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作者：颜金柳广西大学

学位级别：硕士

磷(P)植物生长发育过程中必需的营养元素,也是土壤肥力的重要组成部分。然而,P却是许多陆地生态系统植物生长的限制因子,特别是在高度风化的亚热带森林土壤中,解决土壤P限制问题是实现亚热带人工林可持续发展的关键。马尾松(Pinus masso... 详细信息

磷(P)植物生长发育过程中必需的营养元素,也是土壤肥力的重要组成部分。然而,P却是许多陆地生态系统植物生长的限制因子,特别是在高度风化的亚热带森林土壤中,解决土壤P限制问题是实现亚热带人工林可持续发展的关键。马尾松(Pinus massoniana)是亚热带地区重要的先锋造林树种,但长期的单一种植极易导致土壤地力衰退,因此,选取合适的树种配置模式对马尾松人工林进行改造从而提高土壤P的有效性,促进土壤养分循环受到了许多学者的共同关注。本研究以人工林种植面积广且林分类型多样的南亚热带作为研究区域,选取马尾松人工林引入一种阔叶树(红锥Castanopsis hystrix)形成的混交林(Mixed plantation,MP),和引入多种阔叶树(红锥、格木Erythrophleum fordii、香梓楠Michelia hedyosperma、大叶栎Quercus griffithii)形成的复合混交林(Multiple species mixed plantation,MMP)为研究对象。采用野外监测和室内实验相结合的方法,探讨马尾松纯林(Pinus massoniana Pure plantation,PP)在不同改造方式下0-10cm和10-20cm土层:(1)植物性质和土壤理化性质的变化特征;(2)土壤微生物生物量、多样性和群落结构的变化特征及其主要影响因子;(3)土壤氮(N)、P循环相关功能基因丰度及酶活性的变化特征;(4)土壤P组分的分布特征及其主要的调控因子。旨在从植物-土壤-土壤微生物之间的相互联系揭示土壤P转化的关键影响因子及主要调控路径,为有效促进马尾松人工林的P转化及提高P有效性的可持续营林模式提供科学依据。主要研究结果如下:(1)马尾松引入阔叶树种混交改造14年后,与PP相比,MP和MMP的凋落物碳氮比(C/N)和细根碳氮比(C/N)均有不同程度的下降。MP和MMP在0-10cm和10-20cm土层土壤基本理化性质均发生了不同程度的变化。其中,在0-10cm土层,MP和MMP中土壤有机碳(SOC)、铵态氮(NH-N)、速效磷(AP)均显著提高;MP的全氮(TN)、全磷(TP)、AP均显著高于MMP,而NH-N、土壤碳氮比(C/N)、土壤碳磷比(C/P)和p H均显著低于MMP。在10-20cm土层,MP和MMP中SOC、TN、AP均显著提高,而土壤容重(BD)显著降低;MP的TP和AP显著高于MMP,而NH-N、C/P和土壤氮磷比(N/P)显著低于MMP。(2)MP和MMP的土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)均显著高于PP;相对于PP,MP和MMP的土壤细菌和真菌群落的多样性指数(Feature、ACE、Chao1)明显提高,且16Sr RNA和ITS基因拷贝数均显著增加;主坐标分析(PCo A)表明,MP和MMP的细菌、真菌群落结构相对于PP均发生了极显著变化,且线性判别分析(LEf SE)结果表明,PP与MP和MMP的土壤细菌、真菌群落的biomarker差异显著(LDA>4.0)。通过冗余分析(RDA)进一步表明,在0-10cm土层,NH-N、C/N是影响细菌群落结构变化的主要环境因子,而影响真菌群落结构变化的主要环境因子为C/N和AP;SOC是影响10-20cm土层细菌群落结构变化的主要环境因子。(3)与PP相比,MP和MMP中与N、P循环相关的功能基因和水解酶活性均有不同程度的提高,其中,反硝化(nir S)、有机磷矿化(bpp)和无机磷活化(pqq C)功能基因均显著提高,同时,亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)也均显著(P<0.05)提高;Pearson相关性分析表明,土壤N、P循环相关功能基因丰度及酶活性存在显著的正相关关系。(4)MP和MMP的易分解态磷(E-P)和中等易分解态磷(M-P)均显著高于PP,而MP的E-P和M-P显著高于MMP;MP的难分解态磷(H-P)显著高于PP,但MMP与PP并无显著差异。此外,MP和MMP的土壤磷素活化系数(PAC)明显提高。冗余分析(RDA)显示,影响土壤(0-10cm)磷组分的主要环境因子为AP和MBC,而在10-20cm土层则为AP、TP和MBC;在0-10cm土层,土壤磷组分与细菌群落(绿弯菌门、拟杆菌门)和真菌群落(梳霉门、毛霉门)显著相关;而在10-20cm土层,土壤磷组分与细菌群落(芽单胞菌门、厚壁菌门)和真菌群落(毛霉门)显著相关。研究结果表明,马尾松人工纯林引入阔叶树种混交改造14年后,凋落物质量得到改善,土壤养分及其有效性有所提高。土壤微生物量及多样性指数有所提高,微生物群落结构发生了改变,加快了土壤N循环和P转化过程。并且,土壤P组分可能由H-P转化为E-P,植物、土壤、土壤

关键词：马尾松人工林土壤微生物群落功能基因磷组分营林模式

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固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比的影响

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广西植物 2022年第4期42卷 569-579页

作者：莫雪青肖纳谭许脉高冠女颜金柳苏小艳尤业明广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室南宁530004 广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站广西凭祥532600

土壤酶活性及其化学计量比是反映土壤养分有效性和微生物生长代谢养分需求的重要指标,但固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量特征的影响尚不明确。为探究桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比对引入固氮树种的响应... 详细信息

土壤酶活性及其化学计量比是反映土壤养分有效性和微生物生长代谢养分需求的重要指标,但固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量特征的影响尚不明确。为探究桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比对引入固氮树种的响应及其主要影响因子,该文通过选择11年生巨尾桉纯林(PP)和巨尾桉/降香黄檀(固氮树种)(MP)混交林作为研究对象,采集0~10 cm的原状土样,采用改良干筛法将土壤分成>2 mm、1~2 mm、0.25~1 mm和2 mm为主,其含量高于其他粒径团聚体。与PP相比,MP中各粒径土壤团聚体的有机碳(SOC)、总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、有效磷(AP)、pH、BG、NAG和ACP均显著提高(P<0.05),但LAP活性的变化不显著。(2)pH、TN、AP、NO_(3)^(-)-N和铵态氮(NH _(4)^(+)-N)均与酶化学计量比呈不同程度的显著相关关系,而冗余分析(RDA)发现,NO_(3)^(-)-N、SOC和AP的含量是驱动土壤团聚体水解酶活性和酶化学计量比产生差异的最主要环境因子(P<0.05)。(3)该研究区域土壤C∶N∶P的酶化学计量比分别是1∶0.86∶0.74,与全球生态系统C∶N∶P酶化学计量比1∶1∶1相偏离,表明该区域的微生物生长代谢容易受到C源限制;MP中大多径级的土壤团聚体C∶N和C∶P酶化学计量比均低于PP,且在<0.25 mm径级中差异显著(P<0.05)。综上认为,固氮树种的引入,不仅能缓解桉树人工林土壤微生物生长代谢的C源限制,而且在一定程度上能缓解其土壤的N、P限制,为固氮树种在提高桉树人工林的土壤质量和生产力等方面的应用提供了科学依据。

关键词：土壤酶活性酶化学计量桉树人工林固氮树种土壤团聚体

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异龄复层混交对马尾松人工林土壤团聚体碳组分和转化的影响

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广西植物 2022年第4期42卷 595-607页

作者：肖纳莫雪青谭许脉苏小艳颜金柳高冠女张文黄雪蔓尤业明广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室南宁530004 广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站广西凭祥532600

复层混交种植的近自然化经营是我国亚热带地区最常用的营林模式之一,但目前其对土壤有机碳(SOC)的积累及其稳定性的影响仍不明确。为探讨该营林模式对土壤碳组分及其转化的影响,该文选取南亚热带复层混交经营的马尾松近自然林(CP)作为... 详细信息

复层混交种植的近自然化经营是我国亚热带地区最常用的营林模式之一,但目前其对土壤有机碳(SOC)的积累及其稳定性的影响仍不明确。为探讨该营林模式对土壤碳组分及其转化的影响,该文选取南亚热带复层混交经营的马尾松近自然林(CP)作为研究对象,并以相邻未改造的马尾松纯林(PP)作为对照(CK),重点探究异龄复层混交后原土和不同粒径土壤团聚体的稳定性、有机碳组分、微生物生物量和酶活性等的变化规律及其之间的关系。结果表明:(1)复层混交后表征土壤团聚体稳定性的平均重量直径(MWD)显著提高;与PP相比,CP原土和不同粒径土壤团聚体的SOC、高度不稳定有机碳(LOC)、中度不稳定有机碳(IOC)、惰性有机碳(ROC)、土壤碳氮比(C/N)、微生物生物量碳和氮(MBC和MBN)、微生物呼吸(MR)、β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CB)、N-乙酰-葡萄糖苷酶(NAG)和酚氧化酶(PO)均显著提高,而其MBC/MBN和微生物代谢熵(qCO_(2))却显著降低。(2)几乎所有原土和土壤团聚体的SOC、总活性有机碳(LOC+IOC)、ROC和ROC数(RCI)均与MWD呈显著或极显著正相关。(3)SOC及其组分的变化主要来自于土壤理化性质、微生物性质和植物性质三者之间的交互作用,而复层混交后导致的凋落物碳氮比(C/N_(LF))和土壤全氮(TN)的显著变化是驱动SOC及其组分发生改变的最关键因子。研究认为,复层混交是一种有效促进马尾松人工林SOC及其稳定性组分形成的近自然经营模式,该研究结果为提高马尾松人工林的土壤质量和稳定性提供了科学依据。

关键词：马尾松人工林土壤团聚体有机碳组分土壤酶活性近自然化经营

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马尾松人工林异龄混交改造对土壤团聚体酶活性及酶化学计量比的影响

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广西科学 2024年第3期31卷 427-438页

作者：黄海梅颜金柳李佳君向明珠李昌航廖树寿黄雪蔓尤业明广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室广西南宁530004 中国林业科学研究院热带林业实验中心广西凭祥532600 广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站崇左凭祥友谊关森林生态系统广西野外科学研究观测站广西凭祥532600

土壤酶活性及酶化学计量比是表征土壤养分限制状况和评估微生物养分需求的关键指标。因此,为探究马尾松(Pinus massoniana)人工林引入一种或多种阔叶树种异龄混交改造对土壤团聚体酶活性和酶化学计量比的影响及其响应机制,本研究以马尾... 详细信息

土壤酶活性及酶化学计量比是表征土壤养分限制状况和评估微生物养分需求的关键指标。因此,为探究马尾松(Pinus massoniana)人工林引入一种或多种阔叶树种异龄混交改造对土壤团聚体酶活性和酶化学计量比的影响及其响应机制,本研究以马尾松人工纯林(PP)、马尾松/红锥(Castanopsis hystrix)异龄混交林(MP)、马尾松/多树种异龄混交林(MMP)为研究对象,测定不同林分类型下原土和不同粒径土壤团聚体碳(C)、氮(N)、磷(P)循环相关的酶活性、土壤理化性质、微生物生物量等指标,分析它们之间的关系,并通过冗余分析(RDA)确定影响土壤酶活性及酶化学计量比的最主要因素。结果表明:①异龄混交改造显著改变了土壤酶活性,表现为MP和MMP均显著高于PP,但MP和MMP之间没有显著差异,且酶活性在微团聚体(<0.25 mm)中最高;②凋落物量、细根生物量、土壤理化性质、微生物生物量与酶活性、酶化学计量比均有不同程度的相关关系,冗余分析发现微生物生物量碳(MBC)、全氮(TN)、全磷(TP)、微生物生物量磷(MBP)、微生物生物量碳磷比(MBC∶MBP)是影响土壤酶活性的主要驱动因子,而TN、MBC和硝态氮(NO_(3)^(-) N)是影响酶化学计量比的主要因子;③PP、MP和MMP土壤酶C∶N∶P自然对数比分别为1.20∶1.03∶1、1.17∶1.07∶1和1.16∶1.04∶1,表明3种林分的土壤微生物均对C需求较高,微生物生长代谢容易受C限制,而异龄混交改造能有效缓解林分土壤的C限制。综上,马尾松人工林引入阔叶树种可有效提高土壤酶活性,促进土壤养分循环和改善土壤质量,但在经营过程中需注意适当增施氮肥以维持其高效生产力和可持续发展。

关键词：马尾松人工林阔叶树种异龄混交改造土壤酶活性酶化学计量比养分限制

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近自然化改造对马尾松人工林土壤团聚体有机磷组分含量变化的影响

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广西植物 2024年第7期44卷 1218-1231页

作者：覃慧婷颜金柳黄海梅李佳君向明珠李昌航黄雪蔓招礼军尤业明广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室南宁530004 广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站崇左凭祥友谊关森林生态系统广西野外科学观测研究站广西凭祥532600

有机磷(Po)是土壤磷库的重要组成部分。为探究马尾松人工林近自然化改造对土壤团聚体Po分布特征的影响,该研究以南亚热带的马尾松纯林(PP)和近自然化改造后的马尾松-阔叶树种混交林(CP)为对象,采集0~10 cm土样后利用干筛法将其筛分为>2... 详细信息

有机磷(Po)是土壤磷库的重要组成部分。为探究马尾松人工林近自然化改造对土壤团聚体Po分布特征的影响,该研究以南亚热带的马尾松纯林(PP)和近自然化改造后的马尾松-阔叶树种混交林(CP)为对象,采集0~10 cm土样后利用干筛法将其筛分为>2 mm、0.25~2 mm和MRO-P>MLO-P>LO-P,而在CP中为HRO-P>MLO-P>MRO-P>LO-P。(3)CP中的MBP含量和ACP活性在原土及各团聚体径级中均显著高于PP,并且随着团聚体径级的减小,ACP活性上升。(4)冗余分析发现,土壤有效磷(AP)、土壤团聚体平均重量直径(MWD)、MBP和全氮(TN)为土壤Po组分的主要驱动因子。综上认为,近自然化改造有利于马尾松人工林土壤中磷的积累与转化,该研究结果为马尾松人工林土壤质量和生产力的提升提供了理论依据。

关键词：马尾松人工林土壤团聚体有机磷组分近自然化改造亚热带

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固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响

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广西植物 2024年第7期44卷 1245-1256页

作者：张文李佳君向明珠黄海梅李昌航颜金柳高冠女苏小艳尤业明黄雪蔓广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室南宁530004 广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站崇左凭祥友谊关森林生态系统广西野外科学观测研究站广西凭祥532600

土壤团聚体稳定性是评价土壤结构和土壤肥力的重要指标。为探究固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响,该文以17年生的巨尾桉纯林(PP)与巨尾桉/马占相思(固氮树种)混交林(MP)为研究对象,采用干筛法和湿筛法... 详细信息

土壤团聚体稳定性是评价土壤结构和土壤肥力的重要指标。为探究固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响,该文以17年生的巨尾桉纯林(PP)与巨尾桉/马占相思(固氮树种)混交林(MP)为研究对象,采用干筛法和湿筛法分别测定0~10 cm和10~20 cm土层团聚体粒径分布及平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(Dm)、水稳定性团聚体含量(WSA)、团聚体破坏率(PAD)和团聚体稳定性指数(ASI)等稳定性指标。结果表明:(1)与PP相比,MP的土壤理化性质有不同程度的提升,其中以土壤pH、有机碳(SOC)及全氮(TN)最为显著。(2)MP的土壤团聚体粒径分布优于PP,差异主要体现在>2.00 mm和0.25 mm)为主;相较于PP,MP的土壤团聚体机械稳定性仅在0~10 cm土层显著提高,但其团聚体水稳定性在0~10 cm和10~20 cm土层均显著提高。(3)Mantel分析结果显示团聚体稳定性与TN相关性最强,通过RDA分析进一步说明TN是驱动其团聚体稳定性变异的最关键因子。综上认为,固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体稳定性具有明显改善作用,该研究结果为南亚热带桉树人工林水土保持、养分管理及可持续经营等提供了科学的理论依据。

关键词：土壤团聚体机械稳定性水稳定性桉树人工林固氮树种

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异色瓢虫对不同蚜虫的喜食性及高龄幼虫的捕食功能反应

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中国植保导刊 2024年第2期44卷 49-52,64页

作者：任爱景史磊王书军韩晓辉颜金龙河北省馆陶县农业农村局河北馆陶057750

异色瓢虫在河北南部区域有多个变种,其成虫及高龄幼虫是多种蚜虫的重要天敌之一。2022—2023年普查发现8个变种。通过比较异色瓢虫成虫对当地8种主要蚜虫的取食喜好性,发现其对禾谷缢管蚜、大豆蚜、萝卜蚜、槐蚜表现出明显偏好,平均日... 详细信息

异色瓢虫在河北南部区域有多个变种,其成虫及高龄幼虫是多种蚜虫的重要天敌之一。2022—2023年普查发现8个变种。通过比较异色瓢虫成虫对当地8种主要蚜虫的取食喜好性,发现其对禾谷缢管蚜、大豆蚜、萝卜蚜、槐蚜表现出明显偏好,平均日捕食量比柳蚜、桃蚜高45.93%~61.54%。根据异色瓢虫捕食特点及当地主要蚜虫种类,选取3、4龄幼虫捕食大豆蚜、萝卜蚜、禾谷缢管蚜,并用Holling II型圆盘方程建立了功能反应模型,结果表明3龄幼虫对上述3种蚜虫理论最大日捕食量分别为86.5、89.9、123.8头,4龄幼虫捕食量分别为197.4、214.9、209.3头。研究结果可为生产上生物防控蚜虫提供参考。

关键词：异色瓢虫成虫喜食性幼虫捕食蚜虫功能反应

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