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川西亚高山粗枝云杉人工林地上凋落物对土壤呼吸的贡献

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生态学报 2015年第14期35卷 4678-4686页

作者：熊莉徐振锋杨万勤殷睿唐仕姗王滨徐李亚常晨晖四川农业大学生态林业研究所林业生态工程重点实验室成都611130

采用Li-8100土壤碳通量分析仪对川西亚高山典型的粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸(凋落物去除和对照)及其环境因子进行为期1年的连续观测。结果表明:凋落物去除处理和对照土壤呼吸速率均具有显著的季节动态变化,并呈现一致的动... 详细信息

采用Li-8100土壤碳通量分析仪对川西亚高山典型的粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸(凋落物去除和对照)及其环境因子进行为期1年的连续观测。结果表明:凋落物去除处理和对照土壤呼吸速率均具有显著的季节动态变化,并呈现一致的动态特征,变动范围分别为0.35—4.39μmol m-2s-1和0.40—5.15μmol m-2s-1。整个观测期间,凋落物去除对土壤温度、水分以及土壤呼吸速率产生的差异均不显著。与对照相比,凋落物去除分别使土壤呼吸速率和土壤水分平均下降了14.21%和4.95%。两种处理的土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关,与土壤水分呈显著线性相关。凋落物去除和对照的土壤温度敏感性(Q10)分别为3.84和4.09。凋落物对土壤呼吸速率的年均贡献率为14.93%,且存在明显季节动态。可见,地表凋落物是亚高山森林土壤呼吸的重要组成部分。

关键词：亚高山粗枝云杉人工林凋落物土壤呼吸 Q10值土壤温度土壤水分

海拔对高山峡谷区土壤微生物生物量和酶活性的影响

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应用生态学报 2016年第4期27卷 1257-1264页

作者：曹瑞吴福忠杨万勤徐振锋谭波王滨李俊常晨晖四川农业大学生态林业研究所高山森林生态系统定位研究站成都611130 四川省长江上游生态安全协同创新中心成都611130

为了解土壤微生物生物量和酶活性随海拔的变化特征,以川西海拔1563 m到3994 m的高山峡谷区的干旱河谷、干旱河谷-山地森林交错带、亚高山针叶林、高山森林和高山草甸土壤为研究对象,采用原位培养法研究了5种不同海拔生态系统中有机层（0... 详细信息

为了解土壤微生物生物量和酶活性随海拔的变化特征,以川西海拔1563 m到3994 m的高山峡谷区的干旱河谷、干旱河谷-山地森林交错带、亚高山针叶林、高山森林和高山草甸土壤为研究对象,采用原位培养法研究了5种不同海拔生态系统中有机层（0～15 cm）和矿质层（15～30 cm）土壤微生物生物量碳氮、土壤蔗糖酶、脲酶及酸性磷酸酶活性的变化.结果表明：有机层土壤中微生物生物量碳氮和3种土壤酶活性呈现出先增加后减少再增加的变化特征,从2158 m开始不断增加,到3028 m左右达到峰值后减少,在3593 m出现最小值后,逆势增加直到3994 m后再次减少;矿质层土壤的微生物生物量碳氮和3种土壤酶活性表现为亚高山针叶林（3028 m）〉高山草甸（3994 m）〉干旱河谷-山地森林交错带（2158 m）〉高山森林（3593 m）〉干旱河谷（1563 m）.各海拔梯度土壤有机层的微生物生物量和酶活性显著高于矿质层.高山峡谷区土壤微生物生物量与土壤酶活性呈极显著正相关.土壤微生物生物量和土壤酶与土壤含水量、有机碳和全氮呈极显著正相关,土壤蔗糖酶与土壤全磷含量呈极显著正相关,土壤酸性磷酸酶与土壤全磷和土壤温度呈极显著正相关.可见,高山峡谷区海拔变化引起的植被和其他环境因子的变化显著影响了土壤生化特性.

关键词：土壤微生物生物量土壤酶活性海拔梯度高山峡谷

川西高山森林倒木不同分解阶段的微生物群落变化特征

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应用与环境生物学报 2014年第6期20卷 978-985页

作者：常晨晖吴福忠杨万勤谭波李晗肖洒苟小林何丽娜四川农业大学生态林业研究所长江上游林业生态工程重点实验室成都611130

微生物是倒木分解的积极参与者,而不同分解阶段的倒木也为微生物群落提供了重要的生长基质,可能形成差异显著的微生物群落结构.为了解高山森林倒木分解过程中微生物群落演变特征,采用磷酸脂肪酸(PLFA)分析技术研究一个分解序列的川西高... 详细信息

微生物是倒木分解的积极参与者,而不同分解阶段的倒木也为微生物群落提供了重要的生长基质,可能形成差异显著的微生物群落结构.为了解高山森林倒木分解过程中微生物群落演变特征,采用磷酸脂肪酸(PLFA)分析技术研究一个分解序列的川西高山森林岷江冷杉(Abies faxoniana)倒木心材、边材和树皮微生物生物量及群落结构特征.结果表明,随着腐烂等级增加,微生物总生物量、真菌生物量和细菌生物量均表现出相对一致的变化规律,但不同结构组分微生物生物量随腐烂等级增加的变化特征具有一定的差异.其中,心材微生物生物量在Ⅰ-Ⅳ随腐烂等级的增加缓慢升高,但在Ⅴ腐烂等级快速增加;边材和树皮在Ⅱ和Ⅲ腐烂等级微生物生物量最低;除Ⅲ腐烂等级树皮,整个分解序列的倒木真菌/细菌比值在0.22-0.73之间,随腐烂等级增加而降低.PLFA单体尤其是优势脂肪酸单体含量变化显著(P<0.05)影响微生物群落多样性指数,且与倒木不同结构组分在各分解阶段的理化特征密切相关.此外,聚类分析表明Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ腐烂等级心材,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ腐烂等级边材,Ⅰ-Ⅴ腐烂等级树皮微生物群落结构相似度较高;Ⅰ、Ⅱ腐烂等级心材与Ⅰ、Ⅱ腐烂等级边材微生物群落结构具有较高的相似度.可见,高度腐烂的倒木表现出相对较高的微生物生物量及丰富的群落类群,但不同结构组分在腐解过程中微生物群落结构特征具有相对独立的变化趋势,这对深入了解高山森林倒木分解与微生物群落演替的相互关系具有重要意义.

关键词：川西高山森林倒木分解磷酸脂肪酸腐烂等级微生物群落演替岷江冷杉

高山森林林窗位置和附生植物去除对倒木总酚和缩合单宁含量的影响

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生态学报 2021年第4期41卷 1451-1460页

作者：王壮杨万勤谭波常晨晖汪沁蒋雨芮曹瑞四川农业大学生态林业研究所长江上游林业生态工程省级重点实验室成都611130 台州学院生命科学学院台州318000

倒木分解是森林生态系统中重要的养分循环过程,倒木中的难分解物质对土壤有机质积累具有积极作用。但关于森林林窗和附生植物对倒木难分解物质含量的影响还不清晰。为了理解林窗更新及附生植物生长对倒木总酚和缩合单宁含量的影响,2013... 详细信息

倒木分解是森林生态系统中重要的养分循环过程,倒木中的难分解物质对土壤有机质积累具有积极作用。但关于森林林窗和附生植物对倒木难分解物质含量的影响还不清晰。为了理解林窗更新及附生植物生长对倒木总酚和缩合单宁含量的影响,2013年8月在川西高山原始森林进行样地布置,在进行3年附生植物去除处理后,2016年8月在不同林窗位置(林窗、林缘和林下)下两种处理(附生植物去除和保留)不同腐解等级(I—V)进行岷江冷杉(Abies faxoniana)倒木不同结构(心材、边材和树皮)样品采集,分析其总酚和缩合单宁含量。结果表明:树皮总酚和缩合单宁含量显著高于心材和边材,树皮总酚和缩合单宁含量随腐解等级变化差异不显著;森林林窗对III—V腐解等级心材和边材总酚含量具有显著影响,但对心材和边材缩合单宁影响差异不显著,林窗对倒木树皮总酚和缩合单宁含量影响差异极显著且两者含量特征均表现为林窗>林缘>林下;附生植物去除处理降低了心材缩合单宁和边材总酚含量,增加了倒木边材缩合单宁含量。附生植物去除处理对树皮影响和林窗位置存在交互作用,林缘和林下的倒木附生植物去除显著降低了树皮总酚和缩合单宁含量。此外,不同林窗位置的温度差异是导致树皮总酚和缩合单宁含量变化的主要原因,附生植物去除对倒木pH的影响也可能是影响倒木总酚和缩合单宁含量的原因之一。由此可见,高山森林林窗更新及附生植物生长会显著影响倒木难分解物质含量变化特征,为进一步了解倒木分解过程在养分循环及对环境的响应提供了新的角度。

关键词：倒木森林林窗附生植物总酚缩合单宁

高山草甸冬季凋落物分解过程中土壤动物对微生物群落结构的影响

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应用与环境生物学报 2016年第1期22卷 27-34页

作者：李俊吴福忠杨万勤谭波彭艳王滨常晨晖四川农业大学生态林业研究所高山森林生态系统定位站长江上游生态安全协同创新中心成都611130

于2013年11月至2014年4月,采用微生物磷酸脂肪酸(PLFA)分析方法,以川西高山草甸代表物种黄花亚菊(Ajania nubigena)和黑褐苔草(Carex atrofusca)凋落物为研究对象,在雪被形成期、雪被稳定期和雪被融化期研究了凋落物分解过程中土壤动物... 详细信息

于2013年11月至2014年4月,采用微生物磷酸脂肪酸(PLFA)分析方法,以川西高山草甸代表物种黄花亚菊(Ajania nubigena)和黑褐苔草(Carex atrofusca)凋落物为研究对象,在雪被形成期、雪被稳定期和雪被融化期研究了凋落物分解过程中土壤动物对微生物群落结构及其多样性的影响.结果表明:(1)整个冬季,土壤动物增加了黄花亚菊凋落物分解过程中微生物总P LFA含量、真菌PLFA含量以及细菌PLFA含量,提高了其真菌/细菌比例,减少了黑褐苔草中微生物总PLFA含量、真菌PLFA含量以及细菌PLFA含量,降低了其真菌/细菌比例;(2)在雪被形成期,黄花亚菊凋落物中土壤动物显著增加了真菌表征脂肪酸18:2ω6,9c的含量,但降低了细菌表征脂肪酸16:0、16:1ω9c、18:1ω7c的含量.黑褐苔草凋落物中土壤动物显著增加了细菌表征脂肪酸18:1ω7c的含量,但降低了真菌表征脂肪酸18:2ω6,9c的含量.雪被融化期,土壤动物显著增加了黑褐苔草凋落物中细菌表征脂肪酸16:1ω9c的含量,降低了细菌表征脂肪酸a15:0和微真核生物表征脂肪酸18:3和20:4的含量;(3)土壤动物对凋落物中微生物多样性的影响主要在雪被融化期,增加了黄花亚菊凋落物中微生物多样性、均匀性、丰富度和优势度指数,降低了黑褐苔草凋落物中微生物多样性和均匀性指数,增加了黑褐苔草凋落物中微生物丰富度和优势度指数.这些结果表明,冬季恶劣环境条件下高山草甸土壤动物仍然对微生物的数量、群落结构和多样性具有显著的影响.

关键词：高山草甸土壤动物土壤微生物 PLFA 凋落物分解季节性雪被

高山峡谷区暗针叶林木质残体储量及其分布特征

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生态学报 2016年第5期36卷 1352-1359页

作者：肖洒吴福忠杨万勤常晨晖李俊王滨曹艺四川农业大学生态林业研究所林业生态工程重点实验室成都611130

木质残体是高山峡谷区暗针叶林生态系统的重要组成元素,其分布在林窗、林缘和林下可能具有较大的差异,但一直缺乏必要关注。因此,以典型川西高山峡谷区岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,研究了高山峡谷区暗针叶林木质残体的... 详细信息

木质残体是高山峡谷区暗针叶林生态系统的重要组成元素,其分布在林窗、林缘和林下可能具有较大的差异,但一直缺乏必要关注。因此,以典型川西高山峡谷区岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,研究了高山峡谷区暗针叶林木质残体的储量特征及其在林窗、林缘和林下的分布特征。结果表明,岷江冷杉原始林木质残体总储量达53.00 t/hm^2,且呈现林下的储量大于林窗和林缘的趋势。从林窗到林下木质残体的类型均以倒木为主,直径大于40 cm的木质残体储量占粗木质残体的74.55%—76.15%,林窗、林缘和林下Ⅲ和Ⅳ腐烂等级的粗木质残体储量之和分别占粗木质残体储量的50.02%、55.84%和62.90%。相对于林下和林缘,林窗内倒木和根桩的储量比例较小,但枯立木和细木质残体的储量比例较高。此外,林窗内较低腐烂等级粗木质残体的储量较高,而林下较高腐烂等级粗木质残体的储量显著高于林窗和林缘。这些结果为充分认识高山峡谷区暗针叶林生态系统林窗更新过程中木质残体相关的物质循环等关键生态过程提供了基础理论依据。

关键词：暗针叶林木质残体林窗储量

高山森林粗木质残体附生苔藓植物的重金属吸存特征

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生态学报 2017年第9期37卷 3028-3035页

作者：王壮杨万勤吴福忠常晨晖李俊汤国庆汪沁长江上游林业生态工程省级重点实验室四川农业大学生态林业研究所成都611130 长江上游生态安全协同创新中心成都611130

粗木质残体及其附生苔藓植物是高山森林生态系统中两个相互联系的基本组成部分,二者的相互作用可能影响森林生态系统重金属循环,但有关不同类型和不同腐解等级粗木质残体对附生苔藓植物重金属吸存特征尚不清楚。因此,于2015年7月在川西... 详细信息

粗木质残体及其附生苔藓植物是高山森林生态系统中两个相互联系的基本组成部分,二者的相互作用可能影响森林生态系统重金属循环,但有关不同类型和不同腐解等级粗木质残体对附生苔藓植物重金属吸存特征尚不清楚。因此,于2015年7月在川西高山森林调查了岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林内不同类型和不同腐解等级的粗木质残体附生苔藓镉、铅、铜和锌浓度与吸存特征。结果表明:高山森林粗木质残体附生苔藓植物Cd、Pb、Cu和Zn的总吸存量依次为4700mg/hm^2、21236mg/hm^2、6179mg/hm^2和2622mg/hm^2。粗木质残体附生苔藓的4种重金属吸存量都表现为倒木>大枯枝>枯立木>根桩;倒木附生苔藓Cd、Pb、Cu和Zn吸存量分别占高山森林粗木质残体总吸存量的54.53%、66.08%、51.13%和66.30%,根桩附生苔藓重金属吸存量不足总吸存量的3%。粗木质残体的类型和腐解等级都会影响附生植物重金属吸存特征。随着腐解等级的增加,倒木和大枯枝附生苔藓中Cd和Pb呈现"积累-释放"的变化特征,其浓度和吸存量在第Ⅱ、Ⅲ腐解等级较高。附生苔藓Cu和Zn浓度和吸存量在不同腐解等级粗木质残体间的差异均不明显。这些结果表明,粗木质残体附生苔藓对重金属元素具有明显的吸存作用,为认识高山森林生态系统重金属元素循环及其迁移过程提供了新的思路,也为进一步了解粗木质残体在高山森林生态系统中的重要作用提供了新的角度。

关键词：粗木质残体附生苔藓重金属高山森林

不同厚度雪被对高山森林6种凋落物分解过程中酸溶性和酸不溶性组分的影响

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生态学报 2015年第14期35卷 4687-4698页

作者：李晗吴福忠杨万勤徐李亚倪祥银何洁常晨晖四川农业大学生态林业研究所林业生态工程重点实验室温江611130

高山森林冬季不同厚度雪被格局可能通过影响凋落物的分解过程中酸溶性和酸不溶性组分特征,改变凋落物分解过程,但缺乏必要关注。采用凋落物分解袋法,研究了高山森林林窗中央至林下形成的天然雪被厚度梯度(厚型雪被、中型雪被、薄型雪被... 详细信息

高山森林冬季不同厚度雪被格局可能通过影响凋落物的分解过程中酸溶性和酸不溶性组分特征,改变凋落物分解过程,但缺乏必要关注。采用凋落物分解袋法,研究了高山森林林窗中央至林下形成的天然雪被厚度梯度(厚型雪被、中型雪被、薄型雪被和无雪被)覆盖下,6种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albo-sinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)、康定柳(Salix paraplesia)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物在不同关键时期(雪被形成期、雪被覆盖期和雪被融化期)的酸溶性组分和酸不溶性组分变化特征。经历一个冬季的分解后,6种凋落物酸溶性组分绝对含量呈降低趋势,除红桦外5种凋落物酸不溶性组分绝对含量呈增加趋势。不同厚度雪被显著影响雪被覆盖期和融化期凋落物酸不溶性和酸溶性组分绝对变化量;其中方枝柏、红桦和康定柳凋落物酸不溶性组分增加量在厚型雪被下显著高于其它雪被覆盖;而相对于阔叶凋落物酸溶性组分变化量在薄型雪被和无雪被梯度达到最大值,针叶凋落物酸溶性组分在厚型雪被下具有最大的变化量。一个冬季分解结束后,表征6种凋落物酸溶性和酸不溶性组分含量相对比例的LCI指数(Lignocellulose index)总体升高,雪被对LCI指数的影响主要表现在雪被覆盖期和融化期,且方枝柏、岷江冷杉和康定柳凋落物LCI在冬季分解后均在厚型雪被达到最高值。同时统计分析结果表明,物种极显著影响冬季不同阶段凋落物酸溶性和酸不溶性组分的变化。这些结果意味着气候变暖情景下,高山森林冬季雪被和冻融格局的改变将显著影响凋落物分解过程中酸溶性、酸不溶性组分以及LCI指数代表的抵抗性组分结构的变化,且影响趋势受到凋落物质量的调控。

关键词：雪被高山森林凋落物分解酸溶性组分酸不溶性组分

利用海拔差异模拟增温对高山森林土壤溶解性有机碳和有机氮含量的影响

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应用生态学报 2016年第3期27卷 663-671页

作者：常晨晖苟小林吴福忠杨万勤殷睿熊莉肖洒四川农业大学生态林业研究所林业生态工程重点实验室成都611130 长江上游生态安全协同创新中心成都611130

在2010年5月—2011年4月和2011年5月—2012年4月2个培养周期内,采用原状土柱野外控制试验,利用海拔梯度变化研究了温度增加对川西高山森林土壤溶解性有机碳(DOC)和有机氮(DON)动态的影响.结果表明:经模拟增温处理(降低海拔)的土壤有机... 详细信息

在2010年5月—2011年4月和2011年5月—2012年4月2个培养周期内,采用原状土柱野外控制试验,利用海拔梯度变化研究了温度增加对川西高山森林土壤溶解性有机碳(DOC)和有机氮(DON)动态的影响.结果表明:经模拟增温处理(降低海拔)的土壤有机层和矿质土壤层DOC和DON含量在2个连续培养周期内的各关键时期均呈现明显的动态变化.海拔3300和3000 m样地比海拔3600 m样地土层DOC含量分别增加6.8和26.6 mg·kg^(-1).海拔3600、3300和3000 m样地土层DOC含量均在第1个培养周期的生长季末最高,分别为408.0、317.9和448.2 mg·kg^(-1),在第2个培养周期的生长季节中期最低,分别为33.1、32.4和36.5 mg·kg^(-1).与海拔3600 m样地相比,海拔3300和3000 m样地土层DON含量分别增加2.3和30.4 mg·kg^(-1).除海拔3000 m样地以外,海拔3600和3300 m样地土层DON含量在第1个培养周期内的生长季节中期最高,分别为65.9和64.6 mg·kg^(-1),在第1个培养周期内的融化期最低,分别为31.9和37.1 mg·kg^(-1).模拟增温处理增加了样地内土壤有机层DOC和DON含量,降低了矿质土壤层DOC含量、土壤有机层及矿质土壤层DOC/DON值.土壤有机层DOC/DON值与DOC含量呈显著正相关,与DON含量呈显著负相关;矿质土壤层DOC/DON值与DOC含量呈显著负相关,与DON含量呈显著正相关.未来全球气候变暖可能通过影响高寒森林土壤温度和冻融循环格局,增加整个土层DOC和DON含量,进而影响高寒森林土壤碳、氮循环过程.

关键词：模拟增温 DOC DON 海拔梯度高山森林