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Nitrogen addition reduced carbon mineralization of aggregates in forest soils but enhanced in paddy soils in South China

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Ecological Processes 2021年第1期10卷 597-607页

作者： Ruirui Cao longchi chen Xincun Hou Xiaotao Lü Haimei Li College of Landscape Architecture and Forestry Qingdao Agricultural UniversityQingdao 266109China. Huitong Experimental Station of Forest Ecology CAS Key Laboratory of Forest Ecology and ManagementInstitute of Applied EcologyChinese Academy of SciencesShenyang 110016China. Hunan Key Laboratory for Structure and Ecosystem Service of Subtropical Forest Huitong National Research Station of Forest EcosystemHuitong 418307China. Research and Development Center for Grasses and Environment Beijing Academy of Agriculture and Forestry SciencesBeijing 100097China.

Background:Despite the crucial role of nitrogen(N)availability in carbon(C)cycling in terrestrial ecosystems,soil organic C(SOC)mineralization in different sizes of soil aggregates under various land use types and their responses to N addition is not well *** investigate the responses of soil C mineralization in different sized aggregates and land use types to N addition,an incubation experiment was conducted with three aggregate-size classes(2000,250,and 53μm)and two land use types(a Chinese fir plantation and a paddy land).Results:Cumulative C mineralization of the<53-μm fractions was the highest and that of microaggregates was the lowest in both forest and paddy soils,indicating that soil aggregates enhanced soil C stability and reduced the loss of soil *** C mineralization in all sizes of aggregates treated with N addition decreased in forest soils,but that in microaggregates and the<53-μm fraction increased in paddy soils treated with 100μgNg−***,the effect sizes of N addition on C mineralization of forest soils were below zero,but those of paddy soils were above *** data indicated that N addition decreased SOC mineralization of forest soils but increased that of paddy ***:Soil aggregates play an important role in soil C sequestration,and decrease soil C loss through the increase of soil C stability,regardless of land use types.N addition has different effects on soil C mineralization in different land use *** results highlight the importance of soil aggregates and land use types in the effects of N deposition on the global terrestrial ecosystem C cycle.

关键词： Ultisol Land use type Microaggregates Soil organic carbon

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Influence of tree species on soil microbial residue accumulation and distribution among soil aggregates in subtropical plantations of China

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Ecological Processes 2023年第1期12卷 450-460页

作者： Yanli Jing Xuechao Zhao Shengen Liu Peng Tian Zhaolin Sun longchi chen Qingkui Wang Ecology Security and Protection Key Laboratory of Sichuan Province Mianyang Teachers’CollegeMianyang 621000China Huitong Experimental Station of Forest Ecology CAS Key Laboratory of Forest Ecology and ManagementInstitute of Applied EcologyShenyang 110016China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China College of Biological and Pharmaceutical Sciences China Three Gorges UniversityYichang 443000China School of Forestry and Landscape Architecture Anhui Agricultural UniversityHefei 230036China

Background Microbial residues are significant contributors to stable soil organic carbon(SOC).Soil aggregates effectively protect microbial residues against decomposition;thus,microbial residue accumulation and distribution among soil aggregates determine long-term SOC ***,how tree species influence accumulation and distribution of soil microbial residues remains largely unknown,hindering the chances to develop policies for SOC ***,we investigated microbial residue accumulation and distribution in soil aggregates under four subtropical tree species(Cunninghamia lanceolata,Pinus massoniana,Michelia macclurei,and Schima superba)after 29 years of *** Accumulation of microbial residues in the 0-10 cm soil layer was 13.8-26.7%higher under *** than that under the other tree species.A structural equation model revealed that tree species affected the accumulation of microbial residues directly by altering fungal ***,tree species significantly affected microbial residue distribution and contribution to SOC in the top 20 cm *** particular,microbial residue distribution was 17.2-33.4%lower in large macro-aggregates(LMA)but 60.1-140.7%higher in micro-aggregates(MA)under *** than that under the other species in the 0-10 cm soil layer,and 14.3-19.0%lower in LMA but 43-52.1%higher in MA under *** than that under *** and *** in the 10-20 cm soil ***,the contribution of microbial residues to SOC was 44.4-47.5%higher under *** than under the other tree *** findings suggest a higher stability of microbial residues under *** than that under the other studied tree *** Our results demonstrate that tree species influence long-term microbial persistence in forest soils by affecting accumulation and stabilization of microbial residues.

关键词： Tree species PLFA Amino sugar Soil aggregate Subtropical plantation

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Retention of harvest residues promotes the accumulation of topsoil organic carbon by increasing particulate organic carbon in a Chinese fir plantation

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Forest Ecosystems 2024年第5期11卷 720-727页

作者： Jiamin Yang Ke Huang Xin Guan Weidong Zhang Renshan Li longchi chen Silong Wang Qingpeng Yang Huitong Experimental Station of Forest Ecology CAS Key Laboratory of Forest Ecology and ManagementInstitute of Applied EcologyShenyang110016China Huitong National Research Station of Forest Ecosystem Hunan Key Laboratory for Structure and Ecosystem Service of Subtropical ForestHuaihua418307China Life Science Department Luoyang Normal UniversityLuoyang471934China College of Resources and Environment University of Chinese Academy of SciencesBeijing101408China

Background As commonly used harvest residue management practices in subtropical plantations,stem only harvesting(SOH)and whole tree harvesting(WTH)are expected to affect soil organic carbon(SOC)***,knowledge on how SOC and its fractions(POC:particulate organic carbon;MAOC:mineral-associated organic carbon)respond to different harvest residue managements is *** In this study,a randomized block experiment containing SOH and WTH was conducted in a Chinese fir(Cunninghamia lanceolata)*** effect of harvest residue management on SOC and its fractions in topsoil(0–10cm)and subsoil(20–40cm)was *** inputs(harvest residue retaining mass and fine root biomass)and microbial and mineral properties were also *** The responses of SOC and its fractions to different harvest residue managements varied with soil ***,SOH enhanced the content of SOC and POC in topsoil with increases of 15.9%and 29.8%,respectively,compared with ***,SOH had no significant effects on MAOC in topsoil and SOC and its fractions in *** results indicated that the increase in POC induced by the retention of harvest residue was the primary contributor to SOC accumulation,especially in *** harvest residue managements affected SOC and its fractions through different pathways in topsoil and *** plant inputs(the increase in fine root biomass induced by SOH)exerted a principal role in the SOC accumulation in topsoil,whereas mineral and microbial properties played a more important role in regulating SOC dynamics than plants inputs in *** The retention of harvest residues can promote SOC accumulation by increasing POC,and is thus suggested as an effective technology to enhance the soil carbon sink for mitigating climate change in plantation management.

关键词： Chinese fir plantation Soil organic carbon Particulate organic carbon Mineral-associated organic carbon Harvest residue management

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Allocation patterns of nonstructural carbohydrates in response to CO_(2)elevation and nitrogen deposition in Cunninghamia lanceolata saplings

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Journal of Forestry Research 2023年第1期34卷 87-98页

作者： Wenhui Zheng Renshan Li Qingpeng Yang Weidong Zhang Ke Huang Xin Guan longchi chen Xin Yu Qingkui Wang Silong Wang Fujian Provincial Key Laboratory of Resources and Environmental Monitoring and Sustainable Management and Utilization Sanming UniversitySanming 365004People’s Republic of China CAS Key Laboratory of Forest Ecology and Management Institute of Applied EcologyHuitong Experimental Station of Forest EcologyShenyang 110016People’s Republic of China Huitong National Research Station of Forest Ecosystem HuaihuaHuitong 418307People’s Republic of China Life Science Department Luoyang Normal UniversityLuoyang 471934People’s Republic of China Fujian Provincial Key Laboratory of the Development and Utilization of Bamboo Resources Sanming UniversitySanming 365004People’s Republic of China

Stored nonstructural carbohydrates(NSC)indicate a balance between photosynthetic carbon(C)assimilation and growth investment or loss through respiration and root *** play an important role in plant function and whole-plant level C ***_(2)elevation and nitrogen(N)deposition,which are two major environmental issues worldwide,aff ect plant photosynthetic C assimilation and C release in forest ***,information regarding the eff ect of CO_(2)elevation and N deposition on NSC storage in diff erent organs remains limited,especially regarding the trade-off between growth and NSC ***,here we analyzed the variations in the NSC storage in diff erent organs of Chinese fi r(Cunninghamia lanceolata)under CO_(2)elevation and N addition and found that NSC concentrations and contents in all organs of Chinese fi r saplings increased remarkably under CO_(2)***,N addition induced diff erential accumulation of NSC among various *** cally,N addition decreased the NSC concentrations of needles,branches,stems,and fi ne roots,but increased the NSC contents of branches and coarse *** increase in the NSC contents of roots was more pronounced than that in the NSC content of aboveground organs under CO_(2)*** role of N addition in the increase in the structural biomass of aboveground organs was greater than that in the increase in the structural biomass of *** result indicated that a diff erent tradeoff between growth and NSC storage occurred to alleviate resource limitations under CO_(2)elevation and N addition and highlights the importance of separating biomass into structural biomass and NSC reserves when investigating the eff ects of environmental change on biomass allocation.

关键词： Biomass partition CO_(2)elevation N deposition Nonstructural carbohydrates Structural biomass

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施石灰对杉木人工林土壤呼吸及其温度敏感性的影响

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应用生态学报 2023年第5期34卷 1194-1202页

作者：田宁黄雪梅陈龙池黄苛陶晓安徽农业大学林学与园林学院合肥230036 中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院会同森林生态实验站沈阳110016 亚热带森林生态系统结构与服务功能湖南省重点实验室湖南会同418300

我国酸沉降主要分布区域与杉木人工林主要分布区域重合,石灰添加是改良酸化土壤的有效措施。为探究酸沉降背景下施石灰对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,本研究以杉木人工林土壤为对象,在2018年6月一次性添加0、1和5 t·hm^(-2)的氧化钙,... 详细信息

我国酸沉降主要分布区域与杉木人工林主要分布区域重合,石灰添加是改良酸化土壤的有效措施。为探究酸沉降背景下施石灰对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,本研究以杉木人工林土壤为对象,在2018年6月一次性添加0、1和5 t·hm^(-2)的氧化钙,于2020年6月开始进行为期一年的原位土壤呼吸速率观测。结果表明:与不施石灰相比,施石灰显著提高了土壤pH值和交换性Ca^(2+)含量,不同石灰施用量之间无显著差异。杉木人工林土壤呼吸及其组分具有明显的季节差异,表现为夏季最高,冬季最低,施石灰未显著改变其季节动态特征。施石灰显著降低了土壤异养呼吸速率,提高了自养呼吸速率,最终导致施石灰对土壤呼吸无显著影响。土壤呼吸月动态变化与温度月动态变化基本保持一致,土壤呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,施石灰后土壤呼吸及自养呼吸的温度敏感性(Q_(10))呈上升趋势,土壤异养呼吸的Q_(10)呈下降趋势。综上,施石灰提高了杉木人工林土壤自养呼吸,显著降低了土壤异养呼吸,这有利于杉木人工林土壤固碳。

关键词：施石灰土壤呼吸温度敏感性土壤异养呼吸杉木人工林

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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

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松毛虫虫食叶和排泄物对土壤激发效应的影响

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应用生态学报 2023年第3期34卷 770-776页

作者：黄雪梅陈龙池田宁关欣胡亚林黄苛宿秀江陶晓安徽农业大学林学与园林学院合肥230036 中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院会同森林生态实验站沈阳110016 福建农林大学林学院森林生态稳定同位素研究中心福州350002 湖南白云山国家级自然保护区管理局湖南保靖416500 亚热带森林生态系统结构与服务功能湖南省重点实验室湖南会同418300

昆虫冠层取食导致大量的虫食叶和排泄物输入到地表,对森林土壤碳循环产生重要影响。然而,目前关于虫食叶和排泄物影响土壤激发效应的研究仍十分匮乏。本研究以马尾松为对象,应用13C同位素自然丰度法研究马尾松凋落叶、松毛虫虫食叶和排... 详细信息

昆虫冠层取食导致大量的虫食叶和排泄物输入到地表,对森林土壤碳循环产生重要影响。然而,目前关于虫食叶和排泄物影响土壤激发效应的研究仍十分匮乏。本研究以马尾松为对象,应用13C同位素自然丰度法研究马尾松凋落叶、松毛虫虫食叶和排泄物添加对土壤激发效应强度和方向的影响。结果表明:马尾松凋落叶、虫食叶和排泄物添加均促进土壤有机碳的分解,即产生正激发效应,且各处理之间差异显著。松毛虫排泄物诱导的累积激发效应最大,虫食叶次之,马尾松凋落叶诱导的累积激发效应最小。线性回归分析表明,在培养前期,激发强度与添加物全磷、缩合单宁、缩合单宁/P以及总酚含量呈显著正相关,与C/N、木质素/N、C/P、木质素/P呈显著负相关;在培养后期,激发强度与木质素含量呈显著负相关。综上,松毛虫虫害产生的虫食叶和排泄物提高了土壤激发效应强度,且在不同培养阶段控制激发强度的主导因子不同,这有助于加深对虫害影响森林土壤碳循环的认知,并提高对虫害影响森林生态系统碳汇的估算精度。

关键词： ^(13)C自然丰度有机碳分解激发效应马尾松排泄物

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杉木种植和磷添加对土壤微生物生物量及胞外酶活性的影响

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应用生态学报 2023年第3期34卷 631-638页

作者：豆梦珂张伟东杨庆朋陈龙池刘晔嘉胡亚林福建农林大学林学院森林生态-稳定同位素研究中心福州350002 中国科学院沈阳应用生态研究所/中国科学院森林生态与管理重点实验室/会同森林生态实验站沈阳110016 亚热带森林生态系统结构与服务功能湖南省重点实验室湖南会同418307 湖南省沅陵县林业局湖南沅陵419699

植物可以通过凋落物和根系分泌物改变土壤微生物生物量及碳氮磷转化胞外酶活性,进而影响土壤碳氮磷循环过程。然而,针对土壤磷有效性如何影响植物与土壤微生物之间的关系依然不清楚。本研究在不同磷添加水平下(0、1.95、3.9、7.8、15.6 ... 详细信息

植物可以通过凋落物和根系分泌物改变土壤微生物生物量及碳氮磷转化胞外酶活性,进而影响土壤碳氮磷循环过程。然而,针对土壤磷有效性如何影响植物与土壤微生物之间的关系依然不清楚。本研究在不同磷添加水平下(0、1.95、3.9、7.8、15.6 g P·m-2·a^(-1)),分析杉木种植对土壤微生物生物量和碳氮磷转化胞外酶活性的影响。结果表明:杉木种植显著改变了土壤微生物生物量与碳氮磷转化胞外酶活性,而且影响程度受磷添加水平的调控。在不添加磷处理下,种植杉木显著降低了土壤养分有效性,并引起土壤酸化,导致磷限制加剧,抑制土壤微生物生物量。磷添加逐渐减缓磷限制,随着磷添加水平的升高(1.95、3.9、7.8、15.6 g P·m^(-2)·a^(-1))土壤酸性磷酸酶活性比对照分别降低30.0%、30.5%、35.3%和47.1%。在3个磷添加水平处理下(1.95、3.9、7.8 g P·m^(-2)·a^(-1)),杉木对土壤微生物生长的抑制作用得到缓解。在高水平磷添加处理下(15.6 g P·m^(-2)·a^(-1)),由于磷添加引起的氮养分限制,杉木种植对土壤微生物再次呈抑制作用。杉木种植和土壤磷有效性共同调控土壤微生物生物量与胞外酶活性,改变磷限制。

关键词：磷添加杉木种植土壤微生物生物量胞外酶活性养分限制

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直接前方入路和经上关节囊通道辅助入路全髋关节置换术治疗髋关节疾病的短期疗效

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右江医学 2024年第9期52卷 797-802页

作者：李小磊王诗寒刘睿周陈龙驰陈辉扬州大学临床医学院/苏北人民医院关节外科江苏扬州225001

目的探讨直接前方入路(DAA)及经上关节囊通道辅助入路(SuperPATH)全髋关节置换术(THA)治疗髋关节疾病的短期疗效。方法回顾性分析2016年7月至2017年12月因髋关节疾病在苏北人民医院关节外科行初次全髋关节置换手术的41例患者,其中DAA组1... 详细信息

目的探讨直接前方入路(DAA)及经上关节囊通道辅助入路(SuperPATH)全髋关节置换术(THA)治疗髋关节疾病的短期疗效。方法回顾性分析2016年7月至2017年12月因髋关节疾病在苏北人民医院关节外科行初次全髋关节置换手术的41例患者,其中DAA组19例,SuperPATH组22例。比较两组术前、出院前及术后6个月的Harris评分、手术时间、第一次下床时间、住院时间、VAS评分、术中失血量、第3天的血红蛋白变化值和白蛋白变化值以及围手术期并发症的发生情况。结果DAA组及SuperPATH组患者一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。DAA组患者手术时间长于SuperPATH组(P0.05)。DAA组患者术中出血量、第3天血红蛋白及白蛋白的变化量明显高于SuperPATH组(P0.05)。两组患者围手术期并发症发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论DAA入路与SuperPATH入路均是全髋关节置换术治疗髋关节疾病的有效手术入路,均具有恢复快创伤小的优点。

关键词：直接前方入路经上关节囊通道辅助入路全髋关节置换术股骨头坏死股骨颈骨折

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杉木不同组织/器官非结构性碳水化合物含量及其对修枝的响应

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生态学报 2024年第20期44卷 9391-9400页

作者：植可翔关欣黄苛王娇杨佳敏张伟东陈龙池杨庆朋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 中国科学院大学资源与环境学院北京101408 湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究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

了解杉木非结构性碳水化合物(NSC)含量的分配格局及其对修枝的响应有助于加深对杉木生理特性的认识,为杉木人工林设立合理的修枝强度提供参考。以18年生杉木人工林为对象,设置了3个修枝强度处理,分别为对照、轻度修枝(保留冠长的75%)和... 详细信息

了解杉木非结构性碳水化合物(NSC)含量的分配格局及其对修枝的响应有助于加深对杉木生理特性的认识,为杉木人工林设立合理的修枝强度提供参考。以18年生杉木人工林为对象,设置了3个修枝强度处理,分别为对照、轻度修枝(保留冠长的75%)和重度修枝(保留冠长的50%)。用单因素方差分析比较了杉木不同组织/器官中NSC及其组分(可溶性糖、淀粉)含量的差异以及修枝对细根、粗根的NSC及其组分含量的影响,用重复测量方差分析研究了修枝与叶龄、枝条年龄以及树干高度对NSC及其组分含量的影响。结果表明,各组织/器官间NSC及其组分含量存在显著差异。具体来说,上冠叶、中冠叶和树皮的可溶性糖含量最高,分别为(90.00±3.62)、(90.28±3.83)mg/g和(89.72±3.16)mg/g,粗根中的淀粉含量最高,达到了(78.08±20.85)mg/g,而上冠叶片的总NSC含量最高,为(148.25±4.89)mg/g。此外,随着叶龄的增加,中冠叶片的可溶性糖含量显著上升,而随着枝条年龄的增加,上冠和下冠枝条平均可溶性糖含量分别下降了45.4%和53.1%,NSC含量则分别下降了32.9%和39.7%。树干中NSC及其组分含量存在显著的空间变异,各组织(树皮、边材和心材)间可溶性糖和淀粉含量的沿树干高度的变化趋势并不相同。而修枝对细根和粗根的NSC及其组分含量并没有显著影响。此外,轻度修枝中,下冠叶片的平均淀粉含量分别比重度修枝和对照高18.6%和19.1%,且总NSC含量也分别高15.3%和23.7%,而重度修枝并未影响杉木各组织/器官NSC及其组分的含量。研究表明,杉木整体NSC含量存在显著的空间变异,且适度修枝能够提高下冠叶片以及整体冠层的NSC含量,提高杉木的碳源供应。

关键词：非结构性碳修枝分配格局杉木

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