土壤黑碳的研究进展

本文对土壤黑碳（Black Carbon）的形成与降解、测定方法、影响因素及其在土壤中的作用等方面的研究进展进行评述,并提出未来应重点加强的几个研究方向：1）黑碳测定的标准物质和标准方法的研究;2）火烧历史和频率对黑碳的影响研究;3）黑碳降解机理方面的研究．     

土壤黑碳的研究进展

本文对土壤黑碳(Black Carbon)的形成与降解﹑测定方法﹑影响因素及其在土壤中的作用等方面的研究进展进行评述,并提出未来应重点加强的几个研究方向:1)黑碳测定的标准物质和标准方法的研究;2)火烧历史和频率对黑碳的影响研究;3)黑碳降解机理方面的研究.     

杉木人工林细根寿命研究

林木细根(≤2 mm)是树木水分和养分吸收的主要器官,是陆地生态系统净生产力的重要组成部分,深入理解细根生长过程及其寿命是建立全球碳及养分循环模型的关键.本试验采用微根管技术对11年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林细根生长、衰老、死亡的动态过程进行了为期1年半的监测,运用Kaplan-Meier方法估计细根存活率及中值寿命(Median root longevity,MRL),生成存活曲线(Survival curve).用对数秩检验(Log-rank test)比较不同直径、不同土层、不同季节出生的细根寿命差异程度.结果表明,细根主要出现在雨季(3-8月),以直径0～1 mm的细根为主,并随观测期的延长,细根存活率下降,中值寿命为236 d.直径0～1 mm的细根累积存活率小于1～2 mm的细根.土壤下层(20～40 cm)的生存曲线在细根累积存活率达到50%以后始终高于上层(0～20 cm),上下层中值寿命分别为236 d和243 d,这可能与土壤环境因素的垂直分布相关,下层土壤有利于延长细根寿命.不同出生时间的细根寿命不同,雨季与干季出生的细根中值寿命分别为86 d和270 d.     

我国南方植物生态学研究述评

我国热带亚热带区域生态系统具有很高的潜在脆弱性,在人类干扰和全球变化的双重影响下,我国南方地区面临着严峻的生态环境问题。本文总结和评述了近年来我国南方植物生态学研究的几个重点领域,包括森林群落生物多样性维持、群落演替机制、养分循环和碳循环,山地丘陵退化生态系统的植被恢复,湿地环境修复、生物多样性保护、生物入侵机制和温室气体排放,城市植物的环境修复、热岛效应缓解及碳源汇功能等,并展望了我国南方植物生态学研究的未来方向,提出修复和重建大面积的退化生态系统,促进生物多样性保护,维护人居环境和人类健康,提高生态系统对全球变化的适应性,增强生态安全保障,是今后我国南方植物生态学研究所肩负的历史使命。     

土壤增温对幼龄杉木细根化学计量学特征的影响

为了揭示中国重要人工林树种杉木(Cunninghamia lanceolata)对全球变暖的地下响应及其适应性,通过在福建省三明市陈大国有林场设置杉木幼苗土壤增温实验(增温5℃和不增温2个处理,各5个重复),采用内生长环法,在增温后的第2年和第3年进行4次(2015年1月、7月,2016年1月、7月)细根(分0~1 mm和1~2 mm 2个分级)取样,研究土壤增温对杉木幼苗细根化学计量学特征(C、N、P浓度,C/N和N/P)的影响。结果表明:1)增温处理使2015年1月0~1 mm细根C浓度显著降低,但在2016年的2次取样中则显著降低了1~2 mm细根的C浓度。增温使前2次取样中0~1 mm细根和前3次取样中1~2 mm细根N浓度显著提高、C/N降低;但此后由于增温对土壤N有效性的促进作用减弱,增温对细根N浓度的影响不显著甚至降低,细根C/N提高。2)增温使第3次、第4次取样中0~1 mm细根和第4次取样中1~2 mm细根的P浓度显著降低;同时在大部分取样时间中增温提高了细根的N/P。3)随着苗木的生长,细根呈现出C浓度和C/N升高、N浓度和N/P降低的趋势;而P浓度则仅在对照0~1 mm细根表现出上升的趋势。可见,土壤增温引起了细根N富集,细根P浓度降低,N/P升高,因而杉木生长可能受P限制。     

土壤甲烷氧化菌多样性研究方法进展

土壤中最大的甲烷生物汇是甲烷氧化菌的氧化作用,约占全球甲烷汇的10％．甲烷氧化菌在土壤中以多样性的群落形式存在,鉴定其群落多样性对揭示土壤中甲烷氧化的微生物学机制及全球甲烷循环有重要的意义．本研究综述了土壤甲烷氧化菌的定义、分类和氧化甲烷的过程,对比了目前土壤甲烷氧化菌群落结构多样性研究中的主要方法及其应用,包括传统微生物培养方法、不依赖于培养的分子生物学方法和稳定同位素示踪方法等,提出了稳定同位素示踪方法能很好地检测到土壤中活跃的甲烷氧化菌群落多样性变化．     

侵蚀红壤植被恢复后土壤呼吸日动态及日呼吸速率测定方法比较

采用密闭室红外气体分析仪法(IRGA法)观测了中亚热带红壤侵蚀裸地植被恢复后不同季节土壤呼吸速率的日动态变化,并比较了IRGA法与碱吸收法(AA法)测定的土壤呼吸速率.结果表明:侵蚀裸地植被恢复后土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线,与土壤温度的昼夜变化基本一致,最高值一般出现在午后13:00～17:00,最低值出现在凌晨3:00～7:00;植被恢复显著提高了土壤日呼吸速率,但明显降低了土壤呼吸速率日变化幅度;马尾松林对土壤呼吸速率日变化幅度降低程度高于板栗园和百喜草地,且对夏季的降低程度影响最大.而IRGA法和AA法测定的土壤呼吸速率具有显著的幂函数关系,AA法测定的土壤呼吸速率为IRGA法的27.5%～218%,平均为76.2%.当土壤呼吸速率较低时,AA法比IRGA法高估了土壤呼吸速率;反之,AA法则低估了土壤呼吸速率.     

老龄杉木人工林生态系统碳库及分配

对福建省南平市安曹下87年生的杉木人工林碳库及其分配进行研究.采用分层切割法和相对生长方程计算乔木层生物量,样方收获法测定林下植被生物量、枯枝落叶层和粗木质残体现存量,CN元素分析仪测定碳含量,研究结果表明:老龄杉木人工林生态系统碳库为287.89 t·hm-2,其中乔木层碳库占生态系统碳库的68.18%,矿质土壤层碳库占26.39%,而林下植被层、枯枝落叶层和粗木质残体碳库所占比例之和不超过6%.老龄杉木林的干材(干 皮)碳库占乔木层碳库的79.61%.87年生与40年生杉木人工林碳库很接近,前者比后者仅高出7.15%,主要是因为两者占生态系统主体的乔木层碳库和土壤层碳库很接近,前者分别仅高出后者的4.51%和10.39%,前者林下植被层和粗木质残体碳库较大,分别是后者的2.05倍和2.80倍,而枯枝落叶层碳库则低于后者.因此,老龄阶段杉木人工林生态系统碳库增幅不大,但在碳库分配上变化明显.     

黑碳添加对杉木人工林土壤微生物量碳氮的影响

向杉木人工林土壤中分别添加不同用量黑碳,以0％（C0）、1％（C1）和5％（C5）添加量（质量分数）作为不同处理,通过28d室内培养实验,研究了黑碳添加对土壤微生物量碳（ymc）和微生物量氮（MBN）的影响．结果表明,各处理土攘MBC含量变化趋势是前期急剧减少,后期增加,并趋于稳定;黑碳添加在一定程度上缓解了土壤MBN含量的减少,并随着黑碳添加量的增加,土壤MBN含量呈现增加的趋势．整个培养过程中,除第1d外,黑碳添加处理的土壤MBC和MBN含量始终高于对照处理,C5〉C1〉CO．同时,土壤可溶性碳（DOC）和可溶性氮（DON）含量也因黑碳的添加而呈现减少的趋势．     

米槠天然林土壤真菌对N2O产生的贡献

研究表明亚热带地区森林土壤硝化和反硝化能力都非常低,但却是全球N2O最大的自然源之一,因而推测极有可能存在N2O潜在源未被认识,有迹象表明真菌最有可能是这一潜在源的贡献者,但实际研究证据并不多．为此本研究以中亚热带地区典型常绿阔叶林——武夷山自然保护区米槠天然林土壤为对象,利用室内基质诱导呼吸选择抑制方法,研究在水分60％WHC和温度25℃条件下土壤真菌细菌活性比及其对N2O产生的相对贡献．结果显示真菌和细菌的活性比例分别是0．7±0．3和0．3±0．1,前者显著大于后者（P〈0．05）,真菌与细菌的活性比为2．00±1．00;与对照相比,添加放线菌酮（真菌抑制剂）处理N2O产生速率减少了50．8±11．3％,添加链霉素（细菌抑制剂）处理则减少了43．7±11．8％,前者减少是后者的1．15倍,但差异不显著．研究结果表明该米槠天然林土壤在给定实验条件下真菌活性比细菌的大,但二者对土壤N2O产生的贡献几乎相等．基质诱导呼吸选择抑制方法具有较多的限制条件,若得出可靠结论,还应该利用包括生物化学、分子生物学方法在内的多种方法进行相互验证．同时今后应加强真菌产生N2O途径及机理研究．