草地群落的土壤呼吸

通过土壤呼吸作用向大气释放ＣＯ２是陆地生态系统碳循环的一个最主要的环节,也是人类活动影响下陆地生态系统对大气中ＣＯ２浓度产生影响,从而导致全球气候变化的关键生态学过程,因而成为全球碳循环研究中倍受关注的核心问题［３３,３７,３８］。１土壤呼吸的测定方...     

松嫩平原西部草甸草原典型植物群落土壤呼吸动态及影响因素

以松嫩平原西部草甸草原中典型植物虎尾草、碱茅、芦苇和羊草群落为对象,分析了4种植被群落土壤呼吸速率日动态和季节动态及其影响因素,以及土壤盐碱度与土壤呼吸碳排放量的关系.结果表明： 4种植物群落的土壤呼吸速率日变化均呈明显的单峰曲线,峰值出现在11:00-15:00,而谷值大多出现在21:00-1:00或3:00-5:00;4种植被群落土壤呼吸速率的季节变化趋势一致,7、8月的土壤呼吸速率(3.21~4.84 μmol CO₂·m^-2·s^-1)最高,10月最低(0.46~1.51 μmol CO₂·m^-2·s^-1);各群落土壤呼吸速率与土壤和近地表大气温度之间呈极显著相关关系,其中,虎尾草群落的土壤呼吸速率与土壤表层含水量极显著相关,芦苇和羊草群落土壤呼吸速率与近地表的相对湿度显著相关.土壤盐分含量明显抑制了土壤CO₂排放量,土壤pH、电导率和土壤交换性钠可以解释该草甸草原土壤呼吸空间变异的87%～91%.     

氮沉降对黄河三角洲芦苇湿地土壤呼吸的影响

2012年6月至2012年10月, 对黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地进行了模拟氮沉降试验, 氮沉降水平分别为对照(CK, 0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(LN, 50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(HN, 100 kg N·hm^-2·a^-1)。利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率。结果表明, 氮沉降促进了芦苇湿地土壤呼吸作用, LN和HN处理使芦苇生长季(6-10月)平均土壤呼吸速率比CK分别提高19%和58%。积水改变了芦苇湿地土壤呼吸日动态。地面无积水时, 各处理土壤呼吸日动态均呈单峰型曲线; 地面有积水时, 土壤呼吸日动态峰值推后或无单峰型波动规律。积水影响土壤呼吸作用对温度的响应。地面无积水时, 各处理土壤呼吸速率均与气温呈极显著的正指数相关关系, 气温分别解释了CK、LN和HN处理下土壤呼吸季节变化的69.9%、64.5%和59.9%; 地面有积水时, 各处理土壤呼吸与气温相关性不显著。CK、LN和HN处理下土壤呼吸温度敏感性系数Q₁₀值分别为1.68、1.75和1.68, 表明LN处理增强了土壤呼吸温度敏感性, HN处理对其影响不显著。     

土壤因子对次生森林群落演替的影响

采用聚类分析、主分量分析和回归分析对紫金山次生森林群落的系列群落,演替途径和学业速率进行了研究,紫金山次生森林群落目前的演替趋势为马尾松群落－马尾松、落叶阔叶树嫩落－落叶阔叶树、马尾权群落－落叶阔叶树群落,但在不同的土壤条件下,阔叶树的侵入、生长状况不同,群落具体的发展途径和速度有差异。制约森林演蝗主要土壤因子为土壤 不分和土壤厚度,它们通过对马尾松、枫香、黄檀、栓皮栎等主要树种显著度,对树种竞争     

盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对AM真菌的影响

为探明盐渍化土壤影响下AM真菌与根际土壤间的关系,试验选取宁夏碱化龟裂土、草甸盐土、盐化灌淤土3种类型4个样地上典型植被群落,测定了植物根际土壤养分含量、微生物群落结构、AM真菌侵染率以及孢子密度。结果显示:盐渍化土壤根际微生物碳源利用类型显著不同,对芳香类化合物的代谢能力整体较弱;红寺堡草甸盐土上微生物优势群落为氨基酸代谢类群,惠农盐化灌淤土为多聚化合物代谢群,西大滩碱化龟裂土为碳水化合物代谢群。AM真菌孢子密度与微生物碳源代谢群间的关系比较复杂。其中,惠农样点根际土壤孢子密度与多聚化合物微生物代谢群呈显著正相关,西大滩地区孢子密度与碳水化合物微生物代谢群呈显著正相关。土壤有机质、全盐、全氮、碱解氮等土壤肥力因子及土壤中的HCO-3、Na+、Cl-等盐基离子含量能解释AM真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。较高的HCO-3浓度促进了AM真菌侵染率的提高,但高盐浓度下Na+和Cl-降低了菌根侵染率。土壤对AM真菌孢子密度、侵染率的影响因土壤盐分组成类型的不同而异。研究结果为深入了解AM真菌多样性,促进宁夏盐碱地的合理开发与利用提供了理论依据。     

宁夏不同地区盐碱化土壤细菌群落多样性分布特征及其影响因子

为了解宁夏不同地区盐碱化土壤细菌群落多样性的分布特征及其关键影响因子,选择贺兰县红星村、惠农县黄渠拐子、燕子墩、庙台、平罗县银星村、分水闸、侯家梁、西大滩为研究样点,采集宁夏地区8个典型盐碱化土壤样品,0—2 cm和2—25 cm土层,共48份。利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同采样点土壤细菌群落结构的特征,同时分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。试验结果表明:变形菌门、拟杆菌门和放线菌门为8个采样点土壤细菌群落的优势种类。其中,变形菌门占总量的24.69%—56.44%;γ-变形菌纲相对丰度在燕子墩土壤中显著高于其他样点(P<0.05)。0—2 cm土层,变形菌门相对丰度在燕子墩、红星村和分水闸这3个样点较高;拟杆菌门的相对丰度在分水闸样点土壤中最高;2—25 cm土层,变形菌门与表层土具有相同趋势;放线菌门的相对丰度在西大滩样点土壤中最高。在属水平,芽孢杆菌属是所有样点的优势属种。α多样性指数结果显示:燕子墩的土壤细菌群落多样性和丰富度都显著低于其他样点。土壤理化性质测定结果表明:在0—2 cm,全氮、有机碳、碱解氮、速效钾在黄渠拐子土壤中含量最高;含...     

塔里木盆地南缘旱生芦苇生态特征与水盐因子关系

选择位于塔里木盆地南缘极端干旱区的克里雅河流域于田绿洲为靶区,结合经典统计学和冗余分析技术,研究了旱生芦苇生态特征与水盐因子的分布规律及相互关系。统计学分析显示:芦苇沿河岸至荒漠方向株高、盖度和地上生物量减少、地下生物量增加,水分与土壤盐分也呈现一定的梯度变化规律。冗余分析结果表明:水分为芦苇生态特征变化的关键驱动因子,地下水埋深和土壤水分与芦苇的生态特征呈现极显著的相关关系,钠吸附比、全盐与芦苇的生态特征呈现显著的相关关系,其他指标与芦苇生态特征的相关性均不显著。水盐因子对芦苇生态特征影响的重要性排序为地下水埋深土壤水分钠吸附比全盐HCO-3pH值Cl-/SO2-4。综合水盐要素,水分对芦苇生态特征的影响大于盐分。     

胡杨根际土壤真菌群落代谢特征及其土壤影响因子研究

胡杨是中国西北干旱区绿洲重要的乔木树种,研究胡杨根际土壤真菌群落特征及其主要土壤影响因子,对胡杨林的保护和以胡杨为建群种的生态系统的恢复具有重要意义。该研究在额济纳胡杨林自然保护区设置3个样点,每个样地按照S形随机布点选25~30株胡杨取根际土,采用Biolog-FF微平板方法对89份土壤样本进行了真菌群落代谢特征及其影响因子分析。结果表明:(1)通过聚类将95种碳源划分为3个类群,其中53.8%的氨基酸类碳源分布在类群Ⅰ(OD值为0.106 1~0.316 4),83.3%的胺类碳源和70%的其他类碳源分布在类群Ⅱ(OD值为0.016 6~0.224 2),47.1%的羧酸类碳源分布在类群Ⅲ(OD值为0.232 1~1.115 5)。(2)通过冗余分析,发现所有土壤因子对真菌群落代谢特征总的解释率为30.02%,而RDA1轴占该解释率的84.6%,电导率和速效钾与RDA1轴显著正相关且解释率最高。(3)沿着电导率降低的方向,样本在RDA2轴上的分布逐渐分散,表明随着电导率的降低,土壤肥力和质地条件对真菌群落代谢活性的影响增强。研究发现,胡杨根际土壤真菌群落的主要碳源利用类型为羧酸类、氨基酸类和部分碳水类,而对胺类和其他类碳源的利用程度较弱;土壤可溶性盐,特别是可溶性钾盐是影响真菌群落代谢特征的主要土壤因子,而土壤肥力和土壤质地因子只有在盐分含量较低的情况下才具有明显作用。     

乌梁素海野生芦苇群落生物量及影响因子分析

 对内蒙古乌梁素海湿地野生芦苇(Phragmites australis)生物量的调查基础上,探讨了富营养化湖泊湿地水体的物理化学性质对芦苇生物量的影响。结果表明：1）由于环境因子的影响,芦苇群落生物量变化较大,介于1.73～3.00 kg·m-2之间;地下和地上生物量之比介于1.14～2.19之间;2）芦苇群落生物量受多种因素的影响,其中水深是最主要的限制因子,水上生物量和地上生物量随着水深的增加而增加,而地下与地上生物量的比值则随水深的增加而减少,这主要是由于水深改变了芦苇群落的结构（群落密度）和个体形态(株高和株茎);3）芦苇群落生物量随着水体N浓度增加而增加。芦苇各器官（叶、茎、根状茎和根）的N∶P为7.59～12.21,小于14,这也说明该水体中的N负荷是影响芦苇生长的主要限制因子;4）土壤有机质分解对芦苇生长没有产生毒害作用。     

南亚热带森林群落演替过程中林下土壤的呼吸特征

采用CI-310便携式光合作用系统及其附件,测定了广东省黑石顶自然保护区南亚热带森林演替系列中的马尾松林和松阔混交林林下土壤的呼吸速率。测定结果显示:在自然条件下,马尾松林土壤呼吸速率在1.650~4.0μmolCO2m-2s-1,松阔混交林土壤呼吸速率在1.70~3.950μmolCO2m-2s-1之间。林下土壤呼吸速率与温度和土壤空气相对湿度可用拟合,据此并结合当地气象资料推算出马尾松林和松阔混交林的年均土壤呼吸量分别为31.027、36.629 tCO2hm-2,后者高于前者。     

高浓度O3对城市蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响

采用开顶箱(OTCs)模拟法和分解袋法,以O₃自然浓度(40 nmol·mol^-1)为对照,研究高浓度O₃(约120 nmol·mol^-1)对城市自然环境下生长的10年生蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响,分解时长达150 d.结果表明：高浓度O₃未对蒙古栎凋落叶的分解产生显著影响.高浓度O₃抑制了蒙古栎凋落叶C、K释放,分解150 d,高浓度O₃处理K残留率为23.9%,显著高于对照(17.1%).高浓度O₃在分解前期(0～60 d)抑制了凋落叶N、木质素的释放,在分解后期(60～150 d)起促进作用.高浓度O₃处理与对照木质素/N变化趋势一致且无显著差异.除分解中期(60 d)外,对照P残留率始终高于高浓度O₃处理.C/P变化趋势与P相反,在整个分解过程中,高浓度O₃处理C/P高于对照,而且C、N、K残留率以及C/N与凋落叶干质量剩余率呈显著正相关.因此,高浓度O₃将对蒙古栎林的营养循环产生一定影响.     

干旱区人工防护林带不同林分凋落叶分解及养分释放

2007年10月下旬至2008年11月,采用原位模拟分解网袋法,对新疆克拉玛依市区北郊人工防护林新疆杨、紫穗槐及二者混合凋落叶进行为期365 d的分解及养分释放动态试验.结果表明：树种不同,凋落叶质量损失率的动态变化不同;凋落叶组成对质量损失率有显著影响,与单优林凋落叶相比,紫穗槐与新疆杨凋落叶混合后更易于分解.经修正Olson负指数衰减模型分析,新疆杨凋落叶分解系数最低(k=0.167),混合凋落叶分解系数最高(k=0.275),估测3种凋落叶半分解和95％分解所需时间为2.41～4.19 a和10.79～17.98 a.不同的分解时期3种凋落叶中N、P和K的残留率不同,分解1年后,K为净释放,N和P为固持或从周围环境中吸收而富集.分解过程中,除紫穗槐凋落叶在分解中期有机碳分解率下降外,其他处理凋落叶有机碳分解率均不断上升,1年后分解率在35.5%～44.2%之间.C/N值基本呈下降趋势,分解前期和中期下降幅度较小,后期下降较快.     

万木林保护区毛竹林土壤呼吸特征及影响因素

2009年1-12月,利用Li-Cor 8100开路式土壤碳通量系统测定福建省万木林自然保护区毛竹林土壤呼吸速率,分析毛竹林土壤呼吸动态变化及其与凋落物量的关系.结果表明:毛竹林土壤呼吸月变化呈明显的双峰型曲线,峰值分别出现在6月(6.83 μmol·m-2·s-1)和9月(5.59μmol·m-2·s-1).土壤呼吸速率的季节变化较明显,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季;土壤呼吸速率与土壤5 cm温度呈显著正相关关系(P＜0.05),与土壤含水量无显著相关性(P＞0.05);毛竹林凋落物量月变化呈单峰型曲线.毛竹林土壤呼吸速率与当月凋落物归还量呈显著正相关(P＜0.05).土壤温度和凋落物量的双因素模型可以解释土壤呼吸速率变化的93.2%.     

原始阔叶红松林下红松、蒙古栎混合凋落叶分解特征及相互作用研究

采用凋落物网袋（litter bag）分解法,模拟红松（Pinus koraiensis）(以下用P表示)和蒙古栎（Quercus mongolica）（以下用M表示）在不同演替阶段可能的组成比例(P、M/P1∶3、M/P1∶1、M/P3∶1、M）进行野外分解实验。分析不同比例的两种凋落叶混合的分解特征、相互作用及机理。结果表明：1.从质量损失率来看,与单种凋落叶分解情况相比,蒙古栎和红松凋落叶混合对凋落物分解具有促进作用,其中蒙古栎和红松（M/P）按1∶3混合分解最快,且随着蒙古栎凋落叶在混合比例中的增加,混合分解速率先减小后增大。2.从C、N元素动态看,C素在各处理的凋落叶主要表现为净释放,而N素在各处理中变现比较复杂,在各处理的红松凋落叶中表现为富集,而在各处理蒙古栎凋落叶中则表现为释放。蒙古栎凋落叶可以促进红松凋落叶C元素释放和N元素的富集,降低红松凋落叶的C/N比,促进红松凋落叶的分解。红松凋落叶能促进蒙古栎凋落物C元素释放,但对蒙古栎凋落叶N元素的释放作用不明显,对蒙古栎凋落叶的C/N比影响也并不一致。     

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。     

不同水盐生境下芦苇湿地植被及土壤碳氮磷生态化学计量特征

在黄河三角洲选取3种典型的芦苇湿地群落为对象,即:故道区(1996年改道的黄河故道河岸带芦苇群落)、新生区(现行黄河河岸带新生芦苇群落)和潮水区(远离新旧河道但受潮汐影响的潮滩芦苇群落),研究黄河改道对3种生境芦苇各器官(茎、叶、根状茎、须根)和土壤剖面碳(C)、氮(N)、磷(P)含量变化及化学计量特征的影响.结果 表...     

氮添加对中亚热带杜鹃灌丛凋落物生产和叶分解的影响

凋落物的生产和分解是生态系统养分循环的重要过程,受到大气氮沉降的深刻影响。但目前相关研究主要集中于森林和草地生态系统,氮沉降对灌丛生态系统凋落物养分归还的影响规律尚不清楚。因此选择亚热带分布广泛的杜鹃灌丛为研究对象,进行了为期两年的模拟氮沉降试验。试验设置4个处理:对照(CK, 0 g m-2 a-1)、低氮(LN, 2 g m-2 a-1)、中氮(MN, 5 g m-2 a-1)和高氮(HN, 10 g m-2 a-1)。结果显示:CK、LN、MN和HN 4种处理下,群落年平均凋落物量分别为(1936.54±358.9)、(2541.89±112.5)、(2342.97±519.8)、(2087.22±391.8) kg/hm²,LN、MN和HN处理样地的凋落量分别比对照样地高出32.68%、21.16%和7.93%;凋落叶、花果、凋落枝和其他组分占总凋落量的比例分别为75.75%、15.09%、7.70%和1.45%,不同浓度氮处理下各组分的凋落量均高于对照样地;凋落物组分表现出明显的季节动态:凋落叶在10—11月份达到峰值,凋落枝在10月份达到峰值,花果凋落物则在5月份凋落量最高,不同氮处理下凋落物的季节动态基本一致;白檀凋落叶分解速率显著高于杜鹃,二者分解95%所需时间分别为5.08—11.11 a和7.69—17.65 a,施氮使白檀凋落叶分解周期比对照样地缩短18.18%—54.28%;凋落叶分解过程中,N元素表现为富集-释放模式,P元素表现为富集模式。研究表明,氮添加能够促进群落中白檀凋落叶分解及N、P元素的释放,说明施氮可以调节凋落叶养分释放模式,对灌丛生态系统的养分循环具有调控作用。     

根系在凋落物层生长对凋落叶分解及酶活性的影响

根系向凋落物层生长是森林生态系统存在的普遍现象,研究根系存在对凋落物分解的影响对理解森林生态系统的养分物质循环具有重要意义.在福建三明市楠木和格氏栲林进行1年的凋落叶分解试验,设置有根处理和无根处理(对照),研究根系生长对凋落叶分解速率、养分释放和酶活性的影响.结果表明:在分解360 d后,有根处理楠木和格氏栲凋落叶干...     

亚热带红壤丘陵区四种人工林凋落物分解动态及养分释放

应用网袋分解法,连续2a对我国亚热带红壤丘陵区内有代表性的人工林类型马尾松（Pinus,massoniana）、湿地松（Pinus elliottii）、杉木（Cunninghamialanceolata）、木荷（Schimasuperba）＋马尾松（Pinus,massoniana）混交林的凋落物的分解速率,及其C、N元素释放动态进行了研究,凋落物样品分地上、地下两组处理方式。4种林分凋落物地上组的第1、2年分解速率（凋落物的年失重率）依次为马尾松林〉混交林〉湿地松林〉杉木林,马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林;地下组的第1、2年分解速率顺序分别为马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林,马尾松〉杉木林〉湿地松林〉混交林。各林分地上组凋落物分解速率明显快于地下部分,马尾松林凋落物的分解速率在不同时期均高于其它林分。4种林分凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型。根据拟合方程得出的凋落物分解95％时间为4～01a,介于暖温带常见树种凋落物95％被分解所需时间8～17a,地处南亚热带季风区的鼎湖山凋落物分解95％所需的时间2～8a。养分元素释放率的变化因不同林分和分解时期而异。C在各林分中始终表现为净释放,地上组凋落物的释放率大多数时间均高于地下组。N则于湿地松林、马尾松林和混交林中前期表现出富集现象,而后开始净释放,其中湿地松林凋落物的N富集现象最为显著,释放速率在两个试验年度均为各林分中最低,凋落物中初始的高C／N比是导致上述现象的原因。杉木林凋落物具有最低的初始C／N比,没有出现N富集现象,且在两个试验年度末期均维持了较高的N释放率.