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不同菌根类型树种土壤氮、磷有效性特征及影响因素研究进展

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生态学杂志 2024年第7期43卷 2208-2221页

作者：苏颖佳杨凯张乾徐爽于立忠张金鑫中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 中国科学院大学北京100049

不同菌根类型树种在氮、磷循环中起着重要作用,主要通过微生物、凋落物分解、根系分泌等作用影响土壤氮、磷循环和有效性。为深入了解菌根树种——丛枝菌根树种和外生菌根树种之间氮、磷循环的差异,本文对近30年研究进行综述,明确不同... 详细信息

不同菌根类型树种在氮、磷循环中起着重要作用,主要通过微生物、凋落物分解、根系分泌等作用影响土壤氮、磷循环和有效性。为深入了解菌根树种——丛枝菌根树种和外生菌根树种之间氮、磷循环的差异,本文对近30年研究进行综述,明确不同菌根树种土壤氮、磷有效性特征,分析菌根类型树种对土壤氮、磷有效性影响的非生物因素和生物因素。结果表明,树种菌根类型对土壤氮、磷有效性影响明显不同,丛枝菌根树种土壤氮有效性高于外生菌根树种,而酸性土壤中外生菌根树种土壤磷有效性高于丛枝菌根树种。丛枝菌根树种凋落物质量高(低碳氮比、低木质素),与能快速矿化有机物的微生物(腐生真菌)相适应,引起快速的养分循环速率,因此使土壤无机氮有效性提高;而外生菌根树种酶促能力强、根系分泌能力强,促进土壤无机磷有效性的提高。在今后的研究中,需结合树种的功能性状和系统发育史,分析树种菌根类型对土壤氮、磷有效性的影响。

关键词：丛枝菌根树种外生菌根树种氮有效性磷有效性微生物凋落物

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新疆伊犁地区野杏树衰退的水碳生理机制

植物生态学报 2024年

作者：欧阳艺蕾龚雪伟段春旸张驰马尘扬韩鹏张元明郝广友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中国科学院大学中国科学院沈阳应用生态研究所大青沟沙地生态实验站中国科学院新疆生态与地理研究所

新疆野杏(Prunus armeniaca var. ansu)是世界杏的起源种之一,具有重要的经济和生态价值,近年来新疆野杏林出现了严重的衰退死亡现象,开展相关衰退机制研究对其资源保育和恢复具有重要意义。该研究以新疆伊犁地区相对健康(枯枝率≤30%)... 详细信息

新疆野杏(Prunus armeniaca var. ansu)是世界杏的起源种之一,具有重要的经济和生态价值,近年来新疆野杏林出现了严重的衰退死亡现象,开展相关衰退机制研究对其资源保育和恢复具有重要意义。该研究以新疆伊犁地区相对健康(枯枝率≤30%)和严重衰退(枯枝率≥70%)的野杏树为研究对象,分析了碳失衡和木质部水力功能损伤在介导该树种衰退死亡过程中所起的作用。研究结果表明,严重衰退野杏树枝条水平的叶面积显著减少,但比叶质量、相对叶绿素含量和气孔导度在严重衰退和相对健康野杏树之间无显著差异。严重衰退野杏树的正午叶片水势、枝条水分传输效率和栓塞抵抗力均显著低于相对健康的野杏树,发生了明显的木质部水分传输障碍。严重衰退野杏树的非结构性碳水化合物(NSC)总含量低于相对健康的野杏树,但枝条木质部中可溶性糖与淀粉含量比例显著升高。水分传输效率的下降伴随着固碳能力和NSC库存的降低,碳失衡进一步导致树木对病虫害的防御能力降低,形成恶性循环最终导致树木衰退死亡。

关键词：野杏树木死亡水力障碍碳失衡

沙地云杉液流周向和径向变异及其对蒸腾耗水估算的影响

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应用生态学报 2024年第9期35卷 2483-2491页

作者：刘鑫宋立宁张金鑫朱新玮赵玉民郑青山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沈阳110016 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站/中国科学院清原森林生态系统观测研究站沈阳110016 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁省公益林生态与管理重点实验室沈阳110016 内蒙古白音敖包国家级自然保护区管理局内蒙古赤峰025300

本文利用热扩散技术研究了浑善达克沙地东缘天然沙地云杉树干不同方位(东、南、西、北)和不同深度(0~2、2~4、4~6 cm)的液流动态及其对蒸腾耗水估算的影响,为精准量化沙地云杉天然林蒸腾耗水量和理解树木水分关系提供科学依据。结果表明... 详细信息

本文利用热扩散技术研究了浑善达克沙地东缘天然沙地云杉树干不同方位(东、南、西、北)和不同深度(0~2、2~4、4~6 cm)的液流动态及其对蒸腾耗水估算的影响,为精准量化沙地云杉天然林蒸腾耗水量和理解树木水分关系提供科学依据。结果表明:沙地云杉不同方位树干液流日变化呈单峰曲线,呈现出南面>东面>西面>北面;不同边材深度树干液流呈单峰曲线,且随边材深度的增加而降低。与4个方位液流密度平均值计算的耗水量(23.57 kg·d^(-1))相比,采用东南、东西、西南、东北、南北、西北两个方位平均值计算的耗水量分别高估10.2%、5.5%、14.5%和低估12.3%、8.2%、9.8%;采用东、南、西和北单一方位计算的耗水量分别高估6.1%、14.4%、15.4%和低估30.7%。采用0~2、2~4和4~6 cm单一边材深度液流密度测算的耗水量较采用3个边材深度平均值测算的耗水量(48.51 kg·d^(-1))分别高估18.8%、低估1.7%和低估62.9%。沙地云杉树干液流具有明显的周向和径向变化特征,而且显著影响整树耗水量的估算;在树干东北两个方位同时安装0~2 cm探针能够有效降低整树耗水量估算误差(4.2%),准确量化沙地云杉单株耗水量,进而提高单株向林分尺度扩展的蒸腾耗水量的估算精度。

关键词：沙地云杉液流密度周向差异径向差异蒸腾量估算

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辽西北沙化土地植被生产力关键影响因素

应用生态学报 2024年第1期35卷 49-54页

作者：刘洪顺布仁仓王正文常禹熊在平齐丽高越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

本研究基于土壤理化性质数据、地形数据、气候数据和植被自身特征,分别从区域尺度、像元尺度和样地尺度分析辽宁省西北部沙化土地的植被生产力,揭示影响沙化土地植被生产力的关键因素。在区域尺度,建立随机森林模型,探究地形因子、气候... 详细信息

本研究基于土壤理化性质数据、地形数据、气候数据和植被自身特征,分别从区域尺度、像元尺度和样地尺度分析辽宁省西北部沙化土地的植被生产力,揭示影响沙化土地植被生产力的关键因素。在区域尺度,建立随机森林模型,探究地形因子、气候因子和植被自身特征对植被生产力的影响;在像元尺度,对植被覆盖度与气候因子进行相关性分析;在样地尺度,将234个样本的土壤理化性质与地形因子和植被自身特征相结合,采用随机森林模型计算各因子的重要值。结果表明:当模型中只考虑土壤养分,不考虑其他因子时,土壤养分能解释24.8%的净初级生产力空间变化;当模型中增加地形因子时,模型可解释40%的净初级生产力空间变化;当模型中增加植被覆盖度和叶面积指数时,模型可解释72.8%的净初级生产力空间变化。综合分析,植被覆盖度、叶面积指数是影响研究区植被生产力最重要的因子,其次为地形因子,气候因子影响较小。

关键词：沙化土地尺度植被结构土壤养分地形条件气候条件

光温水对树木初生生长和次生生长影响的研究进展

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应用生态学报 2024年第9期35卷 2455-2462页

作者：周明慧张婷李荣平闫巧玲中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与保育重点实验室(中国科学院)沈阳110016 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 中国科学院大学北京100049 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166

树木生长包括初生生长和次生生长,其活动和休眠周期会影响森林生产力和碳汇能力,研究光温水等环境条件对树木生长的影响对于预测全球气候变化背景下森林生产力和固碳能力的变化具有重要意义。本文综述了光照、温度和降水对树木初生生长... 详细信息

树木生长包括初生生长和次生生长,其活动和休眠周期会影响森林生产力和碳汇能力,研究光温水等环境条件对树木生长的影响对于预测全球气候变化背景下森林生产力和固碳能力的变化具有重要意义。本文综述了光照、温度和降水对树木初生生长、次生生长以及二者之间同步性/异步性影响的机理,指出了现有研究中存在的不足,例如,较少关注树木根系生长对环境条件的响应与适应,忽视光温水对树木生长影响的生理机制等。在此基础上,提出今后应加强对地下根系生长的研究,重视环境因子影响树木生长过程中的生理变化,完善树木生长过程中的源汇限制理论,关注基于过程的预测模型,从而为预测未来森林生产力和固碳能力变化、提出科学的森林管理对策提供依据。

关键词：温度水分光周期初生生长次生生长生产力固碳能力

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森林生态系统中木腐真菌功能性状研究进展

生态学杂志 2024年第9期43卷 2587-2595页

作者：薛健斌陈丽婷魏玉莲森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 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

木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程。功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有... 详细信息

木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程。功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有助于揭示物种共存的机制。本文回顾了木腐真菌功能性状研究的发展历程,总结了近年来基于木腐真菌功能性状研究的科学问题,包括木腐真菌在传播、扩散和定殖的性状特征,菌丝生长与获取营养物质的功能性状,真菌群落多样性的形成机制及其功能类群,木腐真菌降解倒木过程中的多种酶及相关酶基因特征,并介绍了目前木腐真菌研究通用的功能性状指标与测定方法。尽管上述研究对于了解木腐真菌的功能性状已有了长足进步,但由于真菌种类繁多、性状多样,目前对真菌功能性状的研究并不系统深入。提高对木腐真菌物种功能性状作用的认识,包括木腐真菌物种共存、群落构建及生物多样性维持等,可以加深对真菌群落功能机制性的了解。

关键词：木腐真菌功能性状功能多样性群落构建

植物功能性状对森林土壤有机质积累影响的研究进展

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生态学杂志 2024年第9期43卷 2566-2573页

作者：张乾杨凯周长剑张金鑫苏颖佳高添卢德亮辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 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

植物功能性状是植物为适应外界环境而表现出的个体特征和属性,影响植物的存活、生长与繁殖,并且对土壤功能也产生影响。本文通过汇总已有研究,进行了如下总结:1)分析了植物功能性状的分类及其与土壤肥力的关系;2)明确了植物功能性状对... 详细信息

植物功能性状是植物为适应外界环境而表现出的个体特征和属性,影响植物的存活、生长与繁殖,并且对土壤功能也产生影响。本文通过汇总已有研究,进行了如下总结:1)分析了植物功能性状的分类及其与土壤肥力的关系;2)明确了植物功能性状对土壤有机质积累的影响,以及影响方向和强度受土壤氮磷循环与碳饱和状态的作用。此外,从植物功能性状与土壤有机质组分和稳定性的关系方面探讨了植物功能性状对土壤有机质长期积累存留的影响;3)探讨了森林生态系统植物功能性状影响土壤有机质的凋落物和微生物作用机制。在此基础上,提出未来植物功能性状与土壤有机质研究重点,包括:通过先进的技术和方法,明确植物功能性状与土壤有机质积累的植物⁃微生物互作过程和机理,阐明全球变化背景下植物功能性状对土壤有机质积累影响的生态过程和机理。

关键词：植物功能性状土壤有机质森林生态系统叶凋落物根系土壤微生物群落

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东北半干旱区外来植物入侵现状评估

应用生态学报 2024年第1期35卷 73-79页

作者：张悦马巍格刘谷娥周全来郭佳曹伟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沈阳110016 沈阳农业大学生物科学技术学院沈阳110866

外来入侵植物在东北半干旱区早有发现,但总体入侵现状却鲜有报道。本研究通过野外调查、标本采集、查阅标本平台和文献资料,建立了东北半干旱区外来入侵植物数据库。结果表明:东北半干旱区外来入侵植物共10科26属34种,其中菊科植物居多,... 详细信息

外来入侵植物在东北半干旱区早有发现,但总体入侵现状却鲜有报道。本研究通过野外调查、标本采集、查阅标本平台和文献资料,建立了东北半干旱区外来入侵植物数据库。结果表明:东北半干旱区外来入侵植物共10科26属34种,其中菊科植物居多,有9个属(34.6%)11个种(32.4%);豆科、茄科、禾本科有11个属(42.3%)15个种(44.1%);入侵植物中草本植物有33种,占绝对优势(97.1%)。入侵等级为1级和2级的全国性入侵植物各有7种,均占总数的20.6%;入侵等级为4级的种数最多,有17种,占总数的50%。源于北美洲和欧洲的外来入侵植物最多,占64.7%,而源于南美洲、亚洲和非洲的外来入侵植物共占35.3%。44.1%的外来入侵植物是有意引入,而无意引入的占55.9%。东北半干旱区81.3%的县(市)有外来入侵植物分布,入侵形势十分严峻。

关键词：东北半干旱区外来入侵植物入侵等级原产地分布格局

气候变暖对森林生态系统碳汇功能的影响:机制、方法和主要进展

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生态学杂志 2024年第9期43卷 2551-2565页

作者：方运霆刘冬伟段伊行黄凯王文超秦玉婧王盎王超刘娱齐图影森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 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 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳100016 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016

森林是重要的碳汇,每年吸收化石燃料燃烧释放二氧化碳量的33%。自1850年来全球气温已经增加了1.1℃,未来全球气温可能会增加到2.7~4.8℃。但全球变暖对森林碳汇功能影响方向、程度及其机制存在激烈的争议,严重影响对全球未来气候变化的... 详细信息

森林是重要的碳汇,每年吸收化石燃料燃烧释放二氧化碳量的33%。自1850年来全球气温已经增加了1.1℃,未来全球气温可能会增加到2.7~4.8℃。但全球变暖对森林碳汇功能影响方向、程度及其机制存在激烈的争议,严重影响对全球未来气候变化的预测和政府碳排放控制政策的制定。本文综述了全球变暖对森林生态系统碳汇功能影响的机制、研究方法和主要结论。在此基础上,分析现有研究的不确定性,并提出未来的研究方向。

关键词：气候变暖森林生态系统碳汇控制实验树木生长土壤呼吸物候