宁夏大罗山4种主要植被类型的细根生物量

采用根钻法,分析了宁夏大罗山4种主要植被类型(青海云杉纯林、油松纯林、落叶灌木和荒漠草原)0～40 cm土层的细根生物量、土壤含水量和土壤容重,并对50 a、70 a和100 a 3种树龄的青海云杉纯林细根生物量进行了研究.结果表明: 4种植被类型的细根生物量集中分布在0～20 cm土层,大小顺序为油松纯林>青海云杉纯林>落叶灌木>荒漠草原,其中油松纯林显著高于其他3种植被类型;不同树龄青海云杉纯林细根生物量表现为70 a > 100 a > 50 a,且其活细根和死细根生物量分配比例无显著性差异;4种植被类型下0～40 cm土壤含水量的大小表现为:青海云杉纯林>油松纯林>落叶灌木>荒漠草原;土壤容重则呈相反的规律,并与细根生物量呈极显著负相关.     

土壤增温对杉木幼苗细根生长量及形态特征的影响

为了揭示杉木人工林对全球变暖的地下响应,在福建省三明市陈大国有林场开展杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗土壤增温试验,采用内生长环法探讨增温实验开始后第2年(2015年1月、7月取样)和第3年(2016年1月、7月取样)杉木幼苗细根生长量和形态特征(比根长,SRL;比表面积,SRA;组织密度,RTD)的变化。结果表明:(1)随着苗木的生长,土壤增温对细根生长量的影响趋势是先抑制,再无显著影响,最后促进。(2)土壤增温对细根形态特征的影响在不同取样时间有差异:土壤增温对7月份(夏季)取样的细根SRL或SRA有显著促进作用,对1月份(冬季)取样的细根SRL、SRA均无显著影响。(3)土壤增温对第二、第三次取样的1—2 mm细根RTD有促进作用。表明土壤增温对杉木幼苗细根生长量的影响与苗木生长阶段有关;同时苗木可通过细根形态的调整(增大SRL和RTD)以适应土壤增温引起的土壤资源变化和环境胁迫,维持自身的生长。     

不同土壤和微量元素对车桑子幼苗生长的影响

为了解微量元素对车桑子(Dodonaea viscosa)生长的作用,研究添加微量元素(硼B、铁Fe、锰Mn、锌Zn)对车桑子生长和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,除Mn外,B、Zn和Fe均对车桑子的生长和叶绿素荧光参数有显著促进作用(P<0.05);且添加B的车桑子具有更高的生物量积累,比对照显著提高了133.61%。微量元素与土壤类型对叶片磷(P)含量和叶片氮磷比(N/P)具有显著的交互作用(P<0.05),紫色土添加Zn、黄棕壤添加Fe均显著降低了叶片N/P。燥红土和黄棕壤上车桑子的株高、叶面积和生物量积累均高于紫色土,但紫色土和黄棕壤上车桑子的根冠比和叶片N/P显著高于燥红土(P<0.001)。这表明微量元素对干热河谷车桑子生长具有重要作用,在植被恢复过程中可通过添加B、Fe、Zn尤其是B来促进植物生长。     

黄土区不同退耕方式下土壤碳氮的差异及其影响因素

研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义.本研究以黄土丘陵区不同人工恢复植被为对象,以农田为参照,分析了不同人工植被恢复方式对0～100 cm剖面土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量影响的差异及其影响因素.结果表明: 退耕还林还草显著提高了土壤的SOC和TN含量.退耕后,SOC和TN含量均较农田明显提高.0～100 cm土层SOC平均含量人工乔木林为农田的1.43倍,增幅最大;其次是人工灌木,为1.36倍;最后是人工草地,为1.21倍.0～100 cm土层TN平均含量人工乔木林增幅最大,是农田的1.30倍;其次是人工草地,为1.21倍;而人工灌木增幅最小,为1.13倍.与农田相比,人工恢复植被类型间SOC和TN含量及细根密度的差异在土壤剖面深度上表现出不同,人工乔木和灌木最明显,影响深度＞100 cm;草地最小,仅为60 cm.恢复植被的细根密度、C∶N和凋落物量显著高于农作物,细根密度与SOC、TN呈显著线性相关(P<0.01).细根的质和量以及凋落物量是不同人工恢复植被下SOC和TN含量差异的重要影响因素.     

模拟氮沉降对杉木幼苗细根的生理生态影响

细根对氮沉降的生理生态响应将显著影响森林生态系统的生产力和碳吸存。为了揭示氮沉降对杉木细根的生理生态影响,对一年生杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗进行了模拟氮沉降试验,并测定施氮1年后杉木幼苗细根生物量、细根形态学特征(比根长、比表面积)、元素化学计量学指标(C、N、P、C/N、C/P、N/P)、细根代谢特征(细根比呼吸速率、非结构性碳水化合物)。结果表明:(1)杉木细根生物量随氮添加水平的升高而显著降低,尤其是0—1 mm细根生物量;细根比根长和比表面积随氮添加水平升高而显著增大。(2)氮添加后杉木细根C含量、C/N、C/P显著降低,高氮添加导致1—2 mm细根N含量和N/P显著升高,而低氮添加导致1—2 mm细根P含量显著升高、N/P显著降低,而0—1 mm细根的N、P含量则保持相对稳定。(3)氮添加后杉木细根比呼吸速率无显著变化,细根可溶性糖含量随氮添加增加而显著增加,而淀粉含量和NSC显著降低。综合以上结果表明:氮添加后用于细根形态构建的碳分配减少,这可能会减少土壤中有机碳的保留,0—1 mm细根的形态更易发生变化,但是其内部N、P养分含量相对更稳定以维持生理活动,细根NSC对氮添加的响应表明施氮可能导致细根受光合产物的限制。     

氮和土壤微生物对水曲柳幼苗生长和光合作用的影响

以长白山地区典型树种——水曲柳为研究对象,通过室外控制试验,分析了氮、微生物及其相互作用对水曲柳幼苗生物量分配、生长和光合作用的影响.于2017年6月采用二因素随机区组设计试验,共4个处理:对照(F)、加氮(FN)、灭菌(FS)、灭菌加氮(FSN),6个重复区组,每个区组内每处理3个重复,即每个处理有18株幼苗.2018年8月中旬进行光合指标的测定,并于同年9月初收获植物,测量生物量及生长指标.结果表明: 与F相比,FN使水曲柳幼苗的总干质量显著提高14%,基径提高9%,叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)分别显著提高75%、318%、231%、227%;FS使总干质量显著提高12%,基径提高9%,叶绿素含量、P_n、g_s、T_r分别显著提高34%、213%、120%、115%;FSN使总干质量显著提高23%,基径提高14%,叶绿素含量、P_n、g_s、T_r分别显著提高81%、672%、312%、273%.氮、土壤微生物及其交互作用对水曲柳幼苗的生物量、生长和光合作用有着显著作用,土壤微生物在一定程度上调控了水曲柳幼苗对氮的响应.     

帽儿山温带森林演替初期土壤碳、氮、磷计量特征的变化

2004年在帽儿山森林生态站设置土壤置换试验,将0～30 cm农田土置换成邻近天然次生林淋溶层土(A处理)、淀积层土(B处理)和母质层土(风化砂,C处理),分别模拟森林皆伐次生演替、无种子库次生演替和原生演替,2014年研究温带落叶阔叶林不同演替类型在自然演替初期土壤碳、氮、磷计量特征的变化.结果表明: 演替10年,A处理土壤碳、氮、磷含量无显著变化,B处理土壤碳和氮含量分别降低34.7%和38.6%,而C处理土壤碳和氮含量分别增加63.4%和198.4%.植被演替后,氮-碳异速生长关系斜率显著降低,磷-氮异速生长速率显著升高.10年演替后,仅C处理土壤C∶N减小44.5%,N∶P增加283.6%,其他处理变化不显著.土壤碳、氮、磷含量与活细根现存量、死细根现存量均存在显著相关关系,植被演替可能主要通过改变有机质输入驱动土壤碳、氮、磷含量及其计量关系.     

黄土丘陵区植被类型与土壤微生物区系及生物量的关系

以陕西延安黄土丘陵区5种不同植被类型(人工刺槐林、天然侧柏林、天然辽东栎林、灌丛和裸地)为研究对象,分析了土壤微生物生物量碳、氮含量、细菌和真菌的丰度变化规律及其与土壤基本化学性质的关系。结果表明:(1)4种植被类型的土壤质量较之裸地都有不同程度的改善,总体趋势:天然林地人工林地裸地;(2)土壤微生物生物量碳、氮的总体趋势:天然林地最高,人工林次之,裸地最低,且与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和速效磷(AP)极显著正相关(P0.01);(3)裸地土壤的细菌丰度最低,人工刺槐林真菌含量显著低于天然辽东栎林。细菌丰度与土壤营养状况呈显著正相关(P0.05),而真菌与土壤营养无明显相关性,只与土壤pH负相关。说明在该研究区域,植被类型与土壤质量对微生物资源都具有不同程度的作用。     

遮荫对水曲柳幼苗细根衰老的影响

细根周转对森林生态系统碳地下分配和养分循环具有重要影响,而衰老是细根周转过程中最重要的阶段。根据“源-汇”理论,细根衰老受碳向细根分配的影响。为此,该研究通过控制水曲柳(Fraxinus mandshurica)苗木向根系的碳分配的遮荫处理试验,采用树木生理分析技术,重点研究了在光合产物供应停止情况下水曲柳幼苗根系的生理变化(即根尖、1级根到3级根的细胞活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和膜透性的变化)。目的是从生理水平上证实:1)碳分配对细根衰老产生怎样的影响;2)细根衰老的顺序是否与分支顺序相反。实验结果表明,遮荫处理使细根活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著降低和膜透性增大,导致细根出现明显衰老。从根系顶端向基部随着根序增加,细胞活力、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量提高,膜透性降低,从生理水平上表明细根衰老具有逐渐变化的顺序性,并且这种顺序性与根发育的顺序性相反。     

土壤增温对杉木幼苗细根呼吸和非结构性碳的影响

在福建省三明市陈大国有林场开展杉木幼苗土壤增温试验,采用内生长环法研究土壤增温(+5℃)对杉木幼苗细根比呼吸速率和非结构性碳的影响,分析杉木人工林对全球变暖的地下响应及其适应性.结果表明:增温第二年,土壤增温引起细根组织内非结构性碳水化合物(NSC)的较大变化,1月增温处理0~1 mm细根NSC和淀粉浓度下降,1~2 mm细根可溶性糖和NSC浓度下降;7月增温处理0~1 mm细根NSC、可溶性糖和淀粉浓度提高,使1~2mm细根淀粉浓度增加.增温第3年,土壤增温对细根NSC无显著影响.增温处理使0~1 mm细根比根呼吸速率在增温第二年7月增加,而在第三年7月下降;与0~1 mm细根相比,增温处理对1~2 mm细根比呼吸速率没有显著影响.细根呼吸对增温的响应与增温持续时间有关,随增温时间的延长,细根呼吸产生部分驯化,同时能够使细根NSC浓度保持稳定.     

模拟大气硫酸铵污染对香樟幼苗生长及光合特性的影响

通过室内盆栽实验研究了大气颗粒污染物硫酸铵对香樟幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,香樟幼苗叶片涂抹硫酸铵处理对植物生长无显著影响;低浓度硫酸铵(2 g·L^-1)提高了叶片叶绿素含量,而高浓度(4 g·L^-1)却降低了叶片叶绿素含量;与对照相比,低浓度处理的香樟叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度与蒸腾速率无显著差异;高浓度处理的香樟叶片净光合速率与蒸腾速率高于对照,而气孔导度与胞间二氧化碳浓度与对照无显著差异。机理分析表明,硫酸铵颗粒物主要通过影响叶片气孔导度来影响植物光合特性。     

城市夜间灯光对香樟生长的影响

为了解常绿乔木对城市夜间灯光的生长响应,以华东地区典型常绿行道树种香樟为对象,研究南京市一条典型道路上近灯处(路灯正下方)和远灯处(两相邻路灯中间位置)生长区位的夜间光照强度差异性对香樟生长性状的影响.结果表明:近灯处香樟的平均胸径为16.8 cm,当年生小枝总生产力为309.4 g·m^-2,当年生叶片生产力为241.5 g·m^-2,叶片相对叶绿素含量为34.6 SPAD.远灯处香樟的平均胸径为15.5 cm,当年生小枝总生产力为273.4 g·m^-2,当年生叶片生产力为212.8 g·m^-2,叶片相对叶绿素含量为33.1 SPAD.近灯处香樟的平均胸径、当年生小枝总生产力、当年生叶片生产力及叶片相对叶绿素含量均显著高于远灯处.两处树木间比叶面积没有显著差异.夜间灯光的补充照明促进了近灯处香樟的生长,并改变了树冠生长对阳光的响应特征.     

铝胁迫对接种丛枝菌根真菌樟树幼苗光合作用的影响

在实验室条件下用低(0.5 mmol·L-1)、中(8 mmol·L-1)、高(15 mmol·L-1)浓度Al3 溶液胁迫接种和未接种丛枝菌根(AM)的樟树幼苗,10周后测定植株叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn),气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls).结果表明:未接种和接种樟树幼苗叶片叶绿素含量在低浓度Al3 胁迫时与相应对照无显著差异,而在中、高浓度Al3 胁迫下均显著低于相应对照,并均随Al3 浓度增加而逐渐下降;接种植株的叶绿素含量在对照和中、低浓度Al3 胁迫下均高于相应未接种植株,而在高浓度Al3 胁迫下显著低于未接种植株.未接种和接种樟树幼苗叶片Pn在低浓度Al3 胁迫时均显著高于对照(P<0.05),在中、高浓度时均显著低于对照,且在Al3 浓度间差异显著;末接种和接种樟树幼苗叶片Ci均随Al3 胁迫浓度增加逐渐提高,而其余参数则逐渐下降;在同一Al3 浓度处理下,接种和未接种植株的叶片光合参数均无显著差异.研究发现,中、高浓度Al3 胁迫能显著降低樟树幼苗的净光合速率,且光合机构活性降低是主要原因;接种AM真菌能显著增加中、低浓度Al3 胁迫樟树幼苗的叶片叶绿素含量,但不能显著减轻中、高浓度Al3 胁迫对樟树幼苗光合速率的抑制作用.     

土壤湿度对香樟幼苗根系生长和构型的影响

以1年生香樟(Cinnamomum camphora)幼苗为试材,设置对照组(CK)、中度干旱处理(M)、重度干旱处理(S)三个处理,比较不同土壤湿度下香樟幼苗不同时期地上部分生长和根系构型,探究香樟幼苗根系对不同土壤湿度的适应性及其耐旱机制。结果表明,中度和重度干旱处理组的香樟根系及地上部分干物质积累、根系长度、根系表面积、根系直径和根尖数均显著小于对照组(P<0.05)。同时干旱显著增加香樟幼苗的根系拓扑指数,降低香樟根的分形维数和平均分枝角度(P<0.05)。可见土壤湿度程度及处理时间显著影响香樟根系的生长及在土壤中的布局。较低土壤湿度可显著抑制根长的延长、根表面积扩大和根的增殖,且随着土壤湿度的继续降低以及处理时间延长,香樟幼苗根系的生长受到水分亏缺的抑制作用加重,根系建成成本增高的同时,根系分枝的复杂性降低,根系必须通过朝着更陡、更深的方向生长伸长来提高水分吸收效率。建议在园林绿化工程养护过程中制定科学的水分管理策略,以满足香樟生长过程中对土壤水分的需要。     

不同土壤水分条件下香樟凋落叶覆盖对土壤碳氮循环的影响

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.     

樟树人工林生态系统不同层次穿透水水化学特征

对樟树人工林生态系统的大气降水、林冠层穿透水、灌木层穿透水和草本层滴透水中N、P、SiO2、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn和Mn共10种养分元素含量进行了测定。结果表明,不同月份大气降水养分元素含量不同,各元素各月平均含量按大小排序为Ca>SiO2>Zn>NH4-N>K>NO3-N>Fe>Mg>Mn>P>Cu。大气降水经过林冠层后,林冠层穿透水、灌木层穿透水、草本层滴透水中各养分元素含量变化基本一致,均表现季节动态变化,大多数元素含量增加。林冠层穿透水、灌木层穿透水、草本层滴透水中各元素各月平均含量按大小排序分别为Ca>K>Zn>SiO2>NH4-N>NO3-N>Mg>Mn>Fe>P>Cu、Ca>K>Zn>SiO2>NH4-N>NO3-N>Mg>Fe>Mn>P>Cu和Ca>NH4-N>K>SiO2>NO3-N>Mn>Mg>Zn>Fe>P>Cu。林冠层穿透水和灌木层穿透水中Fe,草本层滴透水中Fe、Zn为负淋溶,其余各元素浓度有所增加。在上述3项中,除NO3-N、Fe、Zn外,草本层滴透水中其它养分元素的富集作用都强于其它2项。     

樟树水浸液的灭螺效果

研究了新鲜樟树的茎皮、根皮和叶的水浸液对钉螺的杀灭效果。结果表明：通过一定时间的处理,樟树水浸液对钉螺有明显的毒杀作用。其中,0．5％以上的茎皮和根皮的水浸液对钉螺具有35％-100％的毒杀作用;处理时间在72h时,死螺率可达80％-100％。0．5％的樟树根皮水浸液浸泡72h时,死螺率为95％;1％的樟树根皮水浸液浸泡72h时,死螺率为100％。当用同种水浸液浸泡时,钉螺死亡率随水浸液浓度的增加而升高;随着浸泡时间的延长,钉螺的死亡率也升高。     

Developmental mechanism and distribution pattern of stomatal clusters in Cinnamomum camphora

We report the stomatal cluster development mechanism and distribution pattern in Cinnamomum camphora. The results indicated that the clustered arrangement of meristemoids at the juvenile stage of the leaf development contributed greatly to the pattern of stomatal clusters. Additionally, division of an epidermal cell (EC), which is between small stomata, and growth of small stomata to push the ECs aside to become directly contacting had an impact on the development as well as the pattern of stomatal clusters. The latter way may play a more important role in stomata clustering of the wide-type C. camphora. There are no significant difference in the stomatal index (the number of stomata per the sum of the number of epidermal cells and the number of stomata) among different part of leaves, while the stomatal cluster index (the number of stomata in stomatal clusters per the total number of stomata) was found to increase gradually from the apex to the base and from the middle part to the marginal part of the leaf. The possible reason of this pattern was discussed. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2006, Vol. 53, No. 3, pp. 348–353. The text was submitted by the authors in English.     

香樟酪氨酸酶对NAA诱导的响应及其生化性质研究

以离体香樟叶片和果实为材料,研究了萘乙酸(NAA)处理对其中酪氨酸酶及其同工酶活性的影响,并对香樟果实中酪氨酸酶进行分离纯化,初步分析了该酶基本生化特征.结果表明:(1)10μmol·L-1NAA处理对香樟叶片同工酶TYRL2有较强的激活作用,对同工酶TYRL1有抑制作用,1.0和0.1μmol·L-1浓度的NAA对同工酶TYRL3有激活作用;(2)在香樟果实的酪氨酸酶同工酶中,TYRF1的活性最高并在果实成熟过程中逐渐增强,100μmol·L-1的NAA对果实成熟以及酪氨酸酶的酶活性都有一定的促进作用;(3)经纯化的香樟果实酪氨酸酶最适pH值为7.5,最适温度为50℃,亚基分子量为43KDa;以L-DOPA为底物时的Km为12.82mmol·L-1,Vmax为80.65U·mg-1蛋白;其在酸性(pH4~7)和高温(40~70℃)条件下较稳定.可见,不同浓度的NAA对香樟叶片和果实中的酪氨酸酶活性有不同程度的激活和抑制作用.     

林下植被抚育对樟人工林生态系统碳储量的影响

以亚热带东部地区48年生樟(Cinnamomum camphora)人工林为研究对象, 探讨不同林下植被处理方式对植被和土壤碳储量的影响。研究结果表明: 1)林下植被抚育增加了植被的碳储量, 增幅为48.87%, 平均每年比未抚育林分增加了0.62 t·hm^-2; 2)林下植被抚育降低了土壤有机碳含量, 降低幅度介于4.79%-34.13%之间, 其中0-10 cm、10-20 cm土层比未抚育林分分别降低了10.16 g·kg^-1和8.58 g·kg^-1, 差异达到显著水平(p < 0.05); 3)林下植被抚育降低了森林土壤碳储量, 降低幅度介于1.98%-43.45%之间, 其中0-10 cm和10-20 cm土层分别降低了15.39 t·hm^-2和11.58 t·hm^-2, 差异达到极显著水平(p < 0.01)和显著水平(p < 0.05); 4)林下植被抚育降低了森林生态系统总碳储量, 降低幅度为4.27%, 但差异不显著。因此, 林下植被抚育虽有利于植被碳储量的积累, 但降低了土壤有机碳含量和储量。