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短期施氮肥降低杉木幼林土壤的根系和微生物呼吸

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植物生态学报 2015年第12期39卷 1166-1175页

作者：王清奎李艳鹏张方月贺同鑫中国科学院沈阳应用生态研究所森林与土壤生态国家重点实验室沈阳110016 中国科学院会同森林生态实验站湖南会同418307 中国科学院大学北京100049

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程。在人工林生态系统中,施肥不仅能提高人工林的生产力和固碳能力,而且还会对土壤呼吸产生影响。为阐明施氮肥对人工林土壤总呼吸、根系和微生物呼吸的影响,在中亚热带地区的湖南会同,以5年生杉木... 详细信息

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程。在人工林生态系统中,施肥不仅能提高人工林的生产力和固碳能力,而且还会对土壤呼吸产生影响。为阐明施氮肥对人工林土壤总呼吸、根系和微生物呼吸的影响,在中亚热带地区的湖南会同,以5年生杉木(Cunninghamia lanceolata)幼林为研究对象,施氮肥1年后,利用LI-8100对土壤呼吸进行为期12个月的野外原位定点观测。结果发现:施氮肥使土壤总呼吸、根系呼吸和微生物呼吸分别降低了22.7%、19.6%和23.5%;土壤呼吸的温度敏感性(Q10)为1.81–2.04,施肥使土壤微生物呼吸的Q10值从对照的2.04降低为1.84,但土壤总呼吸的Q10值没有发生显著变化;施肥没有改变土壤呼吸的季节变化,在双因素模型中,土壤温度和含水量可以解释土壤呼吸季节变化的69.9%–79.7%。研究表明施氮肥能降低中亚热带地区杉木人工林土壤有机碳分解对温度升高的响应,在全球变暖背景下有利于增加土壤有机碳储量。

关键词：杉木林土壤碳释放异养呼吸施氮肥温度敏感性

蒙古栎叶片及其土壤碳、氮同位素自然丰度对大气CO_2浓度升高的响应

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应用生态学报 2017年第7期28卷 2179-2185页

作者：孙建飞戴崴巍贺同鑫彭勃姜萍韩士杰白娥广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001 中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016 东北师范大学地理学院长春130024

大气CO_2浓度升高对土壤氮素转化过程产生重要影响,研究其变化有助于更好地预测陆地生态系统的固碳潜力.氮同位素自然丰度作为生态系统氮素循环过程的综合指标能够有效地指示CO_2浓度升高对土壤氮素转化过程的影响.本研究采用开顶箱CO_... 详细信息

大气CO_2浓度升高对土壤氮素转化过程产生重要影响,研究其变化有助于更好地预测陆地生态系统的固碳潜力.氮同位素自然丰度作为生态系统氮素循环过程的综合指标能够有效地指示CO_2浓度升高对土壤氮素转化过程的影响.本研究采用开顶箱CO_2熏蒸法研究连续10年的大气CO_2浓度升高对我国东北地区蒙古栎及其土壤和微生物生物量碳、氮同位素自然丰度的影响.结果表明:大气CO_2浓度升高改变了土壤氮循环过程,增加了土壤微生物和植物叶片δ^(15)N;促进了富^(13)C土壤有机碳分解,中和了贫^(13)C植物光合碳输入的效果,导致土壤可溶性有机碳和微生物碳δ^(13)C在CO_2升高条件下没有发生显著变化.这些结果表明,CO_2浓度升高很可能促进了土壤有机质矿化过程,并加剧了系统氮限制的状态.

关键词： CO2浓度升高 15N 13C 氮素矿化有机质分解蒙古栎

环割对杉木和马尾松人工林土壤微生物群落结构的影响

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林业科学 2017年第6期53卷 77-84页

作者：贺同鑫孙建飞李艳鹏俞有志胡宝清王清奎广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 中国科学院会同森林生态实验站会同418307

【目的】以期揭示环割对森林土壤微生物群落结构的影响。【方法】2012年6月在杉木和马尾松人工林中分别布置6个6 m×6 m样方,每个样方至少包含5棵树。杉木和马尾松平均树高分别为16.3和15.3 m,平均胸径分别为18.5和17.2 cm。每种林分随... 详细信息

【目的】以期揭示环割对森林土壤微生物群落结构的影响。【方法】2012年6月在杉木和马尾松人工林中分别布置6个6 m×6 m样方,每个样方至少包含5棵树。杉木和马尾松平均树高分别为16.3和15.3 m,平均胸径分别为18.5和17.2 cm。每种林分随机选择3个样方进行环割,即在树木胸径处去除10 cm宽的树皮和韧皮部,以阻断光合产物的地下碳分配,剩余3个为对照。环割1个月后测定土壤基本理化性质,环割1个月和1年后采用磷脂脂肪酸方法测定土壤微生物群落结构。【结果】杉木林环割1个月后土壤可溶性有机碳含量降低了18.3%(P0.05)。【结论】环割导致植物光合产物供应变化,进而改变了土壤碳的可利用性及养分有效性,降低了土壤微生物生物量,改变了微生物群落结构,且对真菌群落的影响要高于细菌群落,而且环割对微生物的影响具有树种差异性。

关键词：杉木马尾松人工林磷脂脂肪酸环割微生物群落结构

长期人为干扰对桂西北喀斯特草地土壤微生物多样性及群落结构的影响

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植物生态学报 2021年第1期45卷 74-84页

作者：裴广廷孙建飞贺同鑫胡宝清南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001 南宁师范大学广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001

人为干扰是喀斯特草地正向演替的主要障碍因素,从土壤微生物角度探讨草地对干扰的响应可为喀斯特生态恢复与科学利用提供依据。该研究依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测站长期干扰监测样地,通过高通量测序测定3个干扰模式(火烧、刈... 详细信息

人为干扰是喀斯特草地正向演替的主要障碍因素,从土壤微生物角度探讨草地对干扰的响应可为喀斯特生态恢复与科学利用提供依据。该研究依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测站长期干扰监测样地,通过高通量测序测定3个干扰模式(火烧、刈割、刈割除根)和1个对照(封育)处理的土壤细菌、真菌α多样性和群落结构,并分析它们与环境因子(坡位、土壤理化性质)的关系,揭示人为干扰对桂西北喀斯特草地土壤微生物的影响及机制。结果显示:1)对于α多样性,在中坡和下坡,火烧均显著降低了真菌Chao1指数,刈割均显著降低了细菌的香农指数和谱系多样性指数;刈割除根在中、下坡分别显著降低了真菌Chao1指数和细菌香农指数。2)对于群落结构,火烧、刈割和刈割除根在中、下坡均显著降低了酸杆菌门细菌相对丰度,火烧在下坡使子囊菌门真菌相对丰度从74.49%显著降低至34.72%。3)冗余分析显示,微生物生物量碳含量解释细菌和真菌α多样性变化的29.8%和26.8%以及细菌群落结构变化的31.7%;细根生物量解释细菌α多样性和真菌群落结构变化的13.9%和10.3%。可见,长期人为干扰对土壤微生物α多样性产生负面影响,并显著改变微生物群落结构,影响程度因干扰方式、微生物种类不同而异,且受坡位调控。土壤微生物生物量碳含量和细根生物量的减少是人为干扰影响土壤微生物多样性和群落结构的重要因素。α多样性及子囊菌的减少将不利于土壤生态系统稳定性的维持,酸杆菌的减少将不利于土壤有机质降解和铁循环。因此,长期火烧、刈割等人为干扰将导致喀斯特草地生态系统功能发生退化。

关键词：喀斯特火烧刈割除根微生物多样性微生物群落结构高通量测序

林下植被剔除对杉木林土壤呼吸和微生物群落结构的影响

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植物生态学报 2015年第8期39卷 797-806页

作者：贺同鑫李艳鹏张方月王清奎中国科学院沈阳应用生态研究所森林与土壤生态国家重点实验室沈阳110164 中国科学院大学北京100049 中国科学院会同森林生态实验站湖南会同418307

以湖南会同地区26年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,探讨剔除林下植被对土壤呼吸和微生物群落结构的影响。2012年6月将林下植被剔除后,2012年7月–2014年7月每月测定一次土壤呼吸速率、5 cm土壤温度和含水量,并分别于... 详细信息

以湖南会同地区26年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,探讨剔除林下植被对土壤呼吸和微生物群落结构的影响。2012年6月将林下植被剔除后,2012年7月–2014年7月每月测定一次土壤呼吸速率、5 cm土壤温度和含水量,并分别于2013年7月和2014年7月测定了土壤微生物群落结构和土壤养分数据。研究结果表明:杉木人工林土壤呼吸具有明显的季节变化规律,且与5 cm深处的土壤温度呈极显著的正相关关系。林下植被剔除两年内土壤呼吸平均下降了32.8%,2012年7月–2013年6月下降了42.9%,2013年7月–2014年7月下降了22.2%。根据土壤呼吸与温度拟合的指数方程所计算出的土壤呼吸的温度敏感性Q10值在对照区为2.10,林下植被剔除区为1.87,说明在杉木人工林系统中林下植被剔除2年降低了土壤呼吸的温度敏感性。此外,林下植被剔除也改变了土壤微生物群落结构。林下植被剔除1年后,土壤细菌的浓度没有发生改变,但真菌的浓度降低,导致真菌与细菌的浓度比值下降。此外,革兰氏阳性细菌(G+)的浓度及其与革兰氏阴性菌(G–)的比值升高。林下植被剔除2年后,G+浓度和G+与G–的浓度比值降低。该研究表明林下植被剔除可以降低土壤呼吸,从而减少土壤向大气中释放碳;同时可改变土壤微生物群落结构,而且其效应受作用时间的影响。

关键词： CO2通量杉木人工林磷脂脂肪酸温度敏感性林下植被剔除

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北部湾经济区用水结构演变及其驱动因子分析

人民长江 2019年第7期50卷 104-109页

作者：熊小菊廖春贵贺同鑫胡宝清北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001 广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 南宁师范大学地理科学与规划学院广西南宁530001

为探讨广西北部湾经济区用水结构的变化特征,实现区域水资源的合理配置,基于2006~2017年的用水数据,运用信息熵、灰色关联分析模型,对该区域的用水结构、信息熵、均衡度以及驱动因子进行了研究分析。分析结果表明:①2006~2017年,北部湾... 详细信息

为探讨广西北部湾经济区用水结构的变化特征,实现区域水资源的合理配置,基于2006~2017年的用水数据,运用信息熵、灰色关联分析模型,对该区域的用水结构、信息熵、均衡度以及驱动因子进行了研究分析。分析结果表明:①2006~2017年,北部湾经济区用水总量波动变化显著,农业用水量和比重虽然处于“双高”地位,但是呈下降的趋势,工业用水量总体来说呈增长的趋势,生活用水量呈现为逐年增加-剧烈变化-平稳增加的变化历程;②用水结构信息熵与均衡度同步变化,信息熵在0.80以上,均衡度在0.59以上,二者都为先快速提升后波动缓慢上升;③有效灌溉面积、工业企业单位数、家庭总户数分别是农业、工业、生活用水变化的重要驱动因子,二者的关联度分别为0.930,0.956和0.953。

关键词：用水结构演变信息熵灰色关联分析北部湾经济区

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遮光对杉木幼苗树干表面CO_2通量的影响

生态学报 2019年第6期39卷 2131-2138页

作者：贺同鑫赵国华刘兰兰孙建飞张忠华张建兵杨庆朋中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 国家林业局华东林业调查规划设计院杭州310019 中国科学院会同森林生态实验站亚热带森林生态系统结构与服务功能湖南省重点实验室会同418307

树干表面CO_2通量是森林生态系统碳收支的重要组成部分,对全球碳平衡产生重要影响。近年来,全球变化导致植物光合产物供应发生改变,这将影响树干表面CO_2通量。然而,关于光合产物供应如何影响树干表面CO_2通量的机理仍不清楚。以盆栽杉... 详细信息

树干表面CO_2通量是森林生态系统碳收支的重要组成部分,对全球碳平衡产生重要影响。近年来,全球变化导致植物光合产物供应发生改变,这将影响树干表面CO_2通量。然而,关于光合产物供应如何影响树干表面CO_2通量的机理仍不清楚。以盆栽杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,采用遮光方法减少光合产物供应,通过自制呼吸气室,使用Li-8100测定树干表面CO_2通量,并结合树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳及树干温度等数据分析遮光对树干表面CO_2通量的影响。结果表明:遮光后树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量分别显著下降了55.0%、78.9%和64.3%。遮光处理阶段树干表面CO_2通量平均下降39.9%,且下降幅度随着遮光时间的延长而增加;此外,遮光降低了树干表面CO_2通量的温度敏感性。恢复光照后,树干表面CO_2通量、树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量以及树干温度均恢复至对照水平。可见,光合产物供应变化对树干表面CO_2通量具有调控作用,而且能够通过调控树干表面CO_2通量对温度变化的响应对全球碳循环产生重要影响。

关键词：杉木光合产物供应树干表面CO2通量非结构性碳温度敏感性

广西不同岩性植被覆盖变化及对人类活动的响应

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生态经济 2018年第6期34卷 168-173页

作者：廖春贵熊小菊胡宝清陈依兰陈月连贺同鑫广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001 广西师范学院广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 广西师范学院地理科学与规划学院广西南宁530001

植被覆盖受到自然因素和人类活动的影响,不同岩性区域其植被覆盖变化也不相同。基于GIS和遥感技术,探讨人类活动对植被覆盖的影响。主要结论有：（1）广西植被覆盖较高,其中非碳酸盐岩的NDVI值最高,而连续性白云岩的最低;（2）不同岩性... 详细信息

植被覆盖受到自然因素和人类活动的影响,不同岩性区域其植被覆盖变化也不相同。基于GIS和遥感技术,探讨人类活动对植被覆盖的影响。主要结论有：（1）广西植被覆盖较高,其中非碳酸盐岩的NDVI值最高,而连续性白云岩的最低;（2）不同岩性植被覆盖变异系数值的差异比较明显,纯喀斯特、亚喀斯特和非喀斯特植被覆盖以轻度变异为主;（3）不同岩性NDVI对气温降水的变化响应不够显著;（4）纯喀斯特、亚喀斯特和非喀斯特植被覆盖增加的面积大于减少的面积,草地、林地植被覆盖以轻度增加为主,生态文明建设成效明显。

关键词：植被覆盖变化趋势相关分析岩性土地利用 GIS

植被恢复十年喀斯特坡地细根对土壤碳氮存留与可利用性的影响

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生态学报 2020年第23期40卷 8638-8648页

作者：贺同鑫胡宝清张建兵张诗萌庞榆裴广廷胡刚张伟孙建飞南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站环江547100 沈阳工学院生命工程学院沈阳113122

土壤碳氮存留与可利用性对恢复生态系统的稳定性和可持续性产生重要影响,研究其细根控制过程对深入理解植被恢复的作用及其针对性应用具有重要意义。依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站10年植被恢复平台,通过分析8种植被恢复... 详细信息

土壤碳氮存留与可利用性对恢复生态系统的稳定性和可持续性产生重要影响,研究其细根控制过程对深入理解植被恢复的作用及其针对性应用具有重要意义。依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站10年植被恢复平台,通过分析8种植被恢复模式植物(细根生物量、δ^(13)C、δ^(15)N)、土壤(有机碳、总氮、δ^(13)C、δ^(15)N、团聚体、砂粒、交换性钙、可溶性有机碳和氮、铵态氮、无机氮、微生物生物量碳和氮)理化性质的变化和关系,阐明细根对土壤碳氮存留与可利用性的影响。研究结果表明:细根对土壤碳氮存留的影响可能主要基于对土壤团聚体结构的改善,加强了对土壤原有机碳、氮的保护和存留,而细根有机质输入的影响是较弱的;细根可能通过影响微生物调控土壤可利用性碳和氮;因高的细根生物量和固氮植物,封育林和刈割草地模式具有较高的土壤碳氮存留效应。综上所述,喀斯特植被恢复过程中细根对土壤碳氮存留与可利用性产生积极的影响。因此,石漠化生态工程治理可以考虑根系发达与固氮植物共同引种。

关键词：土壤碳氮存留植被恢复细根同位素喀斯特