中亚热带米槠次生林和杉木人工林细根养分含量特征

细根(≤2 mm)在调节森林生态系统的生物地球化学循环中起着较为重要的作用,但目前对不同土层细根化学计量的认识非常有限.本研究在福建省三明陈大国有林场内对米槠次生林和杉木人工林不同土层细根养分含量特征进行了研究.结果显示:(1)杉木人工林0～10 cm、60～80 cm土层0～1 mm细根碳浓度显著高于米槠次生林,10...     

增温对杉木幼树细根分泌物的影响研究初报

正全球变暖愈演愈烈,IPCC(2013)报告指出21世纪末全球平均气温增幅可能超过1.5~2℃[1],许多研究表明,森林生态系统的地上和地下生态过程可能直接或间接地受到温度升高的影响[2]。根系分泌物是植物地下碳输入的重要渠道,每年的碳输入可占光合产物的5%~21%[3],因为大多数根系分泌物可以被微生物直接利用,它是驱动森林生态系统中碳循环的主要有机碳源[4]。根系分泌物主要包     

福建万木林自然保护区米槠和杉木细根分解动态

应用网袋法和砂滤管法对福建省万木林自然保护区米槠、杉木细根及两树种细根混合样品分解进行了为期两年的研究。结果表明：（1）两种方法研究细根分解,米槠细根在自身群落中分解最快,月分解速率分别为0．0052（0～1mm）和0．0080（1～2mm）。此外,米槠细根及其混合样品在米槠林中分解,1～2mm径级分解快于0～1mm径级;而杉木细根及其混合样品在杉木林中分解,规律相反。林地土壤环境条件、各径级细根自身的质量特性是影响细根分解的主要因子。（2）两种方法所得结果均能应用Olso负指数方程进行较好的拟合,拟合的各项指标相近。在亚热带森林生态系统中,运用砂滤管法研究细根分解具有可行性。此外,砂滤管法研究细根分解过程中养分的释放规律,具有一定的应用前景。     

中亚热带米槠天然林粗木质残体储量特征

粗木质残体(coarse woody debris,CWD)是森林生态系统的重要组成部分,在森林生态系统的结构性和功能性方面有着重要的作用.以福建三明米槠(Castanopsis carlesii)天然林为研究对象,采用样方法调查了样地内粗木质残体的分解等级和径级分布,研究米槠天然林粗木质残体的储量特征.结果表明:(1...     

氮沉降对中亚热带米槠天然林土壤有效磷的影响

磷是植物生命活动的必需元素之一,是维持森林生产力的关键养分,但日益增加的氮沉降对土壤磷有效性有何影响?目前尚存争议。选择中亚热带米槠天然林为研究对象,设置对照(CT)、低氮(LN)和高氮(HN)3个处理,观测了连续施氮5.5a后土壤全磷(TP)、土壤有效磷(AP)、微生物量磷(MBP)、微生物量碳(MBC)以及土壤理化性质的变化。结果表明:与对照相比,施氮显著降低了0～10 cm土层有效磷和MBP的含量,且有效磷占全磷比例显著下降,但不同处理下土壤TP无显著差异。施氮处理显著提高了硝态氮(NO_3~--N)和可溶性有机氮(DON)的含量,但土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量无显著变化。相关分析表明,0～10 cm土层土壤有效磷含量与MBP显著正相关(P0.05),与NO_3~--N含量极显著负相关(P0.01),说明施氮后有效氮和土壤微生物量磷是有效磷变化的重要因素。研究表明:氮沉降主要改变硝态氮、有效磷等有效养分,而对土壤全氮和全磷含量无明显改变,且MBP可能是调节土壤磷有效性的关键因子。     

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.     

杉木人工林细根寿命研究

林木细根（≤2mm）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（3q月）,以直径0～1mm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236d．直径0～1mm的细根累积存活率小于1～2mm的细根．土壤下层（20～40cm）的生存曲线在细根累积存活率达到50％以后始终高于上层（0～20cm）,上下层中值寿命分别为236d和243d,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86d和270d．     

福建万木林自然保护区米槠和杉木凋落叶混合分解研究

应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠(Castanopsis carlesii)凋落叶、杉木(Cunninghamia lanceolata)凋落叶及其混合样品分解进行了为期2年的研究.结果表明:Olson指数衰减模型能够较好地模拟不同凋落叶的分解过程.杉木凋落叶的分解速率快于米槠凋落叶(前者的年分解常数为0.499 2,后者的为0.438 0),凋落叶自身的质量特性及林地土壤环境条件是影响凋落叶分解的主要因子.杉木和米槠凋落叶混合物在杉木林内的分解表现为促进作用(年分解常数为0.560 4),而在米槠林内则表现为抑制作用(年分解常数为0.410 4),表明群落性质的差异对凋落叶混合分解有明显的影响.     

福建万木林自然保护区米槠和杉木凋落叶混合分解研究

应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠（Castanopsis carlesii）凋落叶、杉木（Cunninghamia lanceolata）凋落叶及其混合样品分解进行了为期2年的研究．结果表明：Olson指数衰减模型能够较好地模拟不同凋落叶的分解过程．杉木凋落叶的分解速率快于米槠凋落叶（前者的年分解常数为0．4992,后者的为0．4380）,凋落叶自身的质量特性及林地土壤环境条件是影响凋落叶分解的主要因子．杉木和米槠凋落叶混合物在杉木林内的分解表现为促进作用（年分解常数为0．5604）,而在米槠林内则表现为抑制作用（年分解常数为0．4104）,表明群落性质的差异对凋落叶混合分解有明显的影响．     

杉木和米槠凋落叶DOM对土壤CO_2排放的影响

在全球气候变化的大背景下,森林碳输入数量和质量的潜在变化将影响森林土壤CO_2排放。目前室内研究有关外源有机物输入对森林土壤CO_2排放的影响多集中于凋落物和死细根的添加,对为土壤微生物生长和代谢过程提供重要养分和能量来源的可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)则较少人涉及。本研究比较单次添加不同浸提比例(样品:去离子水=1∶10和1∶5)(即不同浓度)的叶片DOM到土壤中,采用恒温培养(25℃),测定不同培养时期土壤CO_2排放速率及土壤微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量和土壤呼吸熵(q CO_2)差异。研究结果表明:米槠凋落叶DOM比杉木凋落叶DOM含有更多大分子量的、腐殖化程度较高的难分解化合物;添加浸提比例为1∶5的2种树种凋落叶DOM到土壤中,土壤MBC含量表现为随培养时间延长而降低,且添加杉木凋落叶DOM的土壤MBC含量高于添加米槠凋落叶DOM土壤的MBC含量;土壤q CO_2值表现为添加米槠凋落叶DOM杉木凋落叶DOM,在培养第10天、第31天和第80天,添加1∶5浸提米槠凋落叶DOM的土壤q CO_2值分别为添加相同浸提比例杉木凋落叶DOM的1.71,1.29和1.14倍。添加1∶10浸提米槠凋落叶DOM后土壤q CO_2值在培养前30天呈下降趋势,从培养31天开始呈现上升趋势。添加不同树种凋落叶DOM后,土壤CO_2排放速率均呈现前期快速增加而后逐渐下降,最终趋于平缓的趋势。培养第1天时,添加浸提比例为1∶5的米槠凋落叶DOM和杉木凋落叶DOM后土壤CO_2排放速率分别比对照(去离子水)处理高71.9%和30.7%,添加浸提比例为1∶10的米槠凋落叶DOM和杉木凋落叶DOM土壤CO_2排放速率则是对照的1.47倍和1.34倍。不同性质、不同浓度DOM显著影响土壤CO_2排放速率和土壤微生物学性质,这些发现对深入理解森林土壤碳吸存机理具有重要的科学价值,对于完善森林碳循环模型和预测未来气候变化对森林碳吸存的影响等有重要的作用。     

持续性主动增温对中亚热带森林土壤呼吸影响研究初报

本研究使用自主研发的PID主动增温控制系统和自动化土壤呼吸长期室来探讨持续性主动增温对中亚热带森林土壤总呼吸速率的影响．初步实验结果表明：1）增温样地平均增温幅度是4．93℃,与预设的5℃增温相差0．07℃,完全到达预期的效果．对照样地的温度变化越缓慢,实际增温幅度越接近预设值．2）增温对土壤总呼吸速率的影响具有“光敏性”,即增温提高了夜间的总呼吸速率,但有光照情况下土壤的总呼吸速率呈下降趋势．3）增温后土壤呼吸最大值出现的时间从18时提前到15时,随着增温时间的增加,每日土壤总呼吸速率的上升曲线越来越陡．4）随着增温时间的增加,夜间土壤总呼吸速率与土温的拟合曲线越来越接近指数关系,酽从增温前的0．60增加到0．93．5）增温后土壤总呼吸速率更不容易受到降水的阻滞,恢复速度更快．产生这些现象的可能原因在讨论部分已加以分析．     

不同雨强对杉木和米槠林地表径流和可溶性有机碳的影响

采用径流小区法,对中亚热带地区的杉木人工林和米槠次生林在不同雨强下径流量和可溶性有机碳（DOC）流失浓度进行比较研究。结果表明：在小雨、中雨、大雨和暴雨4场降雨过程中,米槠次生林和杉木人工林的地表径流量和DOC流失浓度变化趋势一致,即降雨强度增加,地表径流量也随之增加。DOC浓度均呈现了随着雨强的增加而逐渐降低的趋势。说明降雨强度对径流量和DOC浓度均产生了较为明显的影响;米槠次生林和杉木人工林的地表径流量之间差异不显著,米槠次生林和杉木人工林的DOC流失浓度除大雨外均达到显著性水平差异（P〈0.05）,说明植被类型对地表径流量影响较小,对DOC浓度具有较明显的影响。     

米槠天然林转变成杉木人工林后土壤可溶性有机碳的变化

对中亚热带米槠天然林及其采伐迹地形成的36年生杉木人工林0～20cm层土壤可溶性有机碳（DOC,dissolved organic carbon）含量进行研究,分析米槠天然林改造成杉木人工林后土壤DOC平均含量及其季节的变化情况．结果表明：米槠天然林0—20cm层土壤DOC平均含量为60．79mg·kg^-1,比杉木人工林（41．24mg·kg^-1）高47．41％;2个林分0～10cm、10～20cm层土壤DOC平均含量差异明显（P〈0．05）,且都是0—10cm层大于10～20cm层;米槠天然林和杉木人工林土壤DOC含量在季节变化中都表现为秋季最大、冬季最小,但是两者的季节变化模式不完全一致;米槠天然林和杉木人工林土壤DOC的差异和人为干扰因素有关．     

杉木人工林及林下植被细根生物量和形态分布特征

采用土钻法对福建三明杉木人工林样地进行根系采样,主要分析了0～80om土层杉木及林下植被≤1mm和1～2mm细根的生物量及形态特征,结果表明：0—80cm土层内杉木和林下植被≤1mm细根生物量分别为191．1g／m^2、32．83g／m^2,1—2mm细根分别为207．5/m^2、10．86g／m^2;≤1mm细根根长分别为5059．67m／m2、1076．27m／m2,1～2mm细根根长分别为962．87m／m^2、52．23m／m^2;≤1mm细根表面积分别为24．62m^2／m^2、3．41m^2／m^2,1—2mm细根表面积分别为3．39m^2／m^2、0．15m^2／m^2．林下植被≤1mm细根的生物量、根长及表面积占其总细根生物量、总根长和总表面积的比例均远高于杉木的．杉木人工林中,杉木≤1mm细根的比根长大于林下植被,而组织密度则小于林下植被;杉木1～2mm细根的比根长略小于林下植被,组织密度也小于林下植被．杉木和林下植被各个径级细根生物量的垂直分布格局基本一致,大致表现为随土层增加呈减少的趋势;根长和表面积垂直分布规律并不明显,但均表现出表层土壤大于底层土壤．各个土层杉木细根的生物量、根长和表面积所占比例明显大于林下植被．0—10cm土层中≤1mm细根林下植被生物量、根长、表面积所占总的生物量、根长、表面积的比例大于杉木．     

杉木人工林细根分解和养分释放及化学组成变化

在福建建瓯万木林自然保护区杉木人工林里采用网袋法进行杉木细根（按直径大小分成0～1mm、1～2mm、2～4mm3个级别）分解研究．在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段：细根在前期分解速度较快,3个径级干重年（360天）损失率分别达54．8％、41．2％和38．2％;后期分解速率显著下降．3个径级细根分解过程中,皆呈现N浓度上升、P浓度变化平缓、K浓度下降趋势．细根化学组成分析显示：0～1mm、1～2mm径级可萃取物浓度呈下降趋势,酸溶性物质浓度变化平缓,酸不溶性物质浓度呈上升趋势;2～4mm径级可萃取物、酸溶性物质浓度呈下降趋势,酸不溶性物质浓度呈上升趋势．相关分析表明：不同径级细根分解速率与其底物中初始的P、K、可萃取物浓度呈极显著正相关,而与C／P比、酸不溶性物质／N、酸不溶性物质／P显著负相关．     

杉木人工林细根分解和养分释放及化学组成变化

在福建建瓯万木林自然保护区杉木人工林里采用网袋法进行杉木细根(按直径大小分成0～1 mm、1～2 mm、2～4 mm 3个级别)分解研究.在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段:细根在前期分解速度较快,3个径级干重年(360天)损失率分别达54.8%、41.2%和38.2％;后期分解速率显著下降.3个径级细根分解过程中,皆呈现N浓度上升、P浓度变化平缓、K浓度下降趋势.细根化学组成分析显示:0～1 mm、1～2 mm径级可萃取物浓度呈下降趋势,酸溶性物质浓度变化平缓,酸不溶性物质浓度呈上升趋势;2～4 mm径级可萃取物、酸溶性物质浓度呈下降趋势,酸不溶性物质浓度呈上升趋势.相关分析表明:不同径级细根分解速率与其底物中初始的P、K、可萃取物浓度呈极显著正相关,而与C/P比、酸不溶性物质/N、酸不溶性物质/P显著负相关.     

中龄和老龄杉木人工林细根序级形态和呼吸特征

以福建省南平市王台镇溪后村安曹下19年生和91年生杉木人工林为研究对象,对其1~5级细根的形态及呼吸特征进行了比较研究。结果表明:2个林分细根直径、根长、组织密度随序级升高逐渐增大,比根长及比根呼吸随序级升高则减小;2个林分细根仅在4级根之间和5级根之间的直径以及5级根之间的比根呼吸具有显著差异(P0.05)。方差分析表明林龄仅对细根直径有极显著影响(P0.01),对根长、比根长、组织密度及比根呼吸的影响均不显著;林龄和序级的交互作用对细根直径,比根长及比根呼吸有显著影响(P0.05,P0.01),对根长和组织密度的影响不显著;序级对两个林分细根直径、根长、比根长、组织密度及比根呼吸的影响均达到极显著水平(P0.01)。回归分析表明2个林分细根直径、根长、比根长、组织密度及比根呼吸与序级之间具有三次函数,指数函数,或者幂函数关系。     

杉木幼苗细根呼吸对土壤增温的驯化

细根呼吸对土壤增温的响应可以影响气候变暖与土壤CO_2排放之间的正反馈强度。为探究杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗细根呼吸对土壤增温的驯化情况,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,设置对照(CT)和增温(W,+4℃)两种处理,每种处理6个重复。并在春季(4月)、夏季(8月)和秋季(10月)测定了细根比根呼吸速率(参比温度为20℃)、氮浓度和非结构性碳浓度。结果表明:比根呼吸对土壤增温产生部分驯化:在参比温度下,春季和秋季土壤增温提高了比根呼吸速率,而夏季增温处理的比根呼吸速率低于对照。细根氮浓度和非结构性碳浓度则没有受到土壤增温的显著影响。这表明土壤增温并未通过影响底物浓度和细根氮含量而影响细根呼吸。     

中亚热带植物排放甲烷研究初报

甲烷(CH4)是大气中第二大温室气体,近年有研究发现在有氧条件下陆生植物也能排放CH4.本研究对中亚热带51种树木离体叶片在有氧环境下进行室内培养,发现21种植物能排放CH4,CH4排放速率范围为0.11～1.37 ngCH4·g-1DW·h-1,平均排放速率为0.59ngCH4·g-1DW·h-1.植物是否排放CH4...     

中亚热带植物排放甲烷研究初报

甲烷(CH4)是大气中第二大温室气体,近年有研究发现在有氧条件下陆生植物也能排放CH4.本研究对中亚热带51种树木离体叶片在有氧环境下进行室内培养,发现21种植物能排放CH4,CH4排放速率范围为0.11～1.37 ngCH4.g-1 DW.h-1,平均排放速率为0.59ngCH4.g-1DW.h-1.植物是否排放CH4及其排放速率与观测条件密切相关.观测的51种植物中包括40种乔木树种和11种灌木树种,分别有15种和6种植物可排放CH4,CH4平均排放速率分别为0.69 CH4.g-1DW.h-1和0.30 ngCH4.g-1DW.h-1,且乔木和灌木之间存在极显著差异(P<0.05).