Limited decadal growth of mountain birch saplings has minor impact on surrounding tundra vegetation

Temperatures over the Arctic region are increasing at three times the rate of the global average. Consequently, Arctic vegetation is changing and trees are encroaching into the tundra. In this study, we examine the establishment and growth of mountain birch (Betula pubescens ssp. tortuosa), which forms the treeline in subarctic Europe, and its impact on community composition across the treeline ecotone nearby Abisko, Sweden. Birch advancement along elevational gradients was studied by comparing data collected in 2016 with data collected 10 and 15 years previously. Species identity, cover, and phylogenetic relatedness were used to assess the impact of birch encroachment on community composition. Our results show that birch occurrence above the treeline did not affect plant community composition, probably owing to the observed lack of significant growth due to herbivore browsing, nitrogen limitation, or a reduction in snow cover. Independent of birch performance, the tundra community structure shifted toward a novel community dissimilar from the forest plant community found below the treeline. Taken together, our findings are explained by species‐specific responses to climate change, rather than by a linear forest advance. Future treeline advancements are likely more restricted than previously expected.     

长期集约种植对雷竹林土壤氨氧化古菌群落的影响

应用荧光定量PCR以及PCR-DGGE技术研究了雷竹林长期集约种植过程中土壤氨氧化古菌种群数量及群落结构的演变趋势,并利用典范对应分析(CCA)方法研究影响土壤氨氧化古菌群落的主要环境因子。研究结果表明,水稻田改种雷竹后,土壤氨氧化古菌种群数量显著增加,在4 a时达到最高,但在集约种植后快速下降,9 a雷竹林土壤氨氧化古菌数量最低,随后逐渐稳定。雷竹林土壤氨氧化古菌种群主要为不可培养泉古菌,聚类分析结果表明集约种植前后氨氧化古菌群落结构存在明显差异,长期集约经营雷竹林土壤以适应较低pH值的物种为主要优势种群。CCA分析表明,集约种植时间较长的11 a和15 a林地群落结构较为类似,与7 a和9 a样地明显区分。土壤NO-3-N与氨氧化古菌群落变化的相关性最强,说明氨氧化古菌在雷竹林土壤硝化过程中发挥着重要作用。土壤pH值及速效养分对土氨氧化古菌群落也具有较大影响,它们与NO-3-N合计解释了59.7%的样本总变异,表明土壤酸化以及过量养分的积累对氨氧化古菌群落具有重要影响。     

雷竹林土壤和叶片N、P化学计量特征对林地覆盖的响应

为摸清林地覆盖集约经营对雷竹林土壤和叶片氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量特征的影响,揭示雷竹林退化机理,为退化雷竹林恢复提供理论依据,对不同林地覆盖年限(CK,3 a和6 a)雷竹林土壤和立竹叶片的N、P含量和N∶P变化规律进行了分析。结果表明:不同林地覆盖年限雷竹林土壤N、P含量均随土层深度的增大而降低,随着林地覆盖年限的增加,各土层土壤N、P含量均提高。林地覆盖雷竹林0—20 cm土层土壤N、P累积现象明显,N∶P显著提高;林地覆盖雷竹林不同年龄立竹叶片N、P含量均较不覆盖雷竹林有显著或极显著降低,叶片N∶P随林地覆盖年限的增加总体上呈显著升高趋势;立竹叶片N∶P与土壤P含量极显著正相关,与立竹叶片P含量和土壤N∶P极显著负相关,而与土壤和立竹叶片N含量相关性不显著。随林地覆盖年限的增加,雷竹林土壤和立竹叶片N、P间相关性均减弱;研究表明林地覆盖会明显改变雷竹林土壤和立竹叶片的N、P化学计量特征,引起N、P养分失衡,P素对雷竹林生长的限制性作用增强,会导致雷竹林退化。     

不同施肥模式对雷竹林土壤真菌群落特征的影响

为探明施肥处理对雷竹林土壤真菌群落特征的影响,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和荧光定量PCR技术,分析有机肥(M)、化肥(CF)、化肥配施有机肥(CFM)、化肥配施有机肥加覆盖(CFMM)及不施肥(CK)处理土壤真菌群落结构和数量特征.结果表明:施肥显著影响真菌群落结构与多样性,表层(0～20 cm)土壤中M、CFMM处理与CK,亚表层(20～40 cm)土壤中CF、CFMM处理与CK之间真菌群落结构均存在明显差异;且表层土壤中CF、CFMM处理真菌Shannon指数和均匀度指数显著低于CK.M、CFM处理表层土壤真菌数量显著高于CK.土壤有机质、全氮、铵态氮和速效钾含量显著影响了真菌群落结构的变异;全氮、铵态氮、硝态氮含量与真菌数量均呈显著正相关.表明雷竹林表层和亚表层土壤中真菌群落对施肥处理的响应存在明显差异,表层土壤真菌群落明显受有机质添加的影响,而亚表层则对化肥投入较为敏感;施肥对真菌群落多样性的影响主要集中在表层土壤.     

亚热带毛竹人工林土壤呼吸组分动态变化及其影响因素

利用Li-8100土壤碳通量测量系统,研究了2013年4月—2014年3月浙江临安市毛竹人工林土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率的动态变化规律.结果表明：毛竹人工林土壤总呼吸速率、异养呼吸速率和自养呼吸速率均呈现出明显的季节变化特征,最高值出现在7月,最低值出现在1月,年平均值分别为2.93、1.92和1.01 μmol CO₂·m^-2·s^-1.毛竹林土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸年累积CO₂排放量分别为37.25、24.61和12.64 t CO₂·hm^-2·a^-1.土壤呼吸各组分均与土壤5 cm温度呈显著指数相关,土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸的温度敏感系数Q₁₀值分别为2.05、1.95和2.34.土壤总呼吸速率、异养呼吸速率与土壤水溶性有机碳(WSOC)含量均呈显著相关,而自养呼吸与WSOC无显著相关性;土壤呼吸各组分与土壤含水〖JP2〗量以及微生物生物量碳均无显著相关性.土壤温度是影响毛竹人工林土壤呼吸及其组分季节变化的主要驱动因子,土壤WSOC含量是影响土壤总呼吸和异养呼吸的重要环境因子.     

毛竹扩张对濒危植物桫椤根系形态可塑性的影响

为探讨毛竹(Phyllostachys heterocycla)向桫椤(Alsophila spinulosa)林扩张的根系形态可塑性变化,在赤水桫椤国家级自然保护区毛竹-桫椤混交林上分别设置受毛竹轻度、中度以及重度干扰的样地,用根钻法收集桫椤、毛竹根系并对其生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等参数进行比对。结果表明:各干扰程度下桫椤根系生物量密度均远低于毛竹,且二者呈负相关;随着与毛竹的接近,桫椤根系生物量持续下降;各样地中毛竹细根比根长均高于桫椤;重度干扰下毛竹侧根节点距最小,侧根数目最多;且毛竹根系多分布于表层土壤。由此可见,桫椤根系逐渐趋向于分布在深层土壤,毛竹在向桫椤林扩张过程中可通过改变根系生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态可塑性特征来占据优势。     

大汶河水生态环境健康状况与土地利用的相关性

为了解大汶河水生态环境现状及河岸带土地利用类型对其影响,基于2017年4月大汶河流域水生态调查数据,采用主成分分析和相关分析方法对流域地形、水文、水环境因子、主要水生生物因子和栖息地质量5个方面共19个候选指标进行筛选和优化,构建了大汶河生态系统健康评价多指标体系并用于大汶河水生态健康评价。结果表明:水环境因子和水生生物类型指标在健康评价指标体系中所占权重较大;大汶河水生态系统健康状况评价结果主要以一般和较差为主,分别占总采样点的58.33%和20.83%,仅瀛汶河上段、大汶河南支上段和大汶河干流下段部分断面处于健康或亚健康水平;城镇村及工矿用地、耕地和交通用地与大汶河生态健康综合指数呈负相关,是该流域水生态系统受到破坏的主要因素。     

武夷山不同海拔毛竹细根功能性状

细根作为植物最重要的资源获取功能器官,是影响陆地生态系统的重要组成部分。定量化毛竹的细根功能性状对于理解其生理生态特征响应及生活史策略至关重要。为揭示毛竹细根功能性状随海拔梯度的变化规律以及细根的适应策略,对武夷山不同海拔(840 m、1040 m、1240 m)毛竹细根的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和比根长(SRL)、比根面积(SRA)等性状进行测定,分析细根性状在海拔上的差异及其异速生长关系。结果表明：(1)不同海拔毛竹细根养分性状存在显著差异。毛竹细根C含量在海拔1040 m最大。随海拔升高,细根N、P含量均呈下降趋势,细根C∶N、C∶P随着海拔的升高而增加。(2)细根的结构性状在海拔梯度上差异显著。随海拔升高,细根平均根直径(AvgDiam)、SRL及SRA均呈下降趋势,而根组织密度(RTD)呈升高趋势。(3)细根性状间存在显著的异速生长关系。细根N与P含量存在显著的等速生长关系,二者与C含量存在显著异速生长关系;SRL与SRA存在显著的等速生长关系,二者与RTD存在显著的负等速生长关系,与N含量存在显著的异速生长关系;细根AvgDiam与RTD存在显著的负异速生长关系。毛...