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利用天然~(13)C示踪根箱法测定水曲柳、落叶松大树根际激发效应

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东北林业大学学报 2023年第10期51卷 42-46,61页

作者：霍常富卢佳禹阴黎明于立忠王朋中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

根际激发效应是调控土壤有机碳和养分循环的第三大因子,仅次于温度、水分因子。以水曲柳和落叶松成年大树为研究对象,利用一种新颖的天然~(13)C同位素示踪的根箱法,测量了野外条件时的根际激发效应。结果表明:天然~(13)C同位素示踪技术... 详细信息

根际激发效应是调控土壤有机碳和养分循环的第三大因子,仅次于温度、水分因子。以水曲柳和落叶松成年大树为研究对象,利用一种新颖的天然~(13)C同位素示踪的根箱法,测量了野外条件时的根际激发效应。结果表明:天然~(13)C同位素示踪技术与根箱相结合的方法,成功测定了森林中成年大树的根际激发效应,并评估了该方法的优缺点。利用该方法,测得的水曲柳、落叶松的根际激发效应强度,平均值分别为8.7%、9.3%,其范围分别为-11.0%~35.4%、-3.8%~27.5%,但种间的根际激发效应没有显著性差异。

关键词：水曲枊落叶松根呼吸土壤有机质分解碳同位素

落叶松(Larix)细根形态特征沿纬度梯度的可塑性

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生态学杂志 2014年第9期33卷 2322-2329页

作者：倪薇霍常富王朋中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

选择5个不同纬度的落叶松人工林,比较了落叶松细根(<2 mm)的直径、根长、比根长和比表面积等形态指标、外生菌根及其侵染率的纬度分异特征,分析了形态特征与主要影响因子间的关系。结果表明:随纬度增加,落叶松1、2级根的外生菌根真菌侵... 详细信息

选择5个不同纬度的落叶松人工林,比较了落叶松细根(<2 mm)的直径、根长、比根长和比表面积等形态指标、外生菌根及其侵染率的纬度分异特征,分析了形态特征与主要影响因子间的关系。结果表明:随纬度增加,落叶松1、2级根的外生菌根真菌侵染率降低,菌根颜色变深,分叉减少;细根直径变细,根长缩短,细根比根长和比表面积显著增加;同一地点的细根在不同根序以及侵染与未侵染细根间形态差异明显;冗余分析和回归分析显示,细根直径和根长与年均温、年降水、土壤含水量呈显著正相关,而比根长和比表面积则与土壤全碳、土壤养分含量呈正相关。综上,落叶松细根的形态特征沿纬度梯度呈现出有规律的可塑性响应,外生菌根的宏观形态具有明显的地带性差异,直径和根长主要受气候因子影响,而比根长和比表面积则主要与土壤因子有关。

关键词：细根形态细根属性落叶松菌根侵染形态塑性

光氮对水曲柳苗木生长、光合作用及碳氮代谢的影响

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光氮对水曲柳苗木生长、光合作用及碳氮代谢的影响

作者：霍常富东北林业大学

学位级别：硕士

水曲柳(Fraxinus mandshurica)成年树木喜光、喜肥，其幼苗具有一定的耐荫性。野外研究发现林隙处水曲柳幼苗的数量和生长状况均好于林内，这是否与林隙处光强和N有效性增加有关?水曲柳苗木对不同光强和N供给水平将产生怎样的适应和调... 详细信息

水曲柳(Fraxinus mandshurica)成年树木喜光、喜肥，其幼苗具有一定的耐荫性。野外研究发现林隙处水曲柳幼苗的数量和生长状况均好于林内，这是否与林隙处光强和N有效性增加有关?水曲柳苗木对不同光强和N供给水平将产生怎样的适应和调节机制?因此，本研究采用温室沙培技术，以1年生水曲柳幼苗为试验材料，设计了遮荫(40％)和全光照(100％)两种光强处理，并在每种光强处理下再设4个供N水平，通过测定苗木生长、光合和C-N代谢等指标，来分析苗木对不同光、N水平的生理响应机制，以期为水曲柳林分的经营管理和苗木的培育提供理论基础。主要研究结果如下：遮荫显著降低了苗木相对生长速率(RGR)、净同化速率(NAR)和N含量，但显著提高了苗木单株叶面积、冠根比、各器官N浓度和地上部分(茎和叶)N分配比例。两种光强处理下，N缺乏均对水曲柳苗木的生长产生了明显的抑制作用，但促进了根系的相对生长量。光强和N浓度处理各自对苗木的生长影响显著，同时二者在苗木RGR、NAR以及生物量分配等指标上存在显著的交互作用。这些研究结果表明，1年生水曲柳苗木对光和N反应敏感，并且对不利的生存环境(光照不足和N缺乏)具有一定的调节和适应能力，主要体现为单株叶面积、比叶面积和冠根比的改变。光、N及其交互作用对水曲柳苗木光合作用产生了显著影响。遮荫使苗木叶片光合速率、可溶性蛋白含量、全N、Chla／b、φPSⅡ和qP显著下降，但使表观量子效率、Fm、叶绿素含量显著提高。N缺乏使苗木叶片单位面积的全N和可溶性蛋白含量以及叶绿素含量显著降低，导致光合速率大幅度下降。此外，叶绿素荧光参数(φPSⅡ和qP)与净光合速率(Pn)具有显著的相关性(r=0.831，P＜0.05;r=0.818，P＜0.05)，因此，在一定条件下可以通过测定叶片荧光参数来推断光合能力。光照不足和N缺乏都将抑制叶片中C、N代谢，使叶片中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和NR活性等显著下降。水曲柳苗木叶片内的C、N代谢指标之间存在着显著的负相关性。光、N交互作用对苗木叶片内C、N代谢也具有显著影响。这意味着，要想使水曲柳苗木处于最佳的生长状态，就要调节好其体内C-N代谢的关系，而这一调节过程又受外界环境条件的影响，因此，在水曲柳苗木培育和林分经营管理过程中要注重光照和N的协调。综上，光、N及其交互作用对水曲柳苗木生长发育产生了显著影响，光照不足和N缺乏都将导致苗木生长减弱，但苗木对这些不利环境具有较强的调节和适应能力。值得注意的是，本研究结果是在温室中获得的，所设计的光强和N浓度处理与水曲柳苗木野外生存环境存在差异，因此，还需在野外进行研究证实。

关键词：水曲柳光强氮浓度光合作用生长碳氮代谢

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根系氮吸收过程及其主要调节因子

应用生态学报 2007年第6期18卷 1356-1364页

作者：霍常富孙海龙范志强王政权东北林业大学林学院哈尔滨150040

氮(N)是植物根系吸收最多的矿质元素之一.全球变化将使土壤中N的有效性发生改变,影响陆地生态系统碳分配格局与过程.研究根系N吸收及其调控对预测生态系统结构和功能具有重要理论意义.由于土壤中存在多种形态的N源,长期的生物进化和环... 详细信息

氮(N)是植物根系吸收最多的矿质元素之一.全球变化将使土壤中N的有效性发生改变,影响陆地生态系统碳分配格局与过程.研究根系N吸收及其调控对预测生态系统结构和功能具有重要理论意义.由于土壤中存在多种形态的N源,长期的生物进化和环境适应导致植物根系对不同形态N的吸收部位、机理及调控有较大差别.因此,植物长期生长在以某一形态N源为主的土壤上就形成了不同的N吸收机制和策略.本文简述了近年来在植物根系N吸收和调控方面的最新研究进展,重点评述了不同形态N在土壤中的生物有效性,根系N吸收部位,N在木质部中的装载和运输,不同形态N(NO3-、NH4+和有机氮)的吸收机制,以及根系N吸收的自身信号调控和环境因子对根系N吸收的影响.在此基础上,提出了目前根系N吸收研究中存在的几个问题.

关键词：氮吸收调控氮运输溢泌根系

表层和下层免耕黑土有机碳矿化速率及激发效应

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应用生态学报 2019年第6期30卷 1877-1884页

作者：黄双双霍常富解宏图王朋程维信中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

激发效应是调控土壤有机质分解的重要机制之一,而土层与激发效应的关系还不清晰.本研究通过室内培养试验,采用13C葡萄糖标记和动态碱液吸收的方法,探究免耕农田黑土表层土壤(0~10 cm)和下层土壤(30~40 cm)有机碳矿化速率及其激发效应.... 详细信息

激发效应是调控土壤有机质分解的重要机制之一,而土层与激发效应的关系还不清晰.本研究通过室内培养试验,采用13C葡萄糖标记和动态碱液吸收的方法,探究免耕农田黑土表层土壤(0~10 cm)和下层土壤(30~40 cm)有机碳矿化速率及其激发效应.结果表明:表层与下层土壤以单位有机碳表示的矿化速率并未发现显著差异.添加葡萄糖使表层土壤原有机质分解加快36.7%(正激发),但使下层土壤原有机质分解减慢12.4%(负激发).在整个培养期间(30 d),表层和下层土壤的累积激发碳量分别为3.14和-1.24 mg C·g-1 SOC,但由于新碳(葡萄糖)的补偿作用,即使在产生显著正激发的表层土壤中,仍表现为有机碳净积累.说明外源碳输入使不同土层土壤有机质分解的幅度甚至方向产生明显差别.这为今后免耕和秸秆还田等保护性耕作措施的实践提供了重要的理论基础.

关键词：激发效应土层有机碳矿化碳同位素黑土免耕

杉木人工林蓄积量和生态系统碳数量成熟龄的关系

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中南林业科技大学学报 2018年第9期38卷 94-99页

作者：霍常富王朋陈龙池汪思龙中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016 中国科学院会同森林生态实验站湖南会同418307

在全球气候变化背景下,人工林不仅具有木材生产功能,还肩负起固碳的生态功能。认知林分蓄积和生态系统碳的生长规律,对人工林的多目标经营和可持续发展具有重要意义。以湖南省杉木人工林为例,从生态系统的角度出发,应用建立的杉木蓄积... 详细信息

在全球气候变化背景下,人工林不仅具有木材生产功能,还肩负起固碳的生态功能。认知林分蓄积和生态系统碳的生长规律,对人工林的多目标经营和可持续发展具有重要意义。以湖南省杉木人工林为例,从生态系统的角度出发,应用建立的杉木蓄积和生态系统碳生长模型,探讨了林分蓄积与生态系统碳生长之间的关系。结果表明:杉木林分蓄积成熟龄为18~27 a,随立地指数的增加而提高,随林分保留密度的增加而下降;生态系统碳成熟龄为16~35 a,随立地指数和保留密度的增加而下降;立地指数对林分蓄积和生态系统碳数量成熟龄的关系具有重要影响,在立地指数较低时,生态系统碳比林分蓄积晚成熟约15 a,而立地指数较高时,恰好相反。今后,为达到人工林的多功能经营目标,应根据立地条件,综合评估各种生产和生态功能的成熟龄。

关键词：碳储量林龄生长模型湖南省轮伐期

中国西南山地森林演替模型的参数估计与模拟检验

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东北林业大学学报 2012年第10期40卷 78-83页

作者：霍常富鲁旭阳程根伟中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院成都山地灾害与环境研究所

以气候因子(温度和降水)为主要驱动变量对森林演替进行模拟预测的数学方法,将土壤演替与树木演变结合起来,采用随机过程模拟气候波动及单木生长、死亡的不确定性,实现了西南山区森林个体与群落的动态仿真。在野外调查和文献调研的基础... 详细信息

以气候因子(温度和降水)为主要驱动变量对森林演替进行模拟预测的数学方法,将土壤演替与树木演变结合起来,采用随机过程模拟气候波动及单木生长、死亡的不确定性,实现了西南山区森林个体与群落的动态仿真。在野外调查和文献调研的基础上筛选出了西南山地森林40个代表性树种,确定了各树种的17个特征参数,进行了参数估计。在贡嘎山、色季拉山和高黎贡山3个重点林区进行了模型验证。结果表明:模型可以准确地再现贡嘎山泥石流迹地森林原生演替的过程;模型可以比较准确地反映贡嘎山、色季拉山和高黎贡山不同海拔的森林树种组成;在3个地点的模拟结果都与当地顶级森林的垂直分布规律相一致。SFSM模型取得了较好的验证结果,对于我国西南山区天然林更新与保护,提供了关键的评价理论与预测技术。

关键词：西南森林种群竞争林窗模型参数估计

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影响林木插条生根的内部及环境因子研究综述

世界林业研究 2007年第5期20卷 12-16页

作者：赵晓敏霍常富沈海龙东北林业大学林学院哈尔滨150040

简述了近年来影响林木插条生根内外因子的最新研究进展,重点对插条特征(主要包括母树年龄、插条成熟度和插条叶面积)、营养物质含量、内源激素和内源抑制物质水平等内部因子,以及光照、温度和湿度等主要环境因子对插条生根的作用进行评... 详细信息

简述了近年来影响林木插条生根内外因子的最新研究进展,重点对插条特征(主要包括母树年龄、插条成熟度和插条叶面积)、营养物质含量、内源激素和内源抑制物质水平等内部因子,以及光照、温度和湿度等主要环境因子对插条生根的作用进行评述。同时提出了目前研究中存在的几个问题及今后的发展方向。

关键词：插条生根内部因子环境因子

光照和氮交互作用对水曲柳幼苗生长、生物量和氮分配的影响

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应用生态学报 2008年第8期19卷 1658-1664页

作者：霍常富王政权孙海龙范志强赵晓敏东北林业大学林学院

采用温室沙培方式,对水曲柳幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(4个水平)处理,分析了其生长、生物量和氮分配对环境变化的响应.结果表明:与全光照处理相比,低光处理下水曲柳幼苗冠根比(S/R)和净氮吸收速率(NNUR)极显著提高(P<0.01),... 详细信息

采用温室沙培方式,对水曲柳幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(4个水平)处理,分析了其生长、生物量和氮分配对环境变化的响应.结果表明:与全光照处理相比,低光处理下水曲柳幼苗冠根比(S/R)和净氮吸收速率(NNUR)极显著提高(P<0.01),但相对生长速率(RGR)和净同化速率(NAR)极显著下降(P<0.01);低光处理下的幼苗根、茎、叶和整株生物量分别较全光照处理降低了36.8%(P<0.01)、1.7%、12.7%(P<0.05)和24.3%(P<0.01);低光处理使幼苗分配到根系的氮比例明显下降,而叶片的分配比例增加.无论光强大小,氮对幼苗生长都具有十分明显的促进作用,而且幼苗S/R和叶片的氮分配比例都随氮供给浓度的增加而明显提高.光强和氮浓度对水曲柳幼苗的基径、S/R、RGR和生物量(根和叶)分配比例具有显著的交互作用(P<0.05).

关键词：水曲柳光强氮浓度生物量氮分配