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生态学报 2017年第4期37卷 1147-1158页

作者：葛晓改曾立雄肖文发黄志霖周本智中国林业科学研究院亚热带林业研究所富阳311400 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 国家林业局秭归森林生态系统定位观测研究站秭归443000

模拟n沉降对森林生态系统的影响是当今全球变化生态学研究的一个热点问题,土壤碳库对n沉降比较敏感,n沉降增加了凋落叶分解过程中外源n含量,间接影响凋落叶分解的化学过程并改变凋落叶分解速率,因此,研究模拟n沉降下凋落叶分解-土壤C-n... 详细信息

模拟n沉降对森林生态系统的影响是当今全球变化生态学研究的一个热点问题,土壤碳库对n沉降比较敏感,n沉降增加了凋落叶分解过程中外源n含量,间接影响凋落叶分解的化学过程并改变凋落叶分解速率,因此,研究模拟n沉降下凋落叶分解-土壤C-n关系对预测森林C吸存有重要意义。利用原位分解袋法研究了模拟n沉降下三峡库区不同林龄马尾松林(Pinus massoniana)凋落叶分解过程中凋落叶-土壤C、n化学计量响应及其关系;n沉降水平分对照(CK,0 g m^(-2)a^(-1))、低氮(Ln,5 g m^(-2)a^(-1))、中氮(Mn,10 g m^(-2)a^(-1))和高氮(Hn,15 g m^(-2)a^(-1))。结果表明:分解540 d后,n沉降促进20年生和30年生马尾松林凋落叶分解,46年生马尾松林中仅低氮处理促进凋落叶分解,4种处理均是30年生分解最快,说明同一树种起始n含量低的凋落叶对n沉降呈正响应,n沉降处理促进起始n含量低的凋落叶分解,起始n含量高的凋落叶分解过程中易达到"n饱和"。n沉降抑制20年生和46年生凋落叶C释放(低于对照0.62%—6.69%),促进30年生C释放(高于对照0.28%—5.55%);30年生和46年生林分n固持量均高于对照(高于对照0.15%—21.34%),20年生则低于对照(5.70%—13.87%),说明模拟n沉降处理促进起始C含量低的凋落叶C释放和起始n含量低的凋落叶n固持。n沉降处理下仅30年生马尾松林土壤有机碳较对照增加,且土壤有机质与凋落叶C、n和分解速率呈正相关,与凋落叶C/n比呈显著负相关;土壤总氮与凋落叶分解速率、凋落叶n含量呈正相关,土壤有机碳/总氮比与凋落叶C、n含量呈正相关;对照处理中凋落叶分解指标对土壤养分影响顺序是分解速率n比n含量,低、中、高氮处理中则是凋落物C含量n含量n比。研究表明低土壤养分含量马尾松林对n沉降呈正响应,n沉降促进低土壤养分马尾松林凋落叶分解并提高土壤肥力;凋落叶质量和土壤养分含量低的生态系统土壤C对n沉降响应更显著。

关键词：马尾松林模拟n沉降林龄凋落叶分解化学计量

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滇中亚高山不同森林土壤酶活性对模拟n沉降的响应

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林业科学研究 2021年第2期34卷 50-62页

作者：郑兴蕊王克勤宋娅丽张转敏张雨鉴潘禹西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

[目的]研究不同森林类型中模拟n沉降对土壤酶活性的影响,旨在为n素对区域森林土壤酶活性及土壤活动相关研究提供理论依据。[方法]以滇中磨盘山典型森林云南松(Pinus yunnanensis Franch.)林、高山栎(Quercus semecarpifolia Smith)林、... 详细信息

[目的]研究不同森林类型中模拟n沉降对土壤酶活性的影响,旨在为n素对区域森林土壤酶活性及土壤活动相关研究提供理论依据。[方法]以滇中磨盘山典型森林云南松(Pinus yunnanensis Franch.)林、高山栎(Quercus semecarpifolia Smith)林、华山松(Pinus armandii Franch.)林和常绿阔叶(Evergreen broad-leaf)林为研究对象,于2018年1月—2018年12月设置:对照(CK,0 g n·m^(-2)·a^(-1))、低n(Ln,5 g n·m^(-2)·a^(-1))、中n(Mn,15 g n·m^(-2)·a^(-1))和高n(Hn,30 g n·m^(-2)·a^(-1))4种n处理,测定不同施n水平4种林地0~5、5~10和10~20 cm土层蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性。[结果]表明:土壤深度对4种森林类型中8种土壤酶活性的影响均表现为10~20 cm土层土壤酶活性低于5~10 cm土层,降幅最高达76.8%,常绿阔叶林与云南松林土壤过氧化氢酶和高山栎林与云南松林土壤多酚氧化酶活性则在0~5 cm土层受到抑制,活性最低时仅为5~10 cm土层活性的15.4%;施n水平对土壤酶活性影响较为显著,Ln显著抑制了高山栎林土壤蔗糖酶与淀粉酶活性;各n处理对脲酶、蛋白酶无显著影响;除常绿阔叶林外,Ln处理显著提高了0~10 cm土层天门冬酰胺酶和酸性磷酸酶活性,各n处理抑制了华山松林土壤过氧化氢酶活性和各林分土壤多酚氧化酶活性,促进了高山栎林、云南松林土壤过氧化氢酶活性;森林类型对土壤蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶影响显著(Pn沉降下土壤蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性变化差异的重要因素;土壤多酚氧化酶对施n水平反应敏感,对森林类型反应较不敏感;8种土壤酶中,天门冬酰胺酶对不同土壤深度、不同施n水平和不同森林类型三者交互作用的响应最为敏感。

关键词：土壤酶模拟n沉降林分滇中亚高山

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三种南方主要造林树种苗木生长响应模拟n沉降的种间差异

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生态学杂志 2016年第2期35卷 300-307页

作者：庞丽周志春张一丰忠平中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江省林木育种技术研究重点实验室国家林业局马尾松工程技术研究中心浙江富阳311400 安顺学院贵州安顺561000 浙江省淳安县姥山林场浙江淳安311700

我国南方土壤缺P严重,加之近年来大气n沉降增加明显,导致森林土壤有效n含量增加和n/P发生改变,从而对林木的生长发育和生产力产生影响。本文选择马尾松、杉木和木荷等3种南方具有不同生长和生物学特性的主要针阔叶造林树种,设置低P胁迫... 详细信息

我国南方土壤缺P严重,加之近年来大气n沉降增加明显,导致森林土壤有效n含量增加和n/P发生改变,从而对林木的生长发育和生产力产生影响。本文选择马尾松、杉木和木荷等3种南方具有不同生长和生物学特性的主要针阔叶造林树种,设置低P胁迫下的模拟n沉降盆栽试验,研究n素增加下3种苗木生长发育及适应低P胁迫机制的种间差异。结果表明:1)模拟n沉降增加了马尾松和木荷生物量向地上部分的分配,增加了地上部分的生长量和生物量,但根系的生物量降低,2种幼苗的整株生物量变化均不显著。n素的增加严重抑制了杉木幼苗地上部分和根系的生长,整株生物量显著降低;2)模拟n沉降加剧了3种幼苗遭受低P胁迫的程度,其根系分泌性酸性磷酸酶(APase)活性及有机酸总量均增加。马尾松和木荷较杉木根系分泌物总量增加幅度大;3)模拟n沉降增加了3种幼苗叶n含量,降低了叶P含量,增加了叶n/P。杉木叶n/P增加幅度最大,马尾松叶最小。杉木叶n/P急剧增加,导致其叶P含量的相对匮缺,叶n、P素营养失衡,最终影响杉木叶光合作用。马尾松和木荷叶片n/P增加幅度较小,n素的增加促进了2种幼苗净光合速率的提高;4)n沉降下,马尾松、木荷表层土壤酸化程度较杉木大。杉木和马尾松土壤水解n含量增加幅度较木荷更大,这归因于木荷对土壤表层n的吸收和淋溶作用均较大,马尾松表层土壤n的淋溶作用较杉木强。3树种盆栽土壤有效P含量均降低,而表层土壤有效P含量均较底层高。

关键词：马尾松杉木木荷低P胁迫模拟n沉降

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杨树人工林细根碳水化合物及养分元素对模拟n沉降的响应

杨树人工林细根碳水化合物及养分元素对模拟N沉降的响应

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作者：杨鑫南京林业大学

学位级别：硕士

本研究基于江苏沿海地区6年生、10年生、17年生杨树人工林,进行模拟n沉降对杨树细根的影响研究,研究采用随机区组设计,设置了n0(0 g n·m-2·a-1)、n1(5 g n·m-2·a-1)、n2(10 g n·m-2·a-1)、n3(15 g n·m-2·a-1)、n4(30 g n·m-2·... 详细信息

本研究基于江苏沿海地区6年生、10年生、17年生杨树人工林,进行模拟n沉降对杨树细根的影响研究,研究采用随机区组设计,设置了n0(0 g n·m-2·a-1)、n1(5 g n·m-2·a-1)、n2(10 g n·m-2·a-1)、n3(15 g n·m-2·a-1)、n4(30 g n·m-2·a-1)五种施n浓度处理,以探讨不同林龄、不同季节及不同根序等级的杨树人工林细根碳水化合物、全C、全n等的含量对不同浓度模拟n沉降处理的响应机制,进而对杨树细根nSC/SC(非结构性碳水化合物与结构性碳水化合物比)、C/n(碳氮比)等进行分析,为森林生态系统中细根寿命解释及碳氮循环过程研究提供支持。主要研究结果及结论如下:(1)细根总碳水化合物含量、全n、全C含量在不同林龄、不同根序、不同季节间存在一定差异。总碳水化合物含量和全n含量均在6年生条件下取得最大值,分别为504.10mg·g-1和6.16 mg·g-1,全C含量则在17年生条件下取得最大值500.01 mg·g-1,均与对照差异显著(pn、全C均在1-3级根水平取得最大值,分别为524.89 mg·g-1、7.03 mg·g-1、478.74 mg·g-1,均与对照差异显著(pn、全C均在春季取得最大值,分别为5.86 mg·g-1、532.91 mg·g-1,均与对照差异显著(pn、全C含量均增大,可能与各元素在生长季参与进一步的蛋白质等的合成有关。(2)随施n浓度增大,细根中总的非结构性碳水化合物(nSC)含量先增大后减小,全部施n处理(n1-n4)均大于对照(n0),在n1条件下取得最大值173.53 mg·g-1,且与对照n0差异显著(pn1水平下取得最大值151.84 mg·g-1;细根中总的结构性碳水化合物(SC)含量呈先增大后减小的趋势,在n3条件下取得最大值355.19 mg·g-1,且与对照n0差异显著(pn3水平下取得最大值184.96 mg·g-1,木质素含量无显著性变化;非结构性和结构性碳水化合物的总和及nSC/SC均在n1条件下取得最大值,分别为525.38 mg·g-1和50.19%,且与对照n0差异显著(p模拟n沉降的响应在非结构性碳水化合物水平上主要表现为影响其淀粉含量,而在结构性碳水化合物水平上主要表现为影响其纤维素含量,且n1水平对总的碳水化合物含量及nSC/SC影响最大。(3)随施n浓度增大,n0-n4各施n浓度细根中全n含量逐渐增大,在n4水平下取得最大值5.76 mg·g-1,且n1-n4中全n含量均与对照n0差异显著(pn浓度下均差异不显著;C/n则出现了与全n含量相反的趋势,随施n浓度的增加,细根C/n逐渐减小,在n4水平下取得最小值84.27,且各施n浓度下均与对照n0差异显著(pn沉降主要通过影响其全n含量影响其C/n,进而影响其生命活动和形态建成。

关键词：模拟n沉降杨树人工林细根碳水化合物养分元素

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长期模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林生态系统化学计量特征的影响

长期模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林生态系统化学计量特征的影响

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作者：邱细容四川农业大学

学位级别：硕士

工业革命以来,人类活动制造并向大气排放了大量的活性氮(n),造成了全球性的n沉降问题。过去的半个世纪,全球范围内开展了大量研究以探索n沉降增加对生态系统的影响。然而对于长期氮沉降的研究却相对缺乏,为进一步长期n沉降持续增加对生... 详细信息

工业革命以来,人类活动制造并向大气排放了大量的活性氮(n),造成了全球性的n沉降问题。过去的半个世纪,全球范围内开展了大量研究以探索n沉降增加对生态系统的影响。然而对于长期氮沉降的研究却相对缺乏,为进一步长期n沉降持续增加对生态系统过程的影响,以华西雨屏区苦竹林人工林长期模拟氮沉降试验样地为基础,通过野外持续n添加(nHnO为n源)的试验方式,结合生态化学计量方法,将植物-凋落物-土壤作为一个整体,研究了苦竹生态系统化学计量特征对不同n添加梯度(CK、Ln、Mn和Hn,+0、+50、+150和+300 kg n·hm·a)的响应。结果表明:(1)竹叶n、P含量极显著高于竹枝、竹根和凋落叶n、P含量,竹叶C:n、C:P值最低,n:P值最高,各器官的C含量无显著差异。Ln处理提高竹叶C含量、C:n和C:P值,Mn处理减少了根C含量,Hn处理减少了竹叶C含量,增加了根C含量;n沉降显著降低了竹叶n含量,显著提高了根n含量和n:P,对竹枝和凋落叶的影响不显著。(2)模拟n沉降使苦竹林根际和非根际土壤的pH值极显著下降,苦竹林非根际C含量以及C:n、C:P也极显著降低,但是n沉降未对根际土壤C、n、P含量及其比值产生显著影响。(3)根际微生物量高于非根际微生物量,模拟n沉降显著降低了苦竹林根际土壤MBn和MBn:MBP,极显著提高了根际和非根际土壤MBC:MBn,非根际土壤MBP随n沉降量增加先增加后降低,根际和非根际土壤MBC:MBP和非根际土壤MBn:MBP随n沉降量增加先降低后升高。(4)根际酶活性高于非根际酶活性,模拟n沉降显著抑制了苦竹林根际土壤BG酶活性、根际和非根际(LAP+nAG)酶活性,使得苦竹林非根际(LAP+nAG):AP酶活性比值显著降低,根际BG:(LAP+nAG)、BG:AP、(LAP+nAG):AP酶活性比值随n沉降量增加先降低后升高,根际AP酶活性随n添加增加先升高后降低。综合以上结果,氮沉降对于竹叶和竹根的影响强于对竹枝和凋落叶的影响,植物具有一定的内稳性,其中竹枝的内稳性强于竹叶和竹根;n沉降对于土壤生态化学计量特征影响较植物明显,根际土壤的微生物量和酶活性均高于非根际土壤,根际和非根际土壤对大气n沉降的响应有很大的差异。根际的微生物量和酶活性对氮沉降的响应明显强于非根际土壤,这表明根际土壤对氮沉降的响应更为敏感。

关键词：模拟n沉降化学计量植物根际土壤非根际土壤

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