中亚热带天然常绿阔叶林下不同母质的土壤质量性状

通过对发育于江西省中亚热带典型红壤地区泥质岩和花岗岩上天然常绿阔叶林下的土壤质量性状的研究,结果表明,天然常绿阔叶林植被下表层350kg/m^2土壤的土层深厚、容重小,有机质、全N和CEC水平高,但是土壤速率养分水平低。进一步比较发现,生态系统进化到常绿阔叶林这种生态系统的顶极状态,这两种母质类型上土壤表层350kg/m^2土层的总厚度、平均容重、总有机质含量、总N量和土壤pH具有趋同性;而母质性状的差异却使该土层中凋落物层干物质量及其P、K含量、矿质土层的容重与厚度、土壤BS和速效N、P、K含量表现出极显著的差异。     

灾害干扰受损森林土壤的碳、氮、磷初期恢复特征与变异性

2010年6月福建省南平市特大洪水诱发大面积滑坡,造成区域内森林严重受损。本文选取特大洪灾中受损的次生阔叶林和杉木林为研究对象,测定不同样地(受损区、未受损区、受损恢复区)表层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,分析受损森林恢复初期SOC、TN、TP的恢复率以及变异性特征。研究结果表明:(1)灾害造成次生阔叶林与杉木林严重受损,各样地SOC、TN、TP含量整体上随着植被盖度的降低而下降,呈现"未受损区受损恢复区受损区"的变化趋势,受损森林经过7年自然恢复尚未恢复至受灾前水平;(2)次生阔叶林仅TP含量表现为受损恢复区显著高于受损区,而杉木林受损恢复区SOC、TP含量均显著高于受损区,且其养分恢复率高于次生阔叶林,说明杉木林前期施肥工作对土壤养分的自然恢复具有积极的促进作用;(3)受损森林C∶P主要受到SOC的影响,C∶N、N:P值主要受到TN的影响。仅C∶P在杉木林表现为受损恢复区显著高于受损区;(4)受损森林土壤养分变异性表现为TNSOCTP,恢复率则相反,说明灾害对受损森林TN的影响最大。上述研究表明灾害严重破坏土壤养分,土壤养分自然恢复进程较慢且效果较差,后期应对受损森林尤其是次生阔叶林进行适当的人工干预以促进其恢复。该研究结果可为该区受损森林的演替过程与机制预测、土壤侵蚀控制和恢复措施优化等提供科学依据。     

秦岭山区沟渠植物和土壤CNP生态化学计量特征

探究山区城市沟渠湿地环境中植物与土壤中CNP生态化学计量特征,对于揭示植物对营养元素的吸收、净化以及植物对环境的适应与反馈能力,指导沟渠植被恢复重建和山区城市规划具有十分重要的意义。在秦岭山区的商洛市三条沟渠中测定了植物多样性及主要植物根、叶、土壤的C、N、P含量。结果显示:秦岭山区城市沟渠土壤C与全国平均水平相当,N含量高于而P元素含量远低于全国的平均水平,表现出沟渠土壤养分元素含量的不平衡。自然植被叶片C、N、P的平均含量分别为384.13(±19.35)、24.65(±7.64)和1.62(±0.53)mg/g,叶的元素含量显著高于根和土壤;C∶N、C∶P及N∶P分别为17.06(±7.20)、256.49(±78.59)、16.05(±5.85)。C∶N和C∶P之比低于全国平均水平,说明该地区城市沟渠自然植被固C效率低,沟渠植物的生长受到P限制。土壤与植物的N含量存在显著的正相关关系(P0.05),而C、P、C∶N、C∶P、N∶P间的相关性并不显著(P0.05),表明土壤的N含量影响植物体中的含量,同时土壤含量也受到植物凋落物的影响。植物对元素的吸收利用显著影响着土壤-植被间元素的相互作用和再分配模式。     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响北大核心CSCD

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0mg C·g^(-1)干土至12.7mg C·g^(-1)干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO2释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

内蒙古赤峰市油松人工林植物和土壤C、N、P生态化学计量特征

基于野外实测数据和文献资料数据,对内蒙古赤峰市喀喇沁旗西南部的旺业甸实验林场进行了不同林龄油松人工林各组分的C、N、P生态化学计量特征分析,为油松人工林的可持续经营和固碳潜力的提升提供科学依据。结果表明:油松人工林叶C、N、P含量分别为511. 41 mg/g,10. 24 mg/g,1. 23 mg/g,总体表现出在幼龄林时C、N含量低,P含量高;随着林龄的增大P含量降低,C、N含量增高。在幼龄林时叶C∶N最大为61. 38,叶C∶P和N∶P最小分别为385. 78和6. 28;随着林龄增大C∶N先减小后增大,C∶P和N∶P先增大后减小,而所有N∶P均小于14,判断该地区油松人工林生长主要受N的限制。土壤C、N、P含量均随土层深度增加逐渐降低,土壤C、N、P的平均含量分别为4. 92 mg/g,0. 47 mg/g,0. 27 mg/g。土壤表层C含量在幼龄林时最小,随着林龄的增加逐渐增高并在近熟林时达到最大值,N、P含量在幼龄林时最大;随着林龄的增加逐渐减小。土壤C、N、P的供应量对叶C、N、P含量存在一定影响,土壤C、N、P含量在不同土层间的相关性较强。     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0 mg C·g^-1干土至12.7 mg C·g^-1干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO₂释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

哀牢山山顶苔藓矮林林冠腐殖土的养分含量和微生物生物量特征

山顶苔藓矮林是中国西南地区热带、亚热带高山顶部一类重要而特殊的湿性常绿阔叶林,附生植物非常发达,其中以分解、半分解枯死残留物为主的林冠腐殖土是山地森林生态系统一个重要的养分库。以云南哀牢山山顶苔藓矮林为对象,对其林冠腐殖土及林下0～10 cm,10～20 cm和20～40 cm地表不同深度土壤的营养元素含量、微生物生物量及呼吸速率等进行了分析和测定。结果表明,该山顶苔藓矮林中林冠腐殖土中有机C、全N、全Ca、全P和全Na的含量,水解N、NH4+-N与NO3—N以及速效K、速效P的含量明显地高于林下地表各层土壤;在土壤微生物生物量C、N和呼吸速率方面,雨季大于旱季,林冠腐殖土明显高于林下地表冠层土壤,而且随着林地土层深度的增加,其养分含量和生化活性出现出显著下降的趋势。林冠腐殖土较高的养分含量和生化活性在林冠繁茂的附生植物生长发育和维持林冠附生植物多样性格局方面具有重要的生态功能。     

森林凋落物-土壤动物-土壤系统中营养元素含量关系及分异

根据对吉林省左家自然保护区同一坡面上不同地形部位的凋落物、土壤动物及土壤中N、P、K、Ca、Mg、Fe 6种营养元素含量实测数据,研究了凋落物、土壤动物体内和土壤中的营养元素差异以及坡面上营养元素的纵向分异。结果表明,在较缓的丘陵坡面上,6种营养元素的纵向分异并不十分显著。土壤动物体内N、P、Ca含量明显高于凋落物和土壤,土壤中K、Mg、Fe元素含量则高于土壤动物和凋落物。坡面中部凋落物、土壤动物及土壤中N元素含量高于坡面两端,土壤中的P、K元素含量在坡体上部出现最大值,Mg、P元素纵向分布呈线性分布规律,Ca元素分布波动幅度较大,且呈非线性规律。凋落物、土壤动物和土壤中元素含量线性关系较强。凋落物和土壤动物体内元素的变异对土壤中元素含量变化的贡献率较大。     

科尔沁沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化

为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查,并测定植被—土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明：（1） 随着沙地退化植被的恢复,地上植物、凋落物和根系的C、N含量及C/N比波动变化,土壤（0～10 cm）C和N含量及C/N比显著增加（P <0.05）。（2）沙地4种生境上的地上植物、凋落物、根系、土壤的C、N含量及C/N比年际间变化显著（P <0.05）。（3） 沙地退化植被恢复过程中地上植物、凋落物、土壤的C/N比与物种丰富度呈正线性关系（P <0.01）。沙地退化植被恢复过程中优势植物演替导致植被—土壤系统中C、N化学计量特征的变化,植被恢复过程中植物的氮素利用效率也在逐渐增强,而封育时间的增加能够促进沙地土壤中N的积累。     

苏北低山丘陵区森林次生演替过程中土壤养分的空间变异

为了探明苏北低山丘陵区森林次生演替过程中土壤养分状况以及空间变化规律,对该地区森林土壤养分特征以及空间变化进行系统研究。结果表明,该区森林演替过程中土壤养分在演替方向上表现出较强的规律,土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾随着植被从低级向高级演进逐渐积累,同时,土壤养分的空间变化趋势是与植物群落的演替进程相适应的,随着大量凋落物在表层聚集,土壤有机质积累,全氮、碱解氮、有效钾也有所提高,土壤肥力呈明显上升趋势。     

荒漠生态系统C、N、P生态化学计量研究进展

生态化学计量学是通过研究生物有机体主要元素含量及其比值的变化关系,揭示生态系统各组分间元素循环规律的一门学科,生态化学计量也是荒漠生态系统研究的重要内容。因此,综合掌握水分和养分限制环境下C、N、P生态化学计量的关系对揭示荒漠生态系统植物的限制性元素、土壤营养的供给能力、养分的有效性等都具有重要的意义。基于此,回顾和分析了国内外荒漠生态系统C、N、P生态化学计量最新研究和动态,分别从植物、凋落物、土壤、土壤微生物、土壤酶进行较为系统的评述,讨论了植物-土壤-微生物-酶四者的关系,提出了荒漠生态系统C、N、P生态化学计量的未来研究方向,期望为全面理解固沙植被的演变过程、稳定性维持机制及其科学管理提供理论指导。     

哀牢山山地黄棕壤腐殖质的研究

云南哀牢山徐家坝自然保护区内,森林经不同程度的破坏后形成的各种次生植被下,土壤有机质含量均有所降低,但H/F值则随森林→灌丛→草地有较大幅度的增加。腐殖质聚合物分子结构中的芳构化度、分子量和芳香环的缩合度由木果石栎林、滇山杨林、毛蕨菜灌草丛到沼泽草地逐渐增大,而腐殖酸分子结构上所带的亲水基侧键则按上述顺序由多到少。     

川西亚高山生态系统三种典型植物凋落物分解动态特征

植物凋落物是高山生态系统重要的养分存储库,凋落物的分解在高山生态系统生物地球化学循环中具有重要作用。本研究采用凋落物分解袋法,分析了贡嘎山亚高山暗针叶林和高山灌丛中赤茎藓(Pleurozium schreberi)、峨眉冷杉(Abies fabri)和杜鹃(Rhododendron williamsianum)三种植物凋落物的分解速率和养分释放动态及差异。结果表明:1)经三年分解后,无论是暗针叶林还是高山灌丛,杜鹃凋落物分解率均最高;峨眉冷杉凋落物分解率在暗针叶林略高于赤茎藓凋落物,但在高山灌丛和赤茎藓无显著差异;2)三种植物凋落物的分解动态均能用Olson经典指数模型拟合;3)分解三年后,三种凋落物碳(C)含量下降了5.66%~14.58%;氮(N)含量增加了6.46%~42.10%;峨眉冷杉和杜鹃凋落物磷(P)含量增高,赤茎藓凋落物中P含量降低。     

不同类型人工林土壤肥力变化的研究

湿地松纯林、湿地松木荷混交林、木荷阔叶林下土壤中的有机质、速效氮、全氮、速效磷、全磷、速效钾和腐殖质酸（胡敏酸、富里酸）变化进行了研究。结果表明：９年生的湿地松纯林、由于凋落物较少，且分解能力较慢，土壤肥力呈下降趋势。而湿地松林荷混交林和木荷阔叶林为的凋落物分解能力较好，能有效地改善林地土壤肥力状况。     

古尔班通古特沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征及其影响因素

对古尔班通古特沙漠3种典型灌木群落77个样地的0～10 cm层土壤及环境因子进行调查取样,分析了土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）及全钾（K）的化学计量特征及其影响因素。结果表明：土壤C、N、P、K含量均值分别为1.057、0.133、0.319、14.11 g·kg^-1,C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K值分别为8.124、3.486、0.099、0.434、0.013、0.034。本研究土壤C、N、P养分元素含量及其化学计量比均远低于全球及全国平均水平。C∶N和P含量具有较高的稳定性（CV=19.26%和22.46%）,而K、C∶K、N∶K和P∶K变异性较强（CV=52.17%～80.30%）。土壤化学计量特征在不同群落类型间、不同结皮类型间均有一定差异。C-N、C-K、P-K之间以及土壤养分与其化学计量比之间具有显著的非线性耦合关系,可用二次函数、幂函数或指数函数等非线性函数表征。相关性分析和CCA排序分析表明,除C∶N不受所调查环境因子影响外,土壤化学计量特征主要受经度、纬度、年降水量、生物结皮发育等级、电导率及海拔的影响。     

荒漠-绿洲区土壤性质过渡特征

荒漠-绿洲区是干旱区地表景观格局变化最频繁的地区,深入研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤环境的差异对揭示干旱区生态系统过程至关重要。本研究通过采集石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲土壤样品,综合运用多种分析方法,研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤理化属性的差异及其相互作用关系。结果表明：从荒漠、过渡带到绿洲景观,土壤质地和持水性能在不断好转,酸碱度和盐分状况变化不大,养分状况则表现为荒漠和过渡带具有近乎相同的有机碳和全氮含量,绿洲具有显著增加的有机碳、全氮和全磷含量。在不同深度上,荒漠景观土壤理化属性几乎没有变化;过渡带土壤质地由表层至深层不断改善,含水量逐层增大,全磷含量缓慢增加,C∶N和C∶P的值波动减小;绿洲景观土壤含水量由表层至深层显著增加,养分含量显著降低,C∶N和C∶P的值显著减小。总体而言,荒漠景观土壤理化属性的分异程度最小,绿洲景观分异程度最大,过渡带景观在土壤质地和含水量方面的分异程度较大,在土壤养分方面的分异程度较小。此外,过渡带景观土壤理化属性的自相关程度最高,且土壤质地是引起其他土壤理化属性分异的主要原因。     

6～9年生杉木幼林凋落物及其养分特征

根据定位观测的数据,探讨了2代杉木人工林幼林造林后6~9年凋落物数量及其养分特征,结果表明,在4 a中,杉木幼林向林地输入凋落物共为1 408.67 kg.hm-2,年均凋落量352.17 kg.hm-2,6~9年的各年凋落量占总凋落量的比例为:19.84%、21.93%、28.51%、30.99%;在年凋落量中枝叶占多数,6~9年枝叶凋落总量分别为:233.43 kg.hm-2、264.80 kg.hm-2、334.09 kg.hm-2、354.11 kg.hm-2,年总凋落量、年枝叶凋落量均随着年份的增加而增加.在2002年、2003年和2004年夏季和秋季杉木幼林内凋落物的总量较多,冬季和春季较少,而2005年春季凋落总量最多,冬季最少.在凋落物各组分养分归还量中,杉木叶和其他叶N、P、K和C归还量较多,且年变化较大,杉木枝、其他枝、虫粪和碎屑N、P、K和C归还量较少,年变化亦较小.     

福建万木林101种常见木本植物叶片N、P化学计量学特征

通过对福建万木林自然保护区常绿阔叶林群落101种乔木、灌木叶的N、P化学计量学特征分析,结果显示:同一群落内种间的叶N、P含量和N/P存在极大变异,叶N含量变化范围为10.76～34.14 mg·g-1,几何平均值为17.33 mg·g-1;叶P含量变化范围为0.28～2.93mg·g-1,几何平均值为0.94 mg·g-1;N/P变化范围为6.47～34.90,几何平均值为18.49.群落叶N/P平均水平均高于全球、全国和中国东部南北样带的平均水平,说明本区的常绿阔叶林更易受P限制.在不同生长型中,只有落叶木本与常绿木本、落叶乔木和常绿乔木的叶片N、P含量存在显著差异(P＜0.001;P＜0.05),而不同生长型叶片N/P无显著差异.不同科之间,只有大戟科叶的N含量与其他科之间存在差异(P＜0.05),其余科之间的N、P含量和N/P均不存在显著性差异.     

蒋家沟干热河谷区灌草层植被与土壤的养分分布及生态化学计量特征

蒋家沟干热河谷区泥石流与滑坡灾害频发、植被枯败稀疏、土壤结构紊乱、生态环境脆弱,是金沙江上游生态严重退化的典型流域。植被和土壤在退化生态系统修复和治理中扮演着至关重要的角色。对该流域植被与土壤的研究,多侧重从单一物种或土壤酶活性等角度分析植被与土壤的养分耦合关系,缺少对灌草层植物体养分含量与土壤养分含量的耦合机制研究,即植被-土壤耦合机制机理尚不明确。本文选取蒋家沟干热河谷区典型灌草层植被,研究碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素在植被地上、根系和土壤的养分分布和生态化学计量特征及其相关性。结果显示：(1)与全国陆地植物平均水平相比,干热河谷区灌草层植被地上和根系表现出低C,高N、P、K的特点;土壤表现出低C高P的特点。(2)植被地上部分的C、N、P、K含量均显著高于根系,C、N、P含量均显著高于土壤;土壤K含量(56.05 g/kg)显著高于植被地上(18.43 g/kg)和根系(8.41 g/kg);除P∶K外(地上0.10>根系0.09>土壤0.01),其余5种化学计量比均表现为根系>地上>土壤。(3)灌草层植被地上、根系N、P、K含量及生态化学计量...     

福建万木林101种常见木本植物叶片N、P化学计量学特征

通过对福建万木林自然保护区常绿阔叶林群落101种乔木、灌木叶的N、P化学计量学特征分析,结果显示:同一群落内种间的叶N、P含量和N/P存在极大变异,叶N含量变化范围为10.76～34.14 mg.g-1,几何平均值为17.33 mg.g-1;叶P含量变化范围为0.28～2.93mg.g-1,几何平均值为0.94 mg.g-1;N/P变化范围为6.47～34.90,几何平均值为18.49.群落叶N/P平均水平均高于全球、全国和中国东部南北样带的平均水平,说明本区的常绿阔叶林更易受P限制.在不同生长型中,只有落叶木本与常绿木本、落叶乔木和常绿乔木的叶片N、P含量存在显著差异(P<0.001;P<0.05),而不同生长型叶片N/P无显著差异.不同科之间,只有大戟科叶的N含量与其他科之间存在差异(P<0.05),其余科之间的N、P含量和N/P均不存在显著性差异.