土壤增温对杉木幼苗细根形态特征的影响

全球变暖已成为不争的事实,IPCC第四次评估报告中预测到本世纪末全球地表平均增温1.1-6.4℃。大量研究表明,温度升高可能直接或间接地影响森林生态系统的地上和地下生态过程,有关全球变暖对地上部分的影响在过去十几年已有许多报道,而到目前为止地下部分,包括根系、土壤等了解还十分有限。特别是在森林生态系统中,细根是植物吸收水分和养分,土壤碳输入以及土壤微生物活性的关键环节,对调控生态系统碳平衡以及对全球变化的响应发挥着重要的作用。     

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。     

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     

模拟土壤增温对杉木幼苗生长影响研究初报

IPCC第4次评估指出,到21世纪末,全球平均气温将升高1.1-6.4℃,气候变暖将对陆地植物的生长产生重要而深远的影响。研究表明,气候变暖对温带森林物候节律具有诱导作用,使植物生长提前、休眠推迟从而增加生态系统碳吸存,同时也会改变草本植物的群落组成,甚至降低种子的萌芽率。与寒带和温带物种不同,热带和亚热带地区物种生长区域温度季节性变化小、气候条件相对稳定。     

女贞和野鸭椿幼苗细根形态和细根呼吸的序级特征

以福建省建瓯市万木林苗圃园1 a生女贞和野鸭椿完整植株为研究对象,通过测定植株全部根系中1~4级根的形态特征和根系呼吸,结果表明:1)随着序级增大,女贞和野鸭椿根径和平均单根重均极显著增大(P0.01),平均根长亦显著增大(P0.05,P0.01),比根长和细根数量则极显著减小(P0.01).其中1级根根径、平均单根重、根长最小,比根长、细根数量最大,4级根则相反.二者低级根(1级根、2级根)的形态特征指标与高级根(3级根、4级根)之间皆有显著差异(P0.05).2)随序级增大,2树种细根N含量与C/N均极显著减小(P0.01),女贞C含量极显著增大(P0.01),但是野鸭椿的差异无统计学意义(P0.05).3)女贞和野鸭椿比根呼吸随序级增大呈极显著减少趋势(P0.01),且二者的形态特征皆影响了它们的比根呼吸.     

土壤增温和氮沉降对杉木幼树细根生物量的影响

全球变化背景下研究增温和养分有效性对细根生物量的影响,对于理解林木养分吸收、生产力和碳吸存具有重要意义。选择杉木为研究对象,通过在福建省三明市陈大镇国有林场内设置土壤增温和氮沉降双因子试验,研究杉木幼树不同月份细根生物量的变化,结果发现:1)土壤增温、氮沉降分别对总细根生物量有显著的抑制和促进作用,土壤增温与氮沉降的交互作用对总细根生物量则无显著影响。2)增温对4月、7月、11月份细根总生物量均有极显著影响,增温对细根总生物量的抑制效应以7月最大;氮沉降对7月和11月细根总生物量有显著影响,7月份的促进作用大于11月份。3)土壤增温对0~1 mm细根生物量的抑制作用大于1~2 mm细根,表明0~1 mm根系对增温的响应更加敏感。4)土壤增温对表层0~10 cm细根生物量的抑制作用大于较深层的细根生物量;而氮沉降只对表层土壤细根生物量有显著促进作用,表明土壤增温和氮沉降均能显著改变细根的垂直分布。结论表明,土壤增温显著抑制细根生物量,而氮沉降显著促进细根生物量,并引起细根生物量在不同径级、不同土层分配格局的变化,从而可能对杉木适应性和生长产生影响。     

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．     

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.     

土壤增温对杉木幼林不同深度土壤溶液DOM的影响

IPCC(2007)预计在21世纪末,全球平均温度将会升高1.1℃至6.4℃[1]。在过去的20年中,全球相继开展了大量的增温控制实验,预测各类生态系统对全球变暖的响应。据已发表的文献统计分析表明,目前野外增温控制实验主要集中于温度受限制的中高纬度地区[2-3],在30°N以南的热带和亚热带地区还几乎没有主动性控制增温实验[4-6],这限制了对全球变暖如何影响亚热带和热带生态系统的认     

土壤增温对杉木幼林不同深度土壤溶液 DOM 的影响

IPCC （2007）预计在21世纪末,全球平均温度将会升高1.1℃至6.4℃［1］。在过去的20年中,全球相继开展了大量的增温控制实验,预测各类生态系统对全球变暖的响应。据已发表的文献统计分析表明,目前野外增温控制实验主要集中于温度受限制的中高纬度地区［2-3］,在30°N以南的热带和亚热带地区还几乎没有主动性控制增温实验［4-6］,这限制了对全球变暖如何影响亚热带和热带生态系统的认识。虽然IPCC （2007）指出全球变暖对高纬度生态系统的影响最大,但由于低纬度地区的热带和亚热带森林已经接近其高温阈值,对全球变暖的响应超出之前的预期,甚至可能比温带和北方森林更容易受全球变暖的影响［5,7-8］。     

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。     

土壤增温对杉木幼林深层土壤CO_2通量的影响(简报)

<正>全球气候变暖已是不可争辩的事实,据IPCC(2007)预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1~6.4℃[1]。由此,在过去的20年中,全球相继开展了大量的增温控制实验,预测各类生态系统对全球变暖的响应。但是目前野外增温控制实验主要集中在温度受限制的中高纬度地区的草原、农田、冻原和森林生态系统[2-3],在30°N以南的热带和亚热带地区野外增温实验很少见[4-6]。由于低纬度地区的     

土壤增温及降雨隔离对杉木幼林林下植被生物量的影响

据IPCC（2007）预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1-6.4℃,气候变暖导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,降雨量、降雨强度和降雨格局改变,高纬度地区降雨增加而亚热带地区降雨将减少。温度和水分是驱动生态系统过程最关键的2个因素,全球变暖及降雨格局的改变将显著影响陆地生态系统的结构与功能。森林生态系统作为陆地生态系统的一个重要组成部分,其林下植被在维持森林生态系统多样性、生态功能稳定性、森林生态系统营养元素的积累和循环、水土涵养、持续生态系统生产力以及森林演替和发展、森林碳汇储量等方面具有独特的功能和作用.     

不同径级杉木根参数与离体根呼吸

以16年生杉木人工林为对象,用根系图像分析软件(Win RHIZO TRON 2005a)和CN元素分析仪(Elementar Vario EL Ⅲ)测定4个径级(0～2 mm、2～5 mm、5～10 mm、10～20 mm)根的形态参数和C、N含量,用土壤呼吸测定系统LI-8100(LI-COR,USA)测定各径级离体根呼吸速率,分析不同径级根参数特点及其与根呼吸的相关性,并对根系离体后呼吸速率变化和测定时间选择进行了探讨.研究结果表明:不同径级之间的根参数存在显著性的差异,根参数之间存在显著的相关性;细根(<2 mm径级)的呼吸速率和>2 mm径级根的平均呼吸速率分别为1.145±0.249 nmolCO2 gDM-1 s-1和0.350±0.040 nmolCO2 gDM-1 s-1,前者显著大于后者;离体根呼吸速率与根N含量呈显著线性正相关,与根C含量、C/N呈显著负相关,与比根长呈极显著正相关.细根离体后呼吸速率应立即测定,而 > 2 mm的根测定时间可以适当延后.     

土壤增温对中亚热带杉木幼林土壤微生物群落结构和有效氮的影响

以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,设置埋设电缆以加热土壤增温(+5℃)的实验,研究了土壤理化性质、土壤有效氮和土壤微生物群落结构等对模拟全球变暖的短期响应。结果表明:1)增温1年后土壤硝态氮含量显著提高1.6倍;p H值、土壤有机碳、总氮和有效磷略有降低,但差异未达显著水平;土壤水分在增温之后明显减少。2)增温导致革兰氏阳性细菌(Gram-positive bacteria,G+)、革兰氏阴性细菌(Gram-positive bacteria,G-)、真菌(Fungi)、放线菌(ACT)和丛枝菌根真菌(AMF)的磷脂脂肪酸(PLFA)生物量均显著减少,G+∶G-在增温之后显著提高,而真菌与细菌比(F∶B)显著降低。3)冗余分析(RDA)显示,温度(T)、土壤含水量(SMC)和硝态氮是决定土壤微生物群落结构变化最重要的环境因子。研究表明,短期增温促进了土壤有机氮矿化,改变了微生物群落结构,细菌中G+相对于G-优势明显。中亚热带杉木人工林土壤有效氮和微生物群落对模拟全球变暖的反应敏感,但长期实验后二者如何变化仍未可知。因此,该区域在未来全球变暖背景下微生物群落和土壤有效养分的响应值得长期而深入的探讨。     

增温和隔离降雨对杉木幼林土壤养分和微生物生物量的影响

在全球气候变化背景下,中国亚热带地区独特的地理位置决定了该地区在气候变暖的同时还会伴随干旱,但对于增温和隔离降雨的研究多集中在中高纬度地区,对亚热带等低纬度地区的研究较少。本研究通过设置对照、增温、隔离降雨和增温+隔离降雨4种处理,探讨增温和隔离降雨对杉木幼林表层土壤养分和微生物生物量的影响。结果表明:增温和隔离降雨均可使土壤养分有效性发生变化,增温使土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮、有效磷浓度有所增加,而隔离降雨主要影响了N有效性,表现为土壤铵态氮浓度显著下降(P0.05)。增温后微生物生物量碳、氮均显著下降(P0.05),增温和隔离降雨的交互作用对微生物生物量磷影响显著。在亚热带地区,氮磷养分有效性有可能是全球气候变化背景下影响土壤微生物生物量的重要因素,未来还需结合野外原位实验做进一步的研究。     

土壤增温对杉木幼林不同深度土壤溶液NO_3~-浓度的影响

<正>全球温度在上个世纪平均增加了大约0.74℃(1906—2005年)。全球气候模式预测这个趋势将延续到本世纪,到2099年,全球气温将增加1.8~4.0℃[1]。全球变暖可能导致陆地生态系统发生深刻的变化,然而至今为止仍然没有详尽评估这些变化对生态系统氮库及其动态造成的影响[2]。氮作为陆地生态系统生产力最具限制性的元素,在生态系统碳循环中发挥重要的作用[3]。由于森林生态系统的外源性氮输入通常很低,其对森林生物量的增长更显重要[4]。在过去的20年间,温带森林进行了很多长     

土壤增温对杉木幼林深层土壤CO2通量的影响（简报）

全球气候变暖已是不可争辩的事实,据IPCC(2007)预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1~6.4℃[1]。由此,在过去的20年中,全球相继开展了大量的增温控制实验,预测各类生态系统对全球变暖的响应。但是目前野外增温控制实验主要集中在温度受限制的中高纬度地区的草原、农田、冻原和森林生态系统[2-3],在30°N以南的热带和亚热带地区野外增温实验很少见[4-6]。由于低纬度地区的     

杉木人工林皆伐火烧后土壤呼吸研究

通过静态碱吸收法对福建三明27年生杉木人工林皆伐火烧后土壤呼吸进行为期1年多的定位研究.研究发现,林地皆伐火烧后土壤呼吸速率季节变化呈单峰曲线,对照地和皆伐地最大值均出现在6月,火烧地最大值出现在4月和5月之间,3块样地最小值均出现在12月.1年中对照地、皆伐地和火烧地土壤呼吸速率(释放CO2)变化范围分别在86.1～367.9 mg m -2 h -1、62.2～211.7 mg m -2 h -1和42.6～150 mg m -2 h -1之间.用指数模型和双因素模型对土壤呼吸进行拟合显示,温度和湿度是对照地的主要影响因子,但温度和湿度不能很好地解释皆伐地和火烧地土壤呼吸速率的变化.双因素模型中,土壤呼吸温度敏感性因子Q10对照地为2.1,皆伐地和火烧地分别为1.3和1.1,小于已报道范围.     

模拟增温和改变降雨频率对干旱半干旱区土壤呼吸的影响

温度和降水是干旱半干旱区土壤呼吸的重要扰动因子,全球气候变化导致的未来干旱半干旱区增温和降水变率增大对土壤呼吸有着重要影响.研究通过人工设置P16×2.5mm、P8×5mm、P4×10mm、P2×20mm、P1×40mm的降雨频率梯度和增温2℃左右的控制试验,探讨不同降雨频率和增温处理对干旱半干旱区土壤呼吸的影响,以及...