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Understory plant diversity and phenolic allelochemicals across a range of Eucalyptus grandis plantation ages

林业研究:英文版 2023年第5期34卷 1577-1590页

作者： Jinjin Li Yumei Huang Lianghua Chen Shun Gao Jian zhang danju zhang Sichuan Provincial Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering College of ForestrySichuan Agricultural UniversityWenjiang 611130ChengduChina College of Landscape Architecture Sichuan Agricultural UniversityWenjiang 611130ChengduChina

Allelopathy is an important mechanism in Eucalyptus plantations that causes detrimental impacts on understory diversity.Phenolic compounds are the main allelochemicals suppressing understory plants.However,the dynamic changes in phenolic allelochemicals and their relationship with understory diversity with increasing age of Eucalyptus plantations remain largely unclear.In this study,the understory plant diversity was assessed and phenolic compounds identified from leaf litter,roots,and rhizosphere soil samples in a Eucalyptus grandis plantation at two-year intervals for ten years using ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS).The abundance and diversity of under story plant species were lowest in 4-year-old plantations and increased significantly with age.Seven phenolic acids and 10 flavonoids were identified from leaf litter,roots,and rhizosphere soils.Most of the potential phenolic allelochemicals,such as salicylic acid,gallic acid,4-hydroxybenzoic acid,and epicatechin,were more abundant in younger plantations,especially at4 years old.The concentrations of phenolic compounds in the rhizosphere zone were significantly lower than in litter and root samples and did not change significantly with an increase in age.Notably,phenolic compounds contributed more to the variation in the understory plants than soil factors.Hydroxyphenyllactic acid,ellagic acid,quercetin,salicylic acid,and 4-hydroxybenzoic acid were the main phenolic compounds explaining the variation in plant diversity with plantation age.These findings indicate that young E.grandis plantations,especially at four years of age,merit a greater focus because of their lower understory plant diversity and higher allelopathic potential.

关键词： Eucalyptus grandis Phenolic compounds Understory plant diversity Plantation age

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Contribution of soil fauna to the degradation of recalcitrant components in Cinnamomum camphora foliar litter in different-sized gaps in Pinus massoniana plantations

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Journal of Forestry Research 2019年第3期30卷 931-941页

作者： Yan zhang danju zhang Xun Li Jian zhang Institute of Ecology and Forestry College of Forestry Chengdu 611130People’s Republic of China Collaborative Innovation Center of Ecological Security in the Upper Reaches of Yangtze River Chengdu 611130People’s Republic of China

Forest gaps are important in forest dynamics and management, but little is known about how soil fauna influence the degradation of recalcitrant litter components in different-sized forest gaps. This investigation uses litterbags with two different mesh sizes (0.04 and 3 mm) to control the meso- and microfauna entering the bags to quantify the contribution of soil fauna to the degradation of recalcitrant components (including condensed tannins, total phenol, lignin and cellulose) during litter decomposition. The experiment was conducted in seven different forest gap sizes in Pinus massoniana plantations over 1 year. One closed-canopy site (CC) and forest gap sizes of 100, 225, 400, 625, 900, 1225 and 1600 m^2 were created in a P. massoniana plantation in the Sichuan basin of China;the CC was treated as the control. Cinnamomum camphora foliage from local native trees was used in all forest gap experiments. We found the following:(1) Gap size had significant effects on the degradation rates (E) of condensed tannins and lignin and on the contributions of soil fauna;medium-sized gaps also presented high degradation rates. Soil fauna obviously contributed to the degradation of recalcitrant foliar litter components in medium-sized gaps.(2) The highest contribution to degradation (40.98%) was recorded for lignin, and the lowest contribution (0.29%) was recorded for condensed tannins. The results indicate that medium-sized gaps (900 m^2) were conducive to the degradation of recalcitrant litter components by soil fauna.

关键词： Cinnamomum camphora Foliar litter Gap size Pinus massoniana Recalcitrant litter components Soil fauna

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Litter decomposition and the degradation of recalcitrant components in Pinus massoniana plantations with various canopy densities

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Journal of Forestry Research 2019年第4期30卷 1395-1405页

作者： Jie zhang danju zhang zhang Jian Hongyang Zhou Yanbo Zhao Daping Wei Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering of Sichuan Province Institute of Ecology and ForestrySichuan Agriculture University

To understand the decomposition characteristics of Pinus massoniana foliar litter and the degradation of its refractory compounds in plantations under five canopy densities,a litter bag experiment over a decomposition time of 392 days was carried out.The results show that canopy density significantly affected decomposition rates of litter and degradation rate of lignin and cellulose.Litter decomposition rates decreased significantly with decreasing canopy density.Both lignin and cellulose degradation rates were lower with canopy densities of 0.62 and 0.74 as compared with the three other densities.Lignin and cellulose losses were more rapid in the first 118 days.Soil fauna had significant impacts on litter decomposition and the degradation of refractory compounds.Canopy density had significant effects on factors such as soil properties and soil fauna community structure,which could be conducive to the decomposition of litter and the degradation of litter recalcitrant components.Canopy density between 0.6 and 0.7 might be a favorable management practice promoting litter decomposition and beneficial for the sustainable development of P.massoniana plantations.

关键词： Pinus massoniana Canopy density Litter decomposition Lignin Cellulose

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Characteristics of fungal community structure during the decomposition of mixed foliage litter from Pinus massoniana and broadleaved tree species in southwestern China

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Journal of Plant Ecology 2020年第5期13卷 574-588页

作者： Yan zhang Xun Li danju zhang Yu Qin Yang Zhou Simeng Song Jian zhang Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering Institute of Ecology&ForestrySichuan Agricultural University611130 ChengduChina Collaborative Innovation Center of Ecological Security in the Upper Reaches of the Yangtze River Sichuan Agricultural UniversityChengdu 611130China

针叶树凋落物相当顽强且养分含量低,而阔叶凋落物通过增加可降解养分和促进微生物代谢来促进针叶凋落物的分解。马尾松(Pinus massoniana)凋落物和三个阔叶凋落物混合可能会增加真菌分解者的多样性和丰富性,并且会随着阔叶树种的数量和... 详细信息

针叶树凋落物相当顽强且养分含量低,而阔叶凋落物通过增加可降解养分和促进微生物代谢来促进针叶凋落物的分解。马尾松(Pinus massoniana)凋落物和三个阔叶凋落物混合可能会增加真菌分解者的多样性和丰富性,并且会随着阔叶树种的数量和比例而有所差异。我们使用高通量测序技术分析了西南地区马尾松与香椿(Toona sinensis),香樟(Cinnamomum camphora)和檫木(Sassafras tzumu)凋落叶混合分解过程中的真菌群落组成和多样性,共设置35种实验处理。研究结果表明,与单一凋落叶相比,除马尾松+香椿,马尾松+檫木+香椿和马尾松+檫木+香樟组合中马尾松凋落叶占70%-80%以及马尾松+檫木+香樟+香椿组合中香椿凋落叶所占比例较小外,其余混合凋落叶均增加了真菌的多样性和丰富性。其中马尾松+香樟+香椿组合中的7:1:2的真菌多样性和丰富性显著高于其他处理。子囊菌门和担子菌门是最主要的优势门,曲霉属是最丰富的真菌群落属。一针一阔(6:4)和一针两阔(阔叶凋落叶占30%-40%)组合的凋落叶在整个分解过程中均表现出较强的协同作用,并且增加了可分解较难分解物质真菌菌群的相对丰度。可见马尾松+香樟+香椿组合中阔叶凋落物占30%-40%比例时增加了真菌的多样性,促进了针叶凋落物中难分解物质的分解。因此,香椿和香樟可能是构建马尾松混交林潜在的候选阔叶伴生树种。

关键词：真菌群落混合凋落物非加性效应马尾松(Pinus massoniana) 高通量测序

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Physiological and biomass partitioning shifts to water stress under distinct soil types in Populus deltoides saplings

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Journal of Plant Ecology 2020年第5期13卷 545-553页

作者： Senlin Yang Jian Shi Lianghua Chen Jian zhang danju zhang Zhenfeng Xu Jiujin Xiao Peng Zhu Yang Liu Tiantian Lin Li zhang Hanbo Yang Yu Zhong Forestry Ecological Engineering in the Upper Reaches of the Yangtze River Key Laboratory of Sichuan Province&National Forestry and Grassland Administration Key Laboratory of Forest Resources Conservation and Ecological Safety in the Upper Reaches of the Yangtze River&Rainy Area of West China Plantation Ecosystem Permanent Scientific Research Base Institute of Ecology&ForestrySichuan Agricultural UniversityChengdu 611130China

土壤类型是影响植物分布和生产力的重要环境因素,但有关土壤环境异质性对植物抗逆性效应的研究非常缺乏。本研究以美洲黑杨(Populus deltoids)为对象,以3种典型土壤类型(红壤、黄壤和黄棕壤)为栽培基质,在控制实验条件下,经过三个月的... 详细信息

土壤类型是影响植物分布和生产力的重要环境因素,但有关土壤环境异质性对植物抗逆性效应的研究非常缺乏。本研究以美洲黑杨(Populus deltoids)为对象,以3种典型土壤类型(红壤、黄壤和黄棕壤)为栽培基质,在控制实验条件下,经过三个月的干旱胁迫(25%田间持水量)处理,测定了不同处理条件下美洲黑杨的气体交换速率、抗氧化能力、氮代谢特征、生物量积累与分配特征。研究结果表明,在红壤和黄壤条件下,与对照(75%田间持水量)相比,干旱胁迫显著降低了美洲黑杨各器官的生物量、光合速率、叶片氮同化酶的活性,显著增加了叶片中过氧化氢、丙二醛和无机氮的含量。在黄棕壤条件下,干旱对美洲黑杨总生物量、光合速率、氮同化酶以及质膜完整性的负面影响较小,这与其维持较高的超氧化物歧化酶,过氧化物酶和过氧化氢酶的活性相关,也与其生物量分配模式(如提高根冠比)密切相关。由此可见,生长在黄棕壤条件下的美洲黑杨表现出较强的抗旱能力,这可能与其土壤母质中较高的土壤养分和良好的通气状况相关。因此,就土壤类型而言,与红壤和黄壤相比,黄棕壤提供的土壤环境条件有利于美洲黑杨的抗逆表现和栽培利用。

关键词：干旱胁迫非生物胁迫杨树土壤类型氮代谢

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马尾松-香椿不同混合比例凋落物分解过程中的生态酶化学计量动态

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应用与环境生物学报 2023年第3期29卷 654-662页

作者：袁亚玲崔宁洁张丹桔李娇张艳李勋覃宇游成铭谭波徐振锋张健四川农业大学林学院长江上游林业生态工程四川省重点实验室长江上游森林资源保育与生态安全国家林业和草原局重点实验室成都611130 四川省林业和草原调查规划院成都610084 四川民族学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心康定626001 中国科学院成都生物研究所成都610041

胞外酶对凋落物分解过程具有重要的调控作用,但可能受到凋落物物种组成和混合比例的影响.采用凋落物分解袋法,以马尾松(Pinus massoniana,P)与香椿(Toona sinensis,T)的混合凋落叶为研究对象,设置4个混合比例(PT10:0、8:2、7:3、6:4),... 详细信息

胞外酶对凋落物分解过程具有重要的调控作用,但可能受到凋落物物种组成和混合比例的影响.采用凋落物分解袋法,以马尾松(Pinus massoniana,P)与香椿(Toona sinensis,T)的混合凋落叶为研究对象,设置4个混合比例(PT10:0、8:2、7:3、6:4),探讨马尾松-香椿不同混合比例凋落物分解过程中生态酶化学计量动态特征.结果显示:β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)活性随分解时间降低,而多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性整体先降低后升高.相比马尾松,马尾松与香椿以6:4混合在分解3、6个月时CBH、NAG和LAP酶活性升高,AP酶活性显著降低,酶碳磷比(C:P_(_(EEA)))和酶氮磷比(N:P_(EEA))均显著升高;分解9、15个月时,NAG、LAP酶活性显著降低,BG、AP酶活性升高,酶碳氮比(C:N_(EEA))显著升高,N:P_(EEA)降低.整体上PT8:2、7:3与PT6:4具有相似的变化规律,仅在分解3、9个月时CBH、NAG酶活性相反.相比马尾松,马尾松与香椿凋落物混合可减弱分解前阶段的微生物磷限制,加重后续阶段的碳、磷限制,且6:4混合比例下作用更显著.方差分解表明非生物因子对酶活性及其计量比(除C:P_(EEA)外)的相对解释率比生物因子更高,且冗余分析发现凋落物碳含量(41.2%)和碳磷比(29%)分别是酶活性和酶计量比的主要调控因子.综上,凋落物混合显著影响了凋落物生态酶化学计量特征,并受分解时间的调控.相比马尾松,马尾松与香椿以6:4混合对分解前阶段微生物受磷限制的缓解作用可能是改善马尾松人工林凋落物养分释放的关键.

关键词：马尾松混合凋落物分解树种组成混合比例生态酶化学计量比

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3个树种与巨桉混交土壤理化性质、凋落物量和养分含量特征

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应用与环境生物学报 2015年第5期21卷 948-953页

作者：赵燕波纪托未张丹桔张健四川农业大学生态林业研究所四川省林业生态工程重点实验室

比较3年半生的红椿、台湾桤木、檫木与巨桉混交的混交林和巨桉纯林的土壤理化性质、凋落物量和养分含量特征.结果表明:红椿、台湾桤木和巨桉混交都有助于减缓土壤的酸化.檫木与巨桉混交能显著改善土壤容重、持水量、孔隙状况,檫木与巨... 详细信息

比较3年半生的红椿、台湾桤木、檫木与巨桉混交的混交林和巨桉纯林的土壤理化性质、凋落物量和养分含量特征.结果表明:红椿、台湾桤木和巨桉混交都有助于减缓土壤的酸化.檫木与巨桉混交能显著改善土壤容重、持水量、孔隙状况,檫木与巨桉混交也能显著增加土壤的全C、N、P、K含量,分别增加了64.7%、41.9%、28.6%、7.7%.台湾桤木与巨桉混交也能显著增加土壤的全C、N、P含量,分别增加了15.2%、27.9%、47.6%.3种混交林土壤水解N都显著低于巨桉纯林,有效P都显著高于巨桉纯林,只有台湾桤木与巨桉混交能显著增加土壤速效K含量,其他两种混交林土壤速效K较纯林显著降低.巨桉红椿混交林凋落物枝、叶现存量都显著高于巨桉纯林,巨桉檫木混交林凋落叶量、凋落物总量略低于巨桉纯林,分别降低了9.8%、9.3%.巨桉台湾桤木混交林凋落物枝、叶现存量都显著低于巨桉纯林.3种混交林凋落物中C元素含量都显著低于巨桉纯林,N元素含量都显著高于巨桉纯林,台湾桤木与巨桉混交能显著增加凋落物中P元素含量,檫木与巨桉混交能显著增加凋落物中K元素的含量.综合考虑各项指标,在此类混交模式下为巨桉选择混交树种,檫木相对最优,台湾桤木次之,红椿则不宜.

关键词：巨桉混交林土壤理化性质凋落物量养分含量

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北美水禽管理计划(NAWMP)及其对中国湿地生态环境建设的启示

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生态学杂志 2006年第8期25卷 989-993页

作者：张丹桔宫渊波李贤伟四川农业大学林学园艺学院雅安625014

保护水禽栖息的湿地已成为全球湿地生态系统研究的热点。本文阐述了北美水禽管理计划(NAWMP)的形成条件、遵循原则和设计理念,总结其该计划在共同管理、联合攻坚、资金积累等方面所取得的成功经验,并以PPJV草原沼泽保护合作项目为例分... 详细信息

保护水禽栖息的湿地已成为全球湿地生态系统研究的热点。本文阐述了北美水禽管理计划(NAWMP)的形成条件、遵循原则和设计理念,总结其该计划在共同管理、联合攻坚、资金积累等方面所取得的成功经验,并以PPJV草原沼泽保护合作项目为例分析了其在国际合作方面取得的突出成就;分析了中国水禽栖息地的湿地生态系统所面临的问题与挑战,提出应借鉴北美水禽管理计划的设计理念和成功经验,在湿地保护区共管、当地政府和当地社区参与及国际合作等方面需不断完善,并对中国湿地监测体系的建立、湿地开发方案的制定、对群众的宣传教育等方面提出了相应对策。

关键词： NAWMP 水禽栖息地保护管理

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轮伐期前后不同密度巨桉(Eucalyptus grandis)人工林土壤动物群落结构特征

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生态学报 2020年第3期40卷 808-821页

作者：张阿娟张健李金金刘志刚张丹桔四川农业大学生态林业研究所林业生态工程省级重点验室

在前期巨桉(E.grandis)人工林土壤生物多样性在轮伐期前(4年左右)降低,此后随林龄显著升高的研究基础上,在四川省丹棱县选择轮伐期前即4年和轮伐期后即8年的不同密度(D1:2000, D2:1600, D3:1200株/hm^2)巨桉人工林,研究了其土壤动物群... 详细信息

在前期巨桉(E.grandis)人工林土壤生物多样性在轮伐期前(4年左右)降低,此后随林龄显著升高的研究基础上,在四川省丹棱县选择轮伐期前即4年和轮伐期后即8年的不同密度(D1:2000, D2:1600, D3:1200株/hm^2)巨桉人工林,研究了其土壤动物群落结构特征。结果显示:1)共捕获土壤动物2904只,隶属于4门8纲22目70科,其中大型土壤动物541只,以蚁科和康叭科为优势类群;中小型土壤动物2363只,以大翼甲螨科、等节虫兆科和线虫为优势类群。2)土壤动物类群数、个体数和密度随林分密度和林龄具有显著差异,4年生林地大型土壤动物个体数随密度降低显著增加,8年生巨桉人工林中小型土壤动物个体数及类群数随密度降低均显著增加;土壤动物个体数及类群数除D1密度时4年高于8年,其余密度均表现为8年高于4年。3)林分密度对土壤动物多样性指数有显著影响,4年生林地大型土壤动物Margalef丰富度指数随密度降低显著增加,8年巨桉人工林中小型土壤动物Shannon-wiener指数及Margalef丰富度指数随密度降低显著升高。4)巨桉人工林大型土壤动物以杂食性为主,枯食性次之,中小型土壤动物以腐食性为主,杂食性次之。5)RDA分析显示,林分密度、土壤含水量和土壤pH为对土壤动物的主要作用环境因子,4年时对奥甲螨科、长角长虫兆科、寄螨科、隐翅甲科、丽甲螨科等类群影响较大;8年时对线虫、蜚蠊科、康叭科、厉螨科、棘虫兆科等类群影响较大。为此,延长轮伐期、降低林分密度可改善巨桉人工林土壤动物生境、增加土壤动物多样性、促进土壤动物群落结构稳定性。

关键词：巨桉人工林轮伐期林分密度土壤动物群落特征

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林窗边缘效应对马尾松和香樟凋落叶分解的影响

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应用与环境生物学报 2017年第3期23卷 570-578页

作者：李勋张丹桔张艳张健宋思梦周扬刘华四川农业大学林学院生态林业研究所生态林业工程重点实验室长江上游生态安全协同创新中心成都611130

为了解马尾松(Pinus massoniana)人工林不同面积林窗边缘凋落叶分解的养分释放规律,采用凋落袋分解实验,以长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松人工林7种不同大小林窗(G1:100 m^2;G2:225 m^2;G3:400 m^2;G4:625 m^2;G5:900 m^2;G6:1... 详细信息

为了解马尾松(Pinus massoniana)人工林不同面积林窗边缘凋落叶分解的养分释放规律,采用凋落袋分解实验,以长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松人工林7种不同大小林窗(G1:100 m^2;G2:225 m^2;G3:400 m^2;G4:625 m^2;G5:900 m^2;G6:1 225 m^2;G7:1 600 m^2)为研究对象,以林下为对照,探讨马尾松和香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶的质量损失率和养分释放率.结果表明:除钾释放率外,林窗边缘两种凋落叶的质量损失率和养分释放率均显著高于林下.在1.5年分解过程中,两种凋落叶的质量损失率和碳释放率呈持续上升趋势.分解前90 d,两种凋落叶的质量损失速率和养分释放速率最快;分解90-360 d后,部分林窗出现氮和磷的富集现象;180-270 d和1.5年后,部分林窗出现钾的富集现象.随林窗面积增大,除钾释放率外,两种凋落叶在中型林窗边缘(400、600和900 m^2)具有较高的质量损失率和养分释放率.在凋落叶分解过程中,质量损失率和碳、氮释放率与土壤含水率均呈显著正相关.中型林窗(400-900 m^2)对凋落物的分解具有更显著的边缘效应,而这种边缘效应与物种有一定关联.因此,在马尾松低效林改造过程中,可利用中型林窗(400-900 m^2)边缘这一显著作用,引入乡土阔叶树种加速马尾松人工林的物质循环,维持林分地力.

关键词：林窗边缘效应凋落叶质量损失养分释放马尾松香樟

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