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相似文献
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1.
外源氮输入和水分变化对荒漠草原凋落物分解的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
全球气候变化背景下,大气氮沉降和降水变化日益显著,其对荒漠草原凋落物分解的影响存在很大的不确定性.采用裂区设计,设置主区为自然降雨、增雨30%和减雨30% 3个水分处理,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100 kg·hm-2·a-1(N100)4个氮素水平,经过21个月(2016年1月—2017年10月)水氮处理,研究水氮共同作用对荒漠草原常见物种猪毛菜、短花针茅和木地肤3种植物凋落物分解的影响.结果表明: 3种凋落物干物质残留率随时间增加而减少,用Olson负指数衰减模型拟合效果较好,凋落物分解系数(k)大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤.增雨30%N100处理分解系数最高,为0.028.单因素处理下,增雨30%和N50的凋落物分解最快.水氮共同作用下,增雨 30%N100处理凋落物分解最快.3种凋落物初始化学全氮含量大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤,猪毛菜和短花针茅k值与全氮含量呈显著正相关;全碳含量、纤维素含量、木质素含量、C/N、木质素/N和纤维素/N大小为木地肤>短花针茅>猪毛菜,猪毛菜k值与各指标均呈显著负相关,短花针茅和木地肤k值与C/N、木质素/N和纤维素/N均呈显著负相关.猪毛菜分解最快,木地肤分解最慢.适量的水、氮添加有利于荒漠草原凋落物的分解,可以促进土壤养分循环,对荒漠草原可持续发展及生态平衡有积极作用.  相似文献   

2.
采用分解网袋法,在古尔班通古特沙漠南缘设置对照N0(0 g N·m-2·a-1)、N5(5 g N·m-2·a-1)、N10(10 g N·m-2·a-1)和N20(20 g N·m-2·a-1)4个施N处理,研究外源N添加对多枝柽柳、盐角草及两者混合凋落物分解过程及养分释放的影响,分析氮沉降对荒漠生态系统凋落物分解的影响。结果表明: 各物种凋落物的分解速率存在显著差异,经过345 d的分解,多枝柽柳、盐角草及混合物在不同N处理间的分解速率分别为0.64~0.70、0.84~0.99和0.71~0.81 kg·kg-1·a-1。凋落物分解过程中,N、P均表现为养分的直接释放,试验结束时,N0、N5、N10和N20处理单种凋落物及其混合物N分别释放60.6%~67.4%、56.7%~62.6%、57.4%~62.3%、46.8%~63.0%,P分别释放51.9%~77.9%、59.9%~74.7%、53.0%~79.9%、52.3%~76.4%。N处理对单种凋落物及其混合物的分解影响不显著,但各种凋落物的养分动态对N添加的响应不同,N处理抑制了盐角草N、P释放及混合凋落物P释放,而对多枝柽柳无影响。在温带荒漠,适量的N输入对凋落物分解速率影响不大,但可能会延缓个别物种养分向土壤系统的归还。  相似文献   

3.
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.  相似文献   

4.
水氮耦合对旱地胡麻产量形成与花后氮素积累转运的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
为明确旱地胡麻在有限灌水条件下的最佳水氮耦合管理模式,采用完全随机裂区试验设计,以灌水(I0: 0 m3·hm-2; I1200: 1200 m3·hm-2; I1800: 1800 m3·hm-2)为主区,施氮量(N0: 0 kg·hm-2; N600: 60 kg·hm-2; N120: 120 kg·hm-2)为副区,测定胡麻不同生育阶段氮素积累量、花后氮素转运特征、产量和氮肥利用率。结果表明: 不同水氮处理对旱地胡麻不同生育时期各器官氮素吸收、积累及产量的耦合效应不同。不灌水条件下,施氮有利于胡麻花期和成熟期茎秆对氮素的吸收,不同灌水水平下N120均抑制了茎秆对氮的吸收;I1200水平下,花期叶片氮含量随施氮量的增加先升高后下降,N60较N0和N120高11.0%和28.9%;I1800水平下,施氮提高了成熟期胡麻叶片中氮含量,N60和N120较N0高39.7%和26.9%。水氮对胡麻阶段氮素积累量影响的耦合效应主要表现在现蕾期以后,同一灌水水平下,N60促进了胡麻现蕾期以后各阶段氮素积累量,而N120具有抑制作用。施氮分别提高了I1200和I1800水平下叶片和茎秆氮素转运率和贡献率。灌水1800 m3·hm-2、施氮60 kg·hm-2显著增加了胡麻单株有效蒴果数和籽粒产量(6.6%~22.8%),是试验区比较适宜的水氮耦合管理模式。  相似文献   

5.
涂玉  尤业明  孙建新 《生态学杂志》2012,23(9):2325-2331
2010年9月-2011年10月,在山西省灵空山油松和辽东栎混交林样地采取随机区组设计,研究了地表凋落物和氮添加处理对土壤微生物生物量碳、氮和微生物活性的影响.凋落物处理包括: 剔除凋落物(N)、叶凋落物加倍(L)、枝果凋落物加倍(B)和混合凋落物加倍(LB);氮添加量分别为0(N0)、5 g·m-2·a-1(N1)和10 g·m-2·a-1(N2).结果表明: 剔除地表凋落物且无氮添加时,油松和辽东栎混交林地的土壤有机碳(SOC)含量显著降低,其他试验处理间对SOC的影响无显著差异.土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)及其活性(MR)的变化范围依次为: 262.42~873.16 mg·kg-1、73.55~173.85 mg·kg-1和2.38~3.68mg·kg-1·d-1.MBC、MBN和MR两两间呈极显著正相关.氮添加对MBC、MBN和MR均无显著影响;凋落物处理对MR影响显著,表现为混合凋落物加倍处理的MR最高,叶凋落物加倍处理次之,剔除凋落物处理最低,而对MBC和MBN无显著影响.凋落物和氮添加处理在整个试验过程中未表现出交互作用.短期的氮添加处理和森林地表凋落物变化对土壤微生物过程的影响有限.  相似文献   

6.
沟灌水氮耦合对毛白杨林木生长及水氮吸收利用的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探索沟灌水氮耦合对幼年生毛白杨林木生长及水氮吸收利用的影响,以4年生砂地三倍体毛白杨为对象,研究3个灌溉水平(W20、W33、W45,即沟渠正下方40 cm土壤水势分别达到-20、-33和-45 kPa时灌溉),4个施N水平(N120、N190、N260、N0,即施肥量为120、190、260和0 kg·hm-2·a-1)和自然条件(对照,CK)下幼年生毛白杨林木生长和水氮吸收利用规律,并结合林木生长状况,分析4年生三倍体毛白杨的最佳沟灌水氮耦合策略。结果表明:W20N120(高水低肥;土壤水势-20 kPa,施N量120 kg·hm-2·a-1)处理对三倍体毛白杨的林地生产力提升最为显著,其林地生产力最高可达33.37 m3·hm-2·a-1,仅有树高和总株生物量受到水氮耦合交互作用的显著影响。增加灌溉量或施N量都会提高林木吸氮量,但吸氮量主要受施N量影响;W20N260处理总株吸氮量最高,达112.17 kg·hm-2·a-1,较CK增加74.0%。各处理中,W20N120氮吸收效率和氮肥偏生产力最高,且显著高于其他处理,其总株、地上部、地下部氮吸收效率可达36.8%、28.5%、6.4%,总株氮肥偏生产力可达221.4 kg·kg-1。不同水氮耦合处理灌水量对灌溉水的利用效率影响显著,其中,W45N260灌溉水利用效率最高,达13.66 g·kg-1;而W20N120吸水量和水吸收效率最高,分别为13268.28 t·hm-2和129.4%。为达到较大的收益,在三倍体毛白杨的幼年生长期间,应保持充足的水分灌溉(-20 kPa)和相对偏低的施氮量(120 kg·hm-2·a-1)促进幼年生毛白杨的生长发育。  相似文献   

7.
长江流域稻麦轮作条件下冬小麦适宜施氮量   总被引:1,自引:0,他引:1  
为推动长江流域稻茬冬小麦氮肥的合理施用,研究了施氮量(0、120、210、300 kg·hm-2,分别表示为N0、N1、N2、N3)对土壤硝态氮含量、土壤-植株系统氮素平衡和产量的影响。结果表明: 土壤剖面的硝态氮含量随施氮量的增加而增加,至拔节期,不同施氮处理的硝态氮均显著运移至60 cm土层。拔节后追施氮肥显著提高了N1、N2处理0~40 cm土层和N3处理0~60 cm土层的硝态氮含量;而成熟期的硝态氮主要积累于0~40 cm土层。氮素平衡分析表明,氮素吸收、残留、损失因小麦不同生育阶段而异,越冬至拔节期是氮素表观损失的主要时期;小麦全生育期植株的氮素积累量、无机氮残留量和土壤氮素表观损失量均随施氮量的增加而显著增加。通过环境经济学的Coase原理和边际收益综合分析,稻茬小麦兼顾生产、生态和经济效益的适宜氮肥用量为250 kg·hm-2,基肥与拔节肥的比例为5∶5,相应获得的籽粒产量为6840 kg·hm-2。  相似文献   

8.
人类活动显著增加了氮沉降,对森林生态系统产生了不同程度的影响;凋落物在其分解过程中输入的大量有机碳、氮也会影响土壤碳氮的形成、稳定及转化.本研究选择亚热带常绿阔叶林,对样地进行8年氮添加[对照(0)、低氮(75 kg·hm-2·a-1)、高氮(150 kg·hm-2·a-1)]和控制凋落物处理(保留凋落物、去除凋落物),之后采集土壤样品,通过K2SO4、Na2B4O7、Na4P2O7、NaOH、H2SO4、Na2S2O4、HF等化学试剂逐级浸提土壤,测定各浸提液和残渣中的碳、氮含量,研究凋落物及氮添加对土壤矿物结合态碳、氮的影响.结果表明: 整体上,胡敏素(humin,H)组分的土壤碳、氮含量均为最高,分别占土壤全量的33.5%和33.3%.Na2B4O7溶液提取的土壤可溶性碳、氮含量最高,其次是NaOH和Na4P2O7溶液,3种试剂提取的土壤可溶性总碳、可溶性总氮以及可溶性有机氮分别占提取总量的46.2%、47.9%和76.5%.与对照相比,氮添加增加了Na2S2O4和H组分碳、氮含量;与保留凋落物比较,去除凋落物降低了Na2B4O7、H2SO4、Na2S2O4和H组分的碳含量,以及NaOH、HF和H组分的氮含量.保留凋落物和氮添加显著增加了K2SO4组分氮含量.可见,保留凋落物和外源氮通过影响化学稳定性不同的土壤组分的碳氮变化来改变土壤碳氮过程.  相似文献   

9.
研究限水减氮对冬小麦产量、氮素利用率和氮素表观平衡的影响,探讨限水减氮管理模式在关中平原冬小麦生产中的可行性,可为实现关中平原灌区冬小麦生产的稳产高效和环境友好发展提供科学依据。本研究于2017—2018和2018—2019年连续2年在陕西杨凌地区进行小麦田间裂区试验,灌水量为主处理,设置两个灌溉水平,1200 m3·hm-2(常规灌溉,在越冬期和拔节期灌溉, W2)和600 m3·hm-2(限水灌溉,仅在越冬期灌溉, W1);施氮量为副处理,设置4个施氮水平,300 kg·hm-2(关中地区常规施氮量,N300)、225 kg·hm-2(减量施氮25%,N225)、150 kg·hm-2(减量施氮50%,N150)和0 kg·hm-2(不施氮,N0),分析冬小麦产量、氮素利用效率、收获后土壤硝态氮积累量和氮素表观平衡。结果表明: 限水减氮能显著增加冬小麦植株和籽粒氮素含量,提升产量和氮素携出量,提高氮素利用效率、氮素收获指数、氮肥表观利用率和氮肥农学效率,减少硝态氮的淋失,降低氮素盈余量,维持氮素平衡。2017—2019年在W1N150处理基础上增加了灌溉量和施氮量,冬小麦产量和氮素携出量不会显著增加。2017—2018年和2018—2019年,与W2N300相比,W1N150同时期植株氮素含量分别提高0.1%~25.5%和14.0%~31.6%,籽粒氮素含量分别提高0.1%和4.6%。氮素利用效率、氮素收获指数、氮肥表观利用率和氮肥农学效率平均提高95.3%、4.2%、81.7%和33.0%,氮素盈余量分别减少97.2%和95.1%,有效减少了土壤硝态氮的淋失。综合各项指标,越冬期灌溉600 m3·hm-2配合施氮量150 kg·hm-2的限水减氮组合能够保证关中平原冬小麦高产、高效和环境友好发展。  相似文献   

10.
从2013年11月至2014年11月,采用尼龙网袋法对华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物进行原位分解试验,模拟N(NH4NO3)沉降水平分别为对照(0 g N·m-2·a-1)、低氮沉降(5 g N·m-2·a-1)、中氮沉降(15 g N·m-2·a-1)和高氮沉降(30 g N·m-2·a-1),研究了N沉降对常绿阔叶林凋落物分解及其木质素和纤维素降解的影响.结果表明:华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物在夏季分解较快,明显快于其他季节.N沉降显著抑制了阔叶林凋落物的分解,抑制作用随N沉降量的增加而加强.N沉降使凋落物质量损失95%的时间与对照(4.81年)相比增加了0.53~1.88年.经过1 年的分解,中氮沉降和高氮沉降处理木质素和纤维素残留率显著高于对照,表明N沉降显著抑制了凋落物木质素和纤维素的降解.凋落物质量残留率与木质素和纤维素残留率呈显著正相关.N沉降抑制凋落物分解的原因可能是无机N的添加对木质素和纤维素的降解造成了阻碍.  相似文献   

11.
凋落物年龄和氮、磷添加交互作用对杉木林土壤N2O排放的影响 氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体,增温潜势较大,其浓度增加影响全球气候变化。由于凋落物分解影响碳和养分循环,土壤N2O排放受凋落物分解作用,而凋落物年龄和氮、磷添加影响凋落物分解,潜在影响土壤N2O的排放。然而,凋落物年龄和养分添加对土壤N2O排放的交互作用及其机制目前还没有报道,这限制了凋落物分解对N2O排放的影响评价。本研究以杉木(Cunninghamia lanceolata)不同年龄凋落物为研究对象,通过氮、磷添加处理,研究了养分和凋落物年龄对N2O排放的影响及其机制。研究结果显示,幼龄凋落物主要通过调节碳氮比来影响N2O排放。氮添加主要通过调节凋落物碳氮比、土壤pH以及与N2O产生相关的微生物功能基因所编码的土壤酶活性来影响N2O排放,整体上促进N2O排放。磷添加显著降低凋落物碳氮比,进而作用于N2O排放,该途径促进N2O排放。同时,磷添加提高土壤有效磷水平,潜在降低N2O排放,整体上降低土壤N2O排放。凋落物年龄和养分添加交互作用于土壤N2O排放。因此,在森林经营管理中,评价不同管理措施,尤其是间伐和选择性砍伐等导致不同凋落物输入的管理活动对土壤N2O排放的影响时,应同时考虑养分输入和凋落物年龄的潜在影响。  相似文献   

12.
我国南海诸岛主要是珊瑚岛。植物凋落物分解是生态系统元素循环的关键环节,但目前关于南海珊瑚岛生态系统凋落物分解的研究还是空白。以我国西沙群岛的优势树种抗风桐(Pisonia grandis)和海岸桐(Guettarda speciosa)为研究对象,采用凋落物袋法,分别于分解期间的第3、6、9、13和15个月取样,探究中型土壤动物对两种植物群落中凋落物分解过程中质量损失和养分释放的影响。结果表明:与没有中型土壤动物存在的情况(0.1 mm凋落物袋)相比,分解开始后的6个月内,中型土壤动物存在(2 mm凋落物袋)使抗风桐和海岸桐凋落叶分解速率分别提高了12.3%和4.8%(P<0.05);分解6-15个月期间,中型土壤动物存在使抗风桐和海岸桐凋落叶分解速率分别提高了33.0%和12.3%(P<0.05)。中型土壤动物排除显著影响了不同分解阶段凋落叶总碳(Total carbon,TC)、总氮(Total nitrogen,TN)、纤维素、木质素和半纤维素的残留率变化。中型土壤动物群落组成受土壤温度显著影响(P<0.05),它们对凋落叶分解的贡献可能主要受优势类群如真螨目和寄螨目的影响。相较海岸桐,抗风桐凋落叶的分解周期更短,中型土壤动物对其的贡献更大;选用抗风桐作为南海珊瑚岛退化植被恢复或新建的先锋种对促进生态系统元素循环更有利。  相似文献   

13.
放牧是影响草地生态系统中土壤动物组成和凋落物分解的重要因素.2010—2012年,选择内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的禁牧草地、放牧草地和沙地为研究样地,以凋落物袋法研究了大针茅凋落物分解过程中主要理化特性以及其中土壤动物群落的变化特征.共采集到土壤动物67056头52类,隶属于5门8纲,其中螨类23科,昆虫19科.大针茅凋落物的初始有机质含量为92.5%,分解780 d后分别降至40.0%(禁牧草地)和41.3%(放牧草地),差异不显著;凋落物残留率分别降低至50.0%(禁牧草地)和23.0%(放牧草地),差异显著.放牧影响下,大针茅残留凋落物中土壤动物多度显著降低.将大针茅凋落物置入沙地环境,有机质分解速率无显著变化,但凋落物残留率显著降低,螨类群落组成发生显著变化.在内蒙古典型草原环境下,放牧显著改变了植物凋落物中的土壤动物群落组成和多度,但凋落物中有机质分解速率未发生显著变化;半干旱地区土壤动物的凋落物分解功能较为微弱.  相似文献   

14.
土壤硝态氮供应对满足作物氮素需求至关重要,但间作如何影响土壤硝态氮供应及其作用机制尚不清楚。本研究基于4个氮水平(N0, 0 kg·hm-2; N1, 62.5 kg·hm-2; N2, 125 kg·hm-2; N3, 187.5 kg·hm-2)的马铃薯单作、马铃薯与玉米间作小区试验,分析土壤硝态氮含量与强度、硝化势和氨氧化功能基因丰度的差异,探讨间作影响土壤硝态氮供应和氮调控的机理。结果表明: 土壤硝态氮含量和强度随施氮量增加而升高,但同一施氮水平下间作均低于单作。施氮提高了土壤硝化势,且单作的响应高于间作。土壤中氨氧化细菌(AOB)的amoA基因丰度大于氨氧化古菌(AOA),二者在间作时均随施氮量增加呈现先增加后降低的趋势;相同施氮量下,间作的AOA和AOB基因丰度(除N2外)均低于单作。相关分析、回归分析和主成分分析显示,马铃薯间作后,土壤AOB、AOA的amoA基因丰度下降,硝化势减弱,导致土壤硝态氮含量和强度降低。因此,间作导致土壤硝态氮供应降低与土壤氮转化的微生物过程有关,间作条件下的马铃薯种植应注意保障土壤氮素供应。  相似文献   

15.
1. We grew the submersed freshwater macrophyte Vallisneria americana under controlled conditions at low and high [CO2] to produce litter with high and low tissue nitrogen concentration ([N]), respectively. We then followed mass and nitrogen dynamics in situ in this litter to test the indirect effect of [CO2] on its subsequent decomposition and colonisation by macroinvertebrates.
2. Litter from plants grown in high CO2 initially lost mass and N at a significantly lower rate but, by day 30, both litter types had lost about 90% of mass and N. Litter [N] did not appear to govern decay rate.
3. There was no effect of CO2 on the pattern of macroinvertebrate colonisation.
4. The potential exists for high [CO2] to increase rates of C and N cycling and, thereby, to increase internal N loading in macrophyte-dominated shallow water ecosystems.  相似文献   

16.
Aims Elevated atmospheric CO2 has the potential to enhance the net primary productivity of terrestrial ecosystems. However, the role of soil microorganisms on soil C cycling following this increased available C remains ambiguous. This study was conducted to determine how quality and quantity of plant litter inputs would affect soil microorganisms and consequently C turnover.Methods Soil microbial biomass and community structure, bacterial community-level physiological profile, and CO2 emission caused by different substrate C decomposition were investigated using techniques of biological measurements, chemical and stable C isotope analysis, and BIOLOG-ECO microplates in a semiarid grassland ecosystem of northern China in 2006 and 2007 by mixing three contrasting types of plant materials, C3 shoot litter (SC 3), C3 root litter (RC 3), and C4 shoot litter (SC 4), into the 10- to 20-cm soil layer at rates equivalent to 0 (C 0), 60 (C 60), 120 (C 120) and 240 g C m ?2 (C 240).Important findings Litter addition significantly enriched soil microbial biomass C and N and resulted in changes in microbial structure. Principal component analysis of microbial structure clearly differentiated among zero addition, C3 -plant-derived litter, and C4 -plant-derived litter and among shoot- and root-derived litter of C3 plants; soil microorganisms mainly utilized carbohydrates without litter addition, carboxylic acids with C3 -plant-derived litter addition and amino acids with C4 -plant-derived litter addition. We also detected stimulated decomposition of older substrate with C4 -plant-derived litter inputs. Our results show that both quality and quantity of belowground litter are involved in affecting soil microbial community structure in semiarid grassland ecosystem.  相似文献   

17.
凋落物作为森林生态系统碳库的重要组成部分对森林土壤碳、氮循环具有重要作用.为探讨香樟凋落叶对土壤碳、氮循环的影响,室内模拟研究了10%、20%和30% 3种土壤含水量条件下香樟凋落叶覆盖森林土壤中碳、氮元素的变化.结果表明: 3种含水量条件下香樟凋落叶覆盖均显著增加了土壤CO2排放速率和土壤溶解性有机碳(WSOC)含量,但显著降低了土壤中硝态氮含量,表明香樟凋落叶覆盖能够增强土壤呼吸强度和碳矿化,抑制土壤硝化作用;香樟凋落叶覆盖能够显著增加10%含水量土壤中铵态氮含量,但降低了20%和30%含水量土壤铵态氮含量,表明香樟凋落叶覆盖对土壤铵态氮含量的影响与土壤含水量有关.香樟凋落叶中部分单萜烯浓度在不同土壤含水量条件下分别与土壤CO2排放速率和铵态氮含量呈显著正相关,而与土壤WSOC和硝态氮含量呈显著负相关,说明香樟凋落叶覆盖对土壤碳、氮循环的影响可能与凋落叶中的单萜烯有关.  相似文献   

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