构的影响

磷脂脂肪酸 (PL FA)被认为是有效指示活体土壤微生物群落结构变化的标记物之一 ,该方法已在土壤微生物的研究中被大量应用。采用特制容器 ,模拟尿素肥斑在土壤中的扩散行为 ,观察距尿素肥斑不同距离微域中养分形态和浓度变化及其对土壤微生物群落结构的影响。试验结果表明 ,培养 7d后 ,No.7(距肥斑 7cm)和 No.8(距肥斑 8cm )微域的 NH 4、NO- 2 、NO- 3浓度最高 ,NO- 2 是尿素扩散区域的主要离子存在形态。对提取到的 2 5种 PL FA进行主成分分析 (PCA) ,发现 PL FA组成随不同微域养分浓度变化而变化 ,说明微生物群落结构发生了改变。就标记性 PL FA而言 ,尿素扩散导致真菌 PL FA在高浓度养分微域浓度增加 ,细菌 PL FA浓度下降 ,其中 ,No.7微域的真菌 PL FA18∶ 2ω6 ,9和 PL FA18∶ 1ω9浓度分别比对照 (No.2 0微域 )增加 173%和 4 7.2 %。然而 ,放线菌 PL FA 10 Me18∶ 0浓度变化不大     

不同采伐更新模式对米槠群落植物物种β多样性的影响

运用β多样性测度公式,以福建武平建立的永久样地12年的数据,探讨不同采伐模式（择伐更新、天然更新和人工更新）对米槠群落（Castanopsis carlesii community）的影响。结果表明：择伐更新和天然更新不同更新期的顶极种米槠均为优势种、高竞争种;择伐更新的Jaccard指数（CJ）、Sorenson指数（CS）、Bray—Curtis指数（CN）和Morisita—Hom指数（CMN）都在80％以上,属于轻度干扰;天然更新在64％～88％之间,属于中度干扰;而人工更新除皆伐前优势种为米槠外,人工种植的杉木为优势种,不同更新阶段之间的β多样性指数（CJ、CS、CN、CMN）在15％－49％之间,属于强度干扰,目前不能恢复到米槠群落。择伐更新和天然更新在更新过程中均恢复到米槠群落,不同更新期间β多样性的相似性指数在50％以上,物种多样性能保持或呈上升趋势,表明这二种经营模式对群落的干扰较合理。     

米槠次生林和天然林细根养分及化学计量特征

探讨人为干扰对森林养分利用和生物地球化学循环特征的影响,对亚热带米槠(Castanopsis carlesii)次生林和天然林细根化学计量特征及其随土壤深度(0～80cm)的变化趋势进行了研究。结果表明,混合线性模型表明林分和土层深度对细根化学计量特征影响的主效应显著,但是交互作用不显著;米槠次生林细根N和P含量均显著低于天然林,而细根C浓度、C:N、C:P显著高于天然林,天然林1～2mm细根C浓度显著低于次生林;天然林和次生林细根N、P含量均随土层深度增加而呈显著下降趋势,C:N、C:P、N:P均随土层深度增加而呈显著上升趋势,且两林分下降趋势无显著差异;天然林和次生林细根N、P含量及N:P分别与土壤全N、全P含量和N:P存在线性关系,而细根N、P含量和N:P随土层深度变化均与直径显著相关,与细根比根长(SRL)无关。天然林经过人为干扰后,细根化学计量特征随土层深度变化规律虽未发生改变,但细根N和P浓度显著降低。     

黄土丘陵沟壑区不同植被恢复格局下土壤微生物群落结构

针对典型黄土丘陵沟壑区陕西延安羊圈沟小流域坡面上单一刺槐林、单一撂荒草地以及林草搭配的草地-林地-草地及林地-草地-林地4种不同植被格局,利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)谱图分析法对土壤微生物群落结构进行监测研究,旨在揭示坡面上不同的植被恢复格局对土壤微生物群落结构的影响。研究发现4种不同植被格局下,2种林草搭配的植被格局磷脂脂肪酸的结构比较相似,与单一植被格局相比,表层土壤中表征真菌的特征脂肪酸所占的比例有所提高。主成分分析显示4种植被格局0—10 cm土壤微生物群落结构存在差异,差异主要存在于2种林草搭配的植被格局与2种单一的植被格局之间,其中草地-林地-草地的植被格局与刺槐林和撂荒草地之间土壤微生物群落结构的差异均达到了显著水平。不同微生物菌群的量在4种植被格局土壤间显著性差异主要存在于表层土壤中的细菌菌群和革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌和真菌在4种植被格局土壤之间无显著差异。总之,4种不同植被恢复格局的土壤微生物群落结构存在差异且差异主要存在于表层土壤,坡面上人工林的种植及林草搭配的恢复模式较直接撂荒更有利于提高微生物菌群的生物量。     

中亚热带森林土壤真菌多样性的案例研究

为了解中亚热带森林土壤的真菌多样性,利用PCR-DGGE分子指纹图谱技术对武夷山国家级自然保护区和建瓯万木林自然保护区内的米槠(Castanopsis carlesii)天然林土壤真菌进行研究。结果表明,中亚热带地区森林土壤真菌群落丰富,土壤真菌的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分别为3.37~3.80、26~29和0.977~0.984。经测序及同源性比对,真菌以担子菌类(Basidiomycota)最多,占总数的35.9%;其次为子囊菌类(Ascomycota),占总数的15.4%;接合菌类(Zygomycota)和半知菌类(Deuteromycota)分别占总数的10.3%和7.7%。主成分分析表明,地点和土层深度共同影响真菌群落组成,其中由地点引起的真菌群落组成差异大于土层深度。土壤真菌多样性指数与土壤铵态氮呈显著正相关,与土壤碳氮比呈显著负相关;丰富度指数和均匀度指数与土壤因子间没有显著的相关性,因此,土壤碳、氮含量是影响土壤真菌群落结构的重要因子。     

杉木和米槠凋落叶DOM对土壤碳矿化的影响

DOM(Dissolved organic matter)是土壤微生物呼吸的重要底物,凋落物淋溶的DOM对土壤碳矿化具有重要影响。选择中亚热带地区具有代表性的杉木(Cunninghamia lanceolata)和米槠(Castanopsis carlesii)凋落叶作为研究对象,通过两个月的短期室内培养,把不同凋落叶浸提出的DOM添加到培养瓶中,定期测定土壤碳矿化速率,计算土壤碳累积矿化量,探讨两种等浓度等量DOM添加对土壤碳矿化的影响,并分析DOM化学性质在土壤碳矿化过程中的重要性。结果表明:米槠凋落叶浸提得到的DOC(Dissolved organic carbon)和DON(Dissolved organic nitrogen)浓度均显著高于杉木凋落叶的(P0.05),而杉木凋落叶浸提得到的DOM的UV吸收值(SUVA_(254))和HIX(Humification index)均显著低于米槠凋落叶的(P0.01)。添加等浓度等量杉木和米槠凋落叶DOM到土壤中均显著增加了土壤碳矿化速率,在第1天内分别比对照高198%和168%,3d后下降到61.8%和44.1%,14d后基本处于平稳状态,表明外源有机物添加对土壤碳矿化的前期影响较大。培养过程中,添加杉木和米槠凋落叶DOM的土壤碳矿化累积量均能采用双因素指数模型进行拟合(r~2=0.99),但添加两者凋落叶DOM后土壤碳矿化累积量没有显著差异。     

模拟N沉降下三种林分土壤营养动态分析

通过模拟N沉降实验,设置对照(CK,0 g N m~(-2)a~(-1));低氮(LN,5 g N m~(-2)a~(-1));中氮(MN,10 g N m~(-2)a~(-1));高氮(HN,15 g N m~(-2)a~(-1))4种N处理,以NH_4NO_3为外源N来研究福建省三明格氏栲自然保护区内板栗人工林、观光木人工林及米槠天然林0—10 cm土层养分变化动态。结果表明:N沉降会使板栗人工林土壤显著酸化,P含量降低,在一些时间段内,中高水平的N沉降会显著降低有机C、全N和速效N含量,中或低水平N沉降会显著降低土壤全P和速效P含量,而从第6个月起只有LN处理会显著降低土壤K含量。N沉降总体上会不同程度地提高观光木人工林土壤p H值、有机C、全N和速效N含量,有时影响会达显著或极显著水平;比较而言,LN和HN处理更会造成土壤全P的富集,而MN处理对速效P的影响更显著;LN和HN处理也会显著增加K含量,且以LN处理的效果更稳定。总体上N沉降量越大米槠天然林土壤酸化越显著;N沉降会使其有机C和速效P量显著波动;实验期间,HN处理会显著降低土壤全N和速效N量,而LN与MN处理则会使速效N和K含量增加;在4种处理下全P含量会呈相同趋势波动,差异不显著。     

武夷山不同林龄甜槠林土壤呼吸特征及影响因素

为揭示中亚热带常绿阔叶林群落优势种一甜槠天然林不同林龄林下土壤呼吸(Soil respiration,RS)差异及影响因素,采用LI-8100开路式土壤碳通量系统对武夷山自然保护区不同林龄(18、36、54、72 a)天然甜槠林进行了1年的野外原位测定。结果表明:(1)不同林龄甜槠林RS季节动态呈现明显的单峰趋势,林龄对冬季RS影响并不显著(P>0.05),秋季18 a甜槠林RS与其他3种林龄差异显著(P<0.05),林龄对土壤含水率的季节变化没有显著影响(P>0.05);(2)不同林龄甜槠林5 cm深土壤温度与RS拟合R2明显高于土壤含水率与RS拟合R2,随着林龄增大,RS温度敏感性指数Q10值呈上升趋势,依次为1.551、1.589、1.640、1.664,且54、72 a甜槠林RS温度敏感性指数Q10值显著高于18、36 a(P<0.05);(3)土壤含水率与5 cm深土壤温度共同解释了RS变异的86%—90.3%;0—60 cm土层根系生物量与5 cm深土壤温度共同解释了RS变异的88.3%—91.8%,由此可见,生物因子与非生物因子双因素拟合可以更好地解释不同林龄RS差异。在对未来森林植被土壤呼吸及碳汇功能进行研究时,应在考虑林龄及季节差异的基础上,加强对生物因子的测定。     

南亚热带红锥、杉木纯林与混交林碳贮量比较

造林再造林作为新增碳汇的一种有效途径,受到国际社会的广泛关注。如何通过改变林分树种组成,优化造林模式提高人工林生态系统碳贮量已成为国内外学者关注的重点。通过样方调查和生物量实测相结合的方法,对南亚热带26年生红锥纯林(PCH)、杉木纯林(PCL)及红锥×杉木混交林(MCC)生态系统各组分碳含量、碳贮量及其分配特征进行了比较研究。结果表明:杉木、红锥各器官平均碳含量分别为492.1—545.7 g/kg和486.7—524.1 g/kg。相同树种不同器官以及不同树种的相同器官间碳含量差异显著(P0.05)。红锥各器官碳含量的平均值(521.3 g/kg)高于杉木(504.7 g/kg)。不同林分间地被物碳含量大小顺序为PCHMCCPCL;不同树种之间的土壤碳含量差异显著(P0.05),0—100 cm土壤平均碳含量为PCLMCCPCH。生态系统碳贮量大小顺序为PCL(169.49 t/hm2)MCC(141.18 t/hm2)PCL(129.20 t/hm2),相同组分不同林分以及相同林分的不同组分碳贮量均存在显著差异(P0.05)。造林模式对人工林碳贮量及其分配规律有显著影响,营建混交林有利于红锥生物量和土壤碳的累积,而营建纯林有利于杉木人工林生物量碳的吸收,也有利于土壤碳的固定。因而,混交林的固碳功能未必高于纯林,在选择碳汇林的造林模式时,应以充分考虑不同树种的固碳特性。     

林窗凋落物化感作用对格氏栲幼苗生长的影响

为探讨林窗凋落物化感作用对幼苗更新的影响,通过模拟林窗与非林窗光照强度,以林窗和非林窗凋落物水浸提液（浓度1 ： 10、1 ： 30、1 ： 50和1 ： 100）为化感物质的主要来源,阐述林窗、凋落物化感作用及二者协同效应对格氏栲幼苗高度、叶绿素荧光参数和渗透调节物质的影响。结果表明：（1）非林窗幼苗的叶绿素相对含量、PSⅡ潜在活力（F_v/F_o）、PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）和可溶性糖含量高于其它林窗,后期幼苗高度和叶片初始荧光（F_o）低于其它林窗。（2）与对照处理相比,不同浓度凋落物浸提液均抑制了幼苗F_v/F_o,而浓度1 ： 50和1 ： 100提高了幼苗后期高度、可溶性蛋白含量和叶绿素相对含量。（3）不同浓度凋落物浸提液中,林窗存在总体上提高了幼苗高度,且小林窗和非林窗幼苗叶绿素相对含量、F_v/F_o和F_v/F_m值高于其它林窗。（4）熵值法结果表明,非林窗格氏栲幼苗生长的综合评价值高于其它林窗,凋落物浸提液浓度对幼苗生长的影响呈"低促高抑"效应,浓度1 ： 50下幼苗生长的综合评价值高于其它浓度。高浓度（1 ： 10和1 ： 30）浸提液下,中林窗幼苗生长的综合评价值高于其它林窗。综上,林窗与凋落物化感作用共同影响格氏栲幼苗,且中林窗（50-100 m²）减弱了高浓度凋落物化感作用对格氏栲幼苗生长的毒害作用。未来,通过人为干扰方式调节林窗面积,适当清理森林凋落物以促进格氏栲幼苗天然更新。     

四川米仓山自然保护区台湾水青冈群落学特征及多样性研究

以四川米仓山自然保护区内的台湾水青冈(Fagus hayatae)群落为研究对象,采用20m×30m典型样地调查的方法,对群落的物种组成、区系特征、生活型谱、重要值、物种多样性、优势种群年龄结构及群落结构的相似性等方面进行分析。结果表明:(1)米仓山自然保护区内台湾水青冈群落中共有维管束植物129种,隶属于48科83属,其中蔷薇科为优势科;植物区系以北温带、泛热带及东亚和北美洲间断分布为主,具有南北区系的特点;生活谱型主要以高位芽植物(61.16%)和地下芽植物(23.14%)为主,其它生活型较少,这与米仓山台湾水青冈群落分布区所在的地理区位相吻合。(2)乔木层中台湾水青冈种群的重要值达到42.37%,为群落的单优势种。群落中灌木层的Shannon-Wiener指数为0.97,显著高于乔木层和草本层,反映出灌木层物种丰富的特点。(3)在台湾水青冈种群年龄结构中,Ⅰ级和Ⅱ级个体所占比例为24.05%,Ⅳ级和Ⅴ级个体所占比例为54.81%,反映出种群具有不良的自然更新特点。(4)群落相似性分析表明,台湾水青冈群落可分为4个类群,类群间在物种组成方面具有显著差异。研究认为,米仓山自然保护区内的台湾水青冈的群落特征和多样性水平因地处内陆已具有明显的地域特点。     

高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性分析

以青海高原2 300～4 000 m海拔范围的6处西北小檗(Berberis vernae)生境土壤为试材,采用高通量测序方法,分析不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性。研究结果表明:(1)在西北小檗生境土壤中,细菌群落组成主要包括10个细菌门21个细菌属,真菌群落由子囊菌门、担子菌门等8个真菌门59个真菌属组成。(2)低海拔位置的海东乐都1号样点(hdld1) 0～20 cm土层的细菌群落丰富性及多样性均最高,黄南泽库样点(hnzk) 0～20 cm土层的真菌群落丰富度最高,西宁大通样点(xndt) 0～20 cm土层的真菌群落多样性最高;随着海拔的升高,0～20 cm、40～60 cm土层的细菌群落丰富度及多样性呈现出先降低再升高再降低的趋势,20～40 cm土层的细菌群落丰富度及多样性则呈现出先升高后降低的趋势,0～20 cm、20～40 cm土层土壤微生物真菌群落丰富度呈现出先升高再降低再升高的趋势,0～20 cm、40～60 cm土层真菌群落多样性呈现先升高再降低的趋势,40～60 cm土层的真菌丰富度及20～40 cm土层的真菌多样性的变化趋势不明显。(3)硝态氮、速效磷和速效钾对土壤微生物群落的影响较明显。综上可知,高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构多样性呈现出一定的海拔差异趋势,其海拔差异主要受到环境条件、土壤理化性质和植被分布的影响。