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1.
【目的】探讨桂西北喀斯特地区植被不同演替阶段生态化学计量特征,为进一步了解植被演替过程中的养分循环和喀斯特生态系统的稳定性提供参考。【方法】通过野外样地设置、取样及室内试验,采用方差分析和相关性分析等经典统计方法对桂西北喀斯特地区四个演替阶段(草丛、灌丛、次生林和原生林)植物、凋落物和土壤的碳(C)、氮(N)和磷(P)含量、化学计量比及其相关性进行分析。【结果】植物C、N和P含量随植被正向演替呈增长趋势,凋落物的养分含量均低于植物。植物N和P再吸收率表现为原生林灌丛次生林草丛。次生林中0~10 cm土壤以C和N含量最高,但灌丛以P含量最高。养分化学计量比C∶N、C∶P和N∶P在各层次中表现出一定的规律:凋落物植被土壤。在草丛中,植物C∶N、C∶P和凋落物C∶N最高,植物和凋落物的N∶P最低;凋落物C∶P、N∶P和植物N∶P分别出现在原生林和次生林;土壤C∶P、N∶P沿植被正向演替而增加。植物、凋落物和土壤中C、N和P含量及其化学计量比间存在显著相关(P0.05)。【结论】土壤养分对植物养分含量影响不明显,但在植物生长过程中发挥重要作用;植物叶片N∶P受土壤N和P含量的影响;植物生长在演替阶段早期易受土壤养分限制。 相似文献
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西南喀斯特生态系统氮素循环特征及其固碳效应 总被引：1，自引：1，他引：0
评估生态系统氮状况对预测全球变化背景下生态系统的固碳潜力及生态演替的方向与进程均具有重要的意义。近年我们开展了比较系统的研究以回答二个关键科学问题,即氮是否限制喀斯特区植被恢复,以及喀斯特森林氮状况与邻近的非喀斯特森林相比有何差异?基于多尺度演替序列研究,发现退耕后喀斯特土壤总氮快速累积。氮的累积相应促进土壤有机碳快速累积,且有机碳累积的相对速率高于总氮累积的相对速率。恢复初期(草丛阶段)植被受氮限制,而在次生林阶段则表现出明显的氮饱和特征。基于土壤初级氮转化速率和胞外酶活性化学计量特征的证据表明氮饱和是喀斯特森林的独有特征,而邻近的非喀斯特森林普遍受氮限制。我们的研究意味着:1)西南喀斯特山区退耕后的生态恢复仅在早期受氮限制,而中后期则不受氮限制;2)充足的氮供应可保障生态恢复工程的固碳效应;3)喀斯特森林氮循环具有其独特性,在全球变化背景下,其响应与适应性也可能异于其他区域/类型森林。 相似文献
3.
硝化与反硝化是氮素生物地化循环的两个关键过程,同氮素有效性、氮流失及大气与水体质量安全等紧密相关。采用空间代替时间的方法,选择桂西北喀斯特峰丛洼地植被恢复三个典型阶段植被群落为研究对象,以耕作旱地为参照,分析不同植被群落土壤硝化与反硝化潜势,探讨植被恢复对土壤硝化与反硝化潜势的影响及其内在机制。结果表明,不同植被群落土壤硝化和反硝化潜势存在显著差异,硝化潜势均值在18.78~49.08 mg N/(kg.d)之间,具体表现为次生林旱地≈灌丛≈草丛;反硝化潜势均值在4.09~15.43 mg N/(kg.d)之间,具体表现为次生林≈旱地草丛≈灌丛。总体上,土壤硝化潜势要大于反硝化潜势,且均是植被演替后期阶段(次生林)显著高于早初期阶段(草—灌丛),草丛和灌丛之间无显著差异性。土壤硝化和反硝化潜势与有机碳(SOC)、硝态氮含量均呈极显著正相关关系(P0.01),同土壤微生物生物量氮(SMBN)分别呈显著(P0.05)和极显著正相关关系(P0.01)。研究表明,SOC、硝态氮含量、SMBN是影响喀斯特峰丛洼地土壤硝化和反硝化潜势的关键共性因子。 相似文献
4.
中国是全球高氮沉降区之一,氮沉降对陆地生态系统造成了严重影响.我国北方灌丛通常为氮限制生态系统,易受环境变化的影响.为了研究氮沉降增加对灌丛生态系统凋落物养分输入量的影响,对北京东灵山绣线菊灌丛进行了模拟氮沉降试验,设置4个氮处理水平,分别为对照(0N0)、低氮(20N1)、中氮(50N2)、高氮(100N3)kgN/hm2·a.结果表明:模拟氮沉降5年后,4个不同氮沉降水平绣线菊灌丛的年凋落量分别为162.93、205.81、190.96和189.65g/m2·a,表明氮沉降对凋落物量具有促进作用;氮沉降提高了凋落叶和凋落花果的N含量,降低了凋落花果的Ca含量,对凋落物各组分其他元素含量均未产生显著影响;不同氮沉降水平在一定程度上增加了绣线菊灌丛凋落物的养分输入量. 相似文献
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凋落物是森林生态系统碳库重要组成部分,通过对贵州普定喀斯特生态系统5种不同恢复阶段(稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、次生乔木林)植物群落凋落物总量、凋落物组成(叶、枝、花果等)特征、凋落物月动态及碳氮归还量进行了一年的定位观测。结果显示,正向演替的各群落年凋落量分别为726.0、3811.6、5161.0、4378.8和4604.8kg.hm-2；随着群落演替发展,各群落凋落物总量呈现出先升高后缓降。其中凋落叶量占凋落总量的64.2%~74.9%,凋落枝量占总凋落物的11.4%~18.1%,花果等凋落量占9.8%~19.5%,花果等凋落量与群落演替阶段显著正相关。群落演替初期凋落量月动态呈单峰型,而群落演替中后期凋落量月动态呈双峰型；各演替群落的叶凋落物与总凋落物的月动态基本一致。C、N含量总体上表现为花果等凋落物>叶凋落物>枝凋落物。5种演替群落总凋落物C、N的年归还总量与其年凋落总量显著正相关。 相似文献
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贵州中部喀斯特森林退化过程中土壤酶活性的变化 总被引：3，自引：0，他引：3
为给喀斯特环境脆弱生态系统的植被恢复提供理论依据,对贵州中部喀斯特森林退化过程中土壤酶活性的变化及其与土壤养分含量的相关关系进行了研究.结果表明.喀斯特森林从原生林→次生林→灌木林→灌草丛方向的演替过程中,土壤pH由中性偏向微碱性,土壤有机质、碱解氮、有效磷含量明显下降,土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性也明显下降、而土壤蛋白酶和蔗糖酶活性变化不明显;与原生林地相比,灌丛草地的土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、碱性磷酸酶活性分别下降了60%、38%、43%. 相似文献
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栎类天然次生林不同组分及土壤碳氮分布对森林抚育的响应 总被引：1，自引：1，他引：0
《浙江农林大学学报》2017,(2)
森林抚育作为重要的森林经营措施,深刻影响着森林生态系统碳储量及其分布。根据抚育前后中幼龄栎类Quercus天然次生林林分密度,分为轻度(21%),中度(35%),重度(54%)和对照(0%)等4个抚育处理水平,抚育2a后进行测树学调查,研究乔木层各组分、林下植被、凋落物层和土壤碳储量及碳氮分布特征。结果表明:基于16株树干解析资料建立的栎类单株生物量估算模型,可以用来估算栎类各组分生物量;不同抚育强度栎类天然次生林乔木层干、皮、枝、叶和根组分中,叶的碳、氮质量分数最大;乔木层、林下植被和凋落物层碳、氮质量分数均随抚育强度增大而增加,碳氮比(C/N)均随抚育强度增大有减小的趋势;不同抚育强度乔木层各组分生物量和碳储量大小顺序为干枝根叶皮,轻度、中度、重度和对照的乔木层碳储量分别为21.42,32.62,51.24,14.35t·hm~(-2);林下植被、凋落物层生物量和碳储量大小关系为对照轻度中度重度,各层碳储量大小关系均为乔木层凋落物层林下植被层;重度抚育有利于提高土壤表层有机碳、全氮质量分数及碳储量,重度抚育时3个指标值分别达到16.93 g·kg~(-1),3.88 g·kg~(-1)和22.79 t·hm~(-2)。森林抚育有利于栎类天然次生林乔木层、林下植被层生物量和碳储量的提高,不利于凋落物层碳储功能的发挥,而乔木层在栎类天然次生林中碳储量最大,碳汇潜力也最大。 相似文献
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《西南林业大学学报》2017,(3)
为了明晰间伐对杉木人工林生态系统碳储量的短期影响,以南京市溧水区林场19年生的杉木为研究对象,研究了强度间伐、中度间伐、弱度间伐、未间伐(对照)7 a后杉木人工林的生长及生态系统碳储量的变化。结果表明:间伐后,保留木的平均胸径、树高和单株生物量均随着间伐强度的加强而增大,胸径年生长速率为:强度间伐((0.51±0.03)cm/a)中度间伐((0.41±0.04)cm/a)弱度间伐((0.34±0.05)cm/a)未间伐((0.31±0.02)cm/a);树高年生长速率为:强度间伐((0.46±0.02)m/a)中度间伐((0.45±0.03)m/a)弱度间伐((0.31±0.05)m/a)未间伐((0.29±0.05)m/a);单株生物量年生长速率为:强度间伐((5.07±0.24)kg/a)中度间伐((3.95±0.77)kg/a)弱度间伐((2.80±0.18)kg/a)未间伐((2.29±0.59)kg/a。不同间伐强度下林分总碳储量为:弱度间伐((174.94±35.01)t/hm~2)未间伐((154.47±24.88)t/hm~2)中度间伐((153.74±15.26)t/hm~2)强度间伐((133.93±24.73)t/hm~2)。其中弱度间伐后,林分的灌木层、草本层和凋落物层以及土壤层的碳储量均增加,使得林分总碳储量显著增加了13.25%,中度间伐和强度间伐对林分总碳储量的影响并不明显。 相似文献
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杉木人工林凋落物分解对氮沉降增加的响应 总被引：7，自引：2，他引：5
通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落叶分解对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理:N0（0 kg/(hm2·a),对照）、N1（60 kg/(hm2·a)）、N2（120 kg/(hm2·a)）、N3（240 kg/(hm2·a)）,每种处理重复3次。经660 d分解后,N0、N1、N2、N3处理凋落物残留率分别为24.58%、21.99%、15.46%和25.17%,分解系数分别为0.776 4、0.807 6、1.018 8和0.760 8,95%的凋落物分解所需时间分别为3.99、3.95、3.06和4.11年,表明N1、N2 促进了凋落物的分解,而N3则表现出一定的抑制作用。模拟氮沉降在一定程度增加了凋落叶中的氮含量,从而降低了碳氮比。除N3处理外,凋落物分解系数与凋落物中的氮含量呈显著的正线性关系,而与碳氮比呈负相关。 相似文献
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模拟氮沉降对油松林单一及混合叶凋落物分解的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林单一和混合叶凋落物分解对外源氮添加的响应过程与机制。氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2a),N0),低氮(50 kg/(hm2a),N1),中氮(100 kg/(hm2a),N2)和高氮(150 kg/(hm2a),N3)。利用凋落袋法对天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶以及人工林油松针叶进行原位分解试验。研究结果表明,自然状态下天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶、人工林油松针叶分解95%所需时间分别为7.58、4.89、6.92、8.03 年。氮沉降显著促进了人工林油松针叶的分解,抑制天然林辽东栎阔叶的分解;分解前期,N沉降促进天然林油松针叶、油松--辽东栎混合叶分解,并在分解后期对油松针叶分解产生抑制作用,而对油松--辽东栎混合叶分解无显著影响。在氮沉降持续增加的背景下,研究结果可为油松林生态系统物质循环和能量流动提供基础数据。 相似文献
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樟树人工林土壤氮矿化对改变凋落物输入的响应 总被引：3，自引：1，他引：2
2007年7月至8月,在长沙天际岭林场,用树脂芯原位法测定去除凋落物、添加凋落物对樟树人工林土壤无机氮含量及氮矿化速率的影响。结果表明:樟树林凋落物处理7个月后,去除、添加凋落物和对照处理土壤中无机氮含量之间差异显著(P﹤0.05),表现为添加凋落物(18.96mg/kg)对照(16.36mg/kg)去除凋落物(10.99mg/kg)。经过28d的培养,3种处理土壤中NO3--N含量培养前后之间的差异均显著(P﹤0.05),NO3--N含量从培养前的0.67、0.51和0.39mg/kg分别上升到3.10、7.11和6.67mg/kg;NH4+-N含量培养前后之间的差异不显著(P﹥0.05)。3种处理土壤的净氮矿化量均为正值,分别增加了4.83、1.45和1.26mg/kg,净氮矿化速率依次为去除凋落物(0.173mg/(kg·d))对照(0.052mg/(kg·d))添加凋落物(0.045mg/(kg·d))。这一研究结果有助于更好地认识亚热带森林生态系统土壤氮循环过程。 相似文献
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N沉降下土壤动物群落的响应:1年研究结果总述2681258920 总被引：9，自引：0，他引：9
2003年7月至2004年8月,选择了苗圃、针叶林、混交林和季风林4个生态系统,采用模拟的方法,人为构建N沉降增加梯度系列,即对照、低N处理（50 kg/(hm2·a)）、中N处理（100 kg/(hm2·a)）、高N处理（150 kg/(hm2·a)）和倍高N处理（300 kg/(hm2·a)）,在14个月的时间内,对土壤动物群落在N沉降下的响应进行了持续观测研究.研究结果表明,土壤动物群落无论在时间尺度和空间尺度（垂直分布）都发生了明显的变化.生态系统类型的影响很显著,季风林和针叶林增长模式的不同,最终导致3个森林土壤动物分布格局的根本改变.苗圃样地N处理具有明显的阈值效应.虽然整体上森林样地N处理梯度未产生显著影响,但它在与不同植被、不同取样期的交互作用中可以清楚表现出来.N沉降存在明显的累积效应.在持续大量N沉降的作用下,动物向土壤深层趋避,显示N处理的负效应.N沉降的阈值效应和累积效应也都符合中度干扰理论.最后,该文还对N沉降对土壤动物群落的影响机制进行了初步探讨,认为N沉降可能通过对土壤无机环境的改变间接影响较高营养阶——土壤动物群落,而N沉降处理的阈值效应、生态系统成熟度及处理时间累积对试验效果的影响,本质上可能均反映了生态系统N饱和状态对N沉降的响应. 相似文献
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为了解氮沉降对我国特有种油松3个种源幼苗的生长及其生物量分配的影响,本研究以北京(BJ)、山西(SX)、内蒙古(NMG)3个不同种源的油松幼苗为研究材料,设计5个人工氮添加水平:对照(N0, 0kg/(hm2·a),以N计,下同),低氮水平(N1, 15kg/(hm2·a)),中氮水平(N2, 25kg/(hm2·a)),高氮水平(N3, 50kg/(hm2·a))以及过饱和氮水平(N4, 150kg/(hm2·a))。测定不同氮添加水平下3个种源油松幼苗的基径、株高、月生长量、生物量及各部分生物量分配比例的差异,探讨不同种源油松幼苗对氮沉降的响应机制。结果表明:1)氮添加对BJ种源油松幼苗的平均株高有显著影响(P < 0.05), 但是对其平均基径没有显著影响;氮添加使SX和NMG种源油松幼苗株高和基径均产生了影响,但这些影响均不显著。2)氮添加使得BJ种源油松幼苗的株高月生长量增加,而基径月生长量有所降低,但变化均不显著;NMG种源油松幼苗的基径月生长量在N4水平下均显著降低(P < 0.05)。3)在N1的氮水平下,BJ种源油松幼苗的全株生物量、地上部分生物量和茎生物量均表现为显著增加(P < 0.05);氮添加使SX种源油松幼苗叶生物量在不同氮添加下发生了显著降低;而氮添加对NMG种源油松幼苗生物量的变化影响不显著。4) SX种源油松幼苗的叶质量比在N3条件下发生了显著增加(P < 0.05);随着氮添加浓度的升高,NMG种源油松的根质量比在N2、N3、N4水平下均表现为显著降低,茎质量比在N1、N2、N3水平下显著增加。5)分析油松幼苗的变异来源发现,基径与氮添加处理和种源这2个因素的交互作用存在密切关联,对基径、株高的极显著性差异均来源于种源的不同,对基径月生长量、叶质量比以及根叶比的显著性差异亦均由于种源的不同。同时,在处理和种源的交互作用下,油松幼苗的基径及其月生长量、茎叶比和根叶比没有显著的相关性。综上得出,持续的氮添加已经影响了油松种群的内部稳定性。 相似文献
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氮添加对典型阔叶红松林净初级生产力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
大气氮(N)浓度日益升高,N沉降对森林生态系统生产力的影响成为当前研究的热点。本研究在典型阔叶红松林内,使用尿素(CO(NH2)2)作为N源,通过向森林地表施N肥的方式对森林生态系统进行为期6年的N添加试验,探究N对森林生态系统各组分碳(C)密度及净初级生产力(NPP)的影响。施N水平分别为N0(0kg/(hm2·a))、N1(30kg/(hm2·a))、N2(60kg/(hm2·a))和N3(120kg/(hm2·a))。结果表明:N添加对森林生态系统植被C库、碎屑C库及土壤C库C密度均无显著影响(P>0.05);对整个森林生态系统的NPP无显著影响,然而对针叶NPP表现出显著抑制作用(P < 0.05),对阔叶NPP表现出显著促进作用。土壤全N含量不受施N影响,但与土壤有机C浓度呈现极显著(P < 0.01)的正相关关系,表明土壤全N含量是土壤有机C的重要影响因素。 相似文献
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为了解凋落叶分解前期土壤酶活性对氮沉降的响应,通过室内模拟自然氮沉降(30 kg N·hm~(-2)·a~(-1)),设置无凋落叶(bare soil,BS)、马尾松凋落叶(Pinus massoniana litter,PL)、杉木凋落叶(Cunninghamia lanceolata litter,CL)及木荷凋落叶(Schima superba litter,SL)4种处理,恒温恒湿的条件下研究不同树种(马尾松、木荷、杉木)凋落叶分解率、土壤理化性质和土壤天冬酰胺酶及纤维素酶活性动态。结果表明:模拟氮沉降232 d后,杉木凋落叶分解最快,其次是木荷凋落叶,马尾松凋落叶分解最慢。随着外源氮的累积与凋落叶分解,凋落叶全氮含量增加,C∶N减小,土壤pH值下降显著。添加硝酸铵明显提高土壤氮素有效性。外源氮的持续输入能促进土壤纤维素酶活性增加,抑制土壤天冬酰胺酶的活性。凋落叶在分解前期抑制了土壤纤维素酶活性而后期起促进作用,但凋落叶分解对土壤天冬酰胺酶活性的影响无显著规律性。因此,氮循环将改变森林土壤C∶N比,从而影响森林生态系统的物质循环和能量流动。 相似文献
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通过整合分析方法,对中国干旱、半干旱区农田、林地、灌丛和草地4种土地利用方式下地表土壤有机碳、氮含量进行了定量分析。结果表明,不同土地利用方式对表土碳、氮含量影响显著;草地转化为农田将降低土壤有机碳、全氮含量（-60.9%和-54.3%）,草地转化为林地将导致土壤有机碳、全氮含量的降低（-21.5%和-31.3%）;草地转化为灌木林地将增加土壤有机碳含量（＋33.6%）和降低土壤全氮含量（-5.9%）。可见,受人类活动干扰最为强烈的农田的土壤有机碳、全氮含量最低,而草地、灌木林地具有较好的土壤肥力和土壤质量保持功能。因此,开展灌草植被恢复和农田弃耕（自然恢复）可有效改善土壤肥力和增加土壤碳、氮存贮 相似文献
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不同施肥处理对棕壤无机态氮含量的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
为了研究不同施肥处理对棕壤耕层土壤无机态氮含量的影响。以玉米品种丹玉16为试材,采用长期定位施肥试验(1979~2003年),设不施有机肥区(CK)、低量有机肥区(M1)和高量有机肥区(M2),有机肥施肥量分别为13.50、27.00 t/(hm2.a),研究不同施肥处理对玉米不同时期耕层土壤硝态氮、铵态氮含量变化的影响。播种前有机肥可以显著提高耕层土壤硝态氮、铵态氮的含量,这种规律在玉米施肥后以及抽穗期较为明显。多种化肥配合施用也可以提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮含量在作物播种前、施肥后、苗期、抽穗期都明显高于单施氮肥处理。在拔节期施用高量氮肥处理土壤硝态氮含量最高。有机肥与化肥配合施用土壤硝态氮含量和铵态氮含量在玉米整个生长期都高于其他处理。该研究探明了不同施肥处理对土壤无机态氮含量影响的季节变化规律,为玉米合理施肥,提高氮肥利用率提供理论依据。 相似文献