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3种混交林造林初期土壤真菌群落结构特征

生态学报 2024年第8期44卷 3360-3371页

作者：杨慧琴向涌旗吕倩尹必然汤智韧张妍陈刚赖家明范川李贤伟四川农业大学林学院成都611130 长江上游森林资源保育与生态安全国家林业与草原局重点实验室&长江上游林业生态工程四川省重点实验室成都611130

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB... 详细信息

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB:银杏Ginkgo biloba⁃桢楠Phoebe zhennan;CB:香椿Toona sinensis⁃红豆杉Taxus wallichiana⁃桢楠Phoebe zhennan;MB:鹅掌楸Liriodendron chinense⁃乐昌含笑Michelia chapensis⁃香椿Toona sinensis⁃玉兰Yulania denudata)表层(0—20 cm)土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子,并以草灌化未造林地作对照(CK),研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明:(1)不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK,表现为MB>BB>CB>CK,主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。(2)土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异,其中子囊菌门占绝对优势,MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P<0.05)。与CK相比,球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低。(3)通过非度量多维尺度(NMDS)与置换多元方差(Adonis)分析表明,造林初期,造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异(P<0.01)。冗余分析(RDA)分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子;被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关,与全钾呈负相关。(4)真菌群落主要以腐生营养型为主,病理营养型次之;造林后腐生营养型真菌相对丰度降低,而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加(P<0.05);MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加(P<0.05);真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤碳氮比(C/N)、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变,阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显,其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。

关键词：土壤真菌群落功能类群土壤理化性质造林初期混交林

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川西亚高山云杉天然林和人工林土壤酶化学计量特征比较

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1531-1539页

作者：高浩英付双嘉宋世钰 Samra Batool 王丽霞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四川农业大学林学院成都611130

土壤酶以及化学计量比是表征土壤养分可用性和微生物养分限制的关键指标。然而,对川西亚高山天然林转换为人工林后土壤酶活性和化学计量比的变化特征及其关键驱动因素尚不清晰。本研究以川西亚高山云杉天然次生林和人工林为对象,测定了... 详细信息

土壤酶以及化学计量比是表征土壤养分可用性和微生物养分限制的关键指标。然而,对川西亚高山天然林转换为人工林后土壤酶活性和化学计量比的变化特征及其关键驱动因素尚不清晰。本研究以川西亚高山云杉天然次生林和人工林为对象,测定了两种林分的土壤理化性质和酶活性。结果表明:(1)天然林土壤碳氮比(C∶N)显著低于人工林(P研究结果表明,在本区域内人工林土壤养分管理中,需充分考虑微生物对氮素的需求。

关键词：川西亚高山天然林人工林酶化学计量比云杉

雪被减少对亚高山森林凋落叶酸不溶性组分动态特征的影响

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四川农业大学学报 2024年第3期42卷 638-644,665页

作者：陈玉莲杜婷张玉游成铭张丽谭波徐振锋李晗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成都611130

【目的】凋落叶酸不溶性组分(acid-insoluble residue, AIR)是森林土壤有机质形成的重要前体,其降解过程可能受到全球气候变暖导致的雪被减少的影响,但具体机制仍不清晰。【方法】以川西亚高山森林落叶树种红桦(Betula albosinensis)和... 详细信息

【目的】凋落叶酸不溶性组分(acid-insoluble residue, AIR)是森林土壤有机质形成的重要前体,其降解过程可能受到全球气候变暖导致的雪被减少的影响,但具体机制仍不清晰。【方法】以川西亚高山森林落叶树种红桦(Betula albosinensis)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,通过野外雪被控制(50%和100%雪被减少)和凋落物分解实验,探究雪被减少对凋落叶分解各关键时期AIR降解的影响。【结果】在2 a的分解过程中,红桦和四川红杉凋落叶AIR含量总体呈增加趋势,且分别增加了50.37%和39.63%。相较于自然雪被,雪被减少处理下凋落叶AIR的残留量更高,说明雪被减少促进了凋落叶分解过程中AIR的积累,但这种促进作用在分解1a后逐渐减弱。同时,与四川红杉凋落叶在整个分解过程中始终呈现AIR累积不同,初始N、P含量较高的红桦凋落叶在分解初期即表现出AIR净损失,表明AIR的降解存在物种差异。此外,相关性和回归分析结果表明,凋落叶AIR降解分别与pH、N和木质素含量呈正相关关系,与均温、P和纤维素含量以及微生物生物量碳呈负相关关系。【结论】雪被减少促进了亚高山森林凋落叶分解过程中AIR的累积,且受到环境因子、叶片养分和结构性碳含量以及微生物生物量的共同调控,研究结果为深入理解亚高山森林生态系统的物质循环过程提供了科学依据。

关键词：酸不溶性组分雪被减少凋落叶分解亚高山森林 pH

青花椒雄蕊调控基因ZaPI的克隆、鉴定与表达模式分析

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四川农业大学学报 2024年第1期42卷 73-84,165页

作者：张秋月马乐洵郑皓吴涵王凯龚伟王景燕惠文凯四川农业大学林学院/四川省长江上游林业生态工程重点实验室成都610000

【目的】探究青花椒雄蕊分化关键B类基因及其核酸和蛋白序列特性,并分析其在雌雄花分化过程的表达模式,为青花椒花芽性别分化的遗传调控机制提供候选基因和数据支撑。【方法】基于青花椒转录组和基因组数据库,提取雌雄花分化过程中差异... 详细信息

【目的】探究青花椒雄蕊分化关键B类基因及其核酸和蛋白序列特性,并分析其在雌雄花分化过程的表达模式,为青花椒花芽性别分化的遗传调控机制提供候选基因和数据支撑。【方法】基于青花椒转录组和基因组数据库,提取雌雄花分化过程中差异表达的所有B类MADS-box家族基因,并分析获取关键成员;克隆关键成员基因编码序列,全面剖析核酸和蛋白序列特性;并解析其在11种不同组织器官以及雌雄花分化过程的表达模式。【结果】青花椒雌雄花分化过程的差异基因中共有11个B类MADS-box家族基因,其中Zardc17043(ZaPI)的表达量最高,且在雄花中极显著特异表达。该ZaPI编码序列全长624 bp,共编码207个氨基酸,含有77个氨基酸组成的MADS-box结构域和84个氨基酸组成的K-box结构域,蛋白相对分子量为24.29 kD,是位于11号染色体包含4个外显子和3个内含子且定位于细胞核的亲水性蛋白;系统进化分析显示,青花椒ZaPI与同为芸香科(Rutaceae)的克莱门柚(Citrus clementina)和甜橙(Citrus sinensis)亲缘关系最近。此外,青花椒ZaPI基因编码序列共预测到54个转录因子结合位点,主要涉及植物生殖生长和抗逆过程等多种调控途径。顺式作用元件分析发现,ZaPI启动子区富含光信号、植物激素、逆境胁迫等相关的顺式作用元件。同时,该基因在根茎叶刺等营养器官中几乎不表达,雌花分化过程的表达量也相对较低,但在雄花分化过程中呈极显著上调趋势。【结论】研究所获得的ZaPI基因与雄蕊的分化显著相关,可能与植物激素等多种信号分子互作参与了青花椒的雄蕊形成过程。研究所获结果对于进一步探究青花椒雄蕊形成的分子机制,培育高产青花椒种质资源提供了丰富的理论支撑。

关键词：性别分化 MADS基因家族 B类基因青花椒生物信息学分析

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三种混交林造林初期土壤真菌群落结构研究

生态学报 2024年

作者：杨慧琴向涌旗吕倩尹必然汤智韧张妍陈刚赖家明范川李贤伟四川农业大学林学院长江上游森林资源保育与生态安全国家林业与草原局重点实验室&长江上游林业生态工程四川省重点实验室

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能，但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。本研究通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混... 详细信息

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能，但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。本研究通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林（BB：银杏Ginkgo biloba-桢楠Phoebe zhennan;CB：香椿Toona sinensis-红豆杉Taxus wallichiana-桢楠Phoebe zhennan;MB：鹅掌楸Liriodendron chinense-乐昌含笑Michelia chapensis-香椿Toona sinensis-玉兰Yulania denudata）表层（0—20 cm）土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子，并以草灌化未造林地作对照（CK），研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明：（1）不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK，表现为MB>BB>CB>CK，主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。（2）土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异，其中子囊菌门占绝对优势，MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P<0.05)。与CK相比，球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低。（3）通过NMDS与Adonis分析表明，造林初期，造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异（P<0.01）。RDA分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子；被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关，与全钾呈负相关。（4）真菌群落主要以腐生营养型为主，病理营养型次之；造林后腐生营养型真菌相对丰度降低，而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加（P<0.05）;MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加（P<0.05）；真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤C/N、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变，阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显，其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。

关键词：土壤真菌群落功能类群土壤理化性质造林初期混交林

陆地生态系统植物碳、氮和磷含量对增温的响应：Meta分析

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应用生态学报 2024年

作者：黄路路周慧玲王启帆赵欣然陈锦辉游成铭徐琳谭波徐振锋徐红伟四川农业大学林学院碳汇研究中心/长江上游林业生态工程四川省重点实验室

本研究采用Meta分析方法，整合发表在全球的55篇文章的264组数据，研究增温时间和增温强度对植物碳、氮、磷含量的影响。结果表明：增温显著降低植物地上碳（效应值为-1.7%）、地下碳（-4.0%）、枯落物碳（-3.7%）、地上氮（-7.0%）和... 详细信息

本研究采用Meta分析方法，整合发表在全球的55篇文章的264组数据，研究增温时间和增温强度对植物碳、氮、磷含量的影响。结果表明：增温显著降低植物地上碳（效应值为-1.7%）、地下碳（-4.0%）、枯落物碳（-3.7%）、地上氮（-7.0%）和枯落物氮（-6.4%）含量。在生态系统类型水平上，增温显著降低草地植物地上碳（-0.8%）、地上氮（-5.9%）、地下碳（-7.4%）、枯落物碳（-2.1%）和枯落物氮（-13.4%）含量，而显著增加灌丛植物地上碳(+2.7%)和森林的枯落物磷(+42.4%)含量。短期增温（2 ℃增温强度降低植物地上磷（-3.7%）和地下磷（-6.5%）含量。植物地上碳和地上氮的效应值与湿度指数呈显著正相关。增温对陆地生态系统植物碳、氮和磷含量均表现为负效应，且这种影响受增温时间和增温强度的调节。

关键词：增温植物养分含量养分利用效率生态系统功能 Meta分析

华西雨屏区不同林龄柳杉人工林表层土壤磷组分特征

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生态学杂志 2024年第3期43卷 623-632页

作者：杨宬君张鑫马孟平胡一帆洪宗文熊仕臣刘宣游成铭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/华西雨屏区人工林生态系统研究长期科研基地/四川农业大学生态林业研究所成都611100 四川省夹江县自然资源局四川夹江614100 安徽省全椒县神山国有林场安徽全椒239500

磷是限制植物生产力的重要养分之一,但土壤磷组分随林木生长发育阶段的变化特征仍不清楚。本研究以四川盆地华西雨屏区洪雅林场7个林龄(6、12、23、27、32、46、52 a)柳杉人工林为对象,采集0~20 cm土壤样品,运用Hedley磷分级法测定土壤... 详细信息

磷是限制植物生产力的重要养分之一,但土壤磷组分随林木生长发育阶段的变化特征仍不清楚。本研究以四川盆地华西雨屏区洪雅林场7个林龄(6、12、23、27、32、46、52 a)柳杉人工林为对象,采集0~20 cm土壤样品,运用Hedley磷分级法测定土壤磷组分含量,探究不同林龄柳杉人工林土壤磷组分的差异。结果表明:柳杉人工林土壤全磷含量为231.93~370.27 mg·kg^(-1),在幼龄林(6 a)最低,中龄林(12 a)最高;土壤总无机磷和总有机磷含量随林龄增加呈先增后降和增加的趋势。总无机磷占全磷的比例随林龄增加呈下降趋势,而总有机磷则相反。活性无机磷组分、活性有机磷组分和中等活性有机磷组分含量随林龄增加而增加,可能与pH降低和有机碳增加有显著关联。中龄林(12 a)和成熟林(32 a)的中等活性无机磷组分含量显著高于其他林龄。稳定态磷组分含量随林龄增加呈先增加后降低趋势,土壤容重增加和土壤含水率降低是重要影响因素。多元线性回归模型与Pearson相关性分析表明,活性无机磷与林龄无显著相关,中等活性有机磷随林龄增加而升高能正向影响活性无机磷生成。本研究发现表层土壤磷组分会随着林龄增加发生变化,这有助于对相应林龄土壤磷素出现的问题提出解决措施,为柳杉人工林提质增效与土壤肥力维持提供理论依据。

关键词：华西雨屏区林龄针叶人工林土壤养分 Hedley磷分级

树种对土壤物理性质的影响——7种亚热带树种同质园试验

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四川农业大学学报 2024年第3期42卷 606-612页

作者：郭冉洪宗文袁亚玲兰婷游成铭徐振锋谭波四川农业大学林学院林业碳汇研究中心/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局重点实验室成都611130

【目的】通过了解树种差异对土壤物理性质的影响,为亚热带人工林树种优化及土壤改良提供理论依据。【方法】试验以亚热带同质园7个阔叶树种,即大叶樟(Cinnamomum septentrionale)、桤木(Alnus cremastogyne)、油樟(Cinnamomum longepani... 详细信息

【目的】通过了解树种差异对土壤物理性质的影响,为亚热带人工林树种优化及土壤改良提供理论依据。【方法】试验以亚热带同质园7个阔叶树种,即大叶樟(Cinnamomum septentrionale)、桤木(Alnus cremastogyne)、油樟(Cinnamomum longepaniculatum)、天竺桂(Cinnamomum japonicum)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliate)和香椿(Toona sinensis)为研究对象,在立地5 a后(2015-2020年)测定不同树种人工林和邻近撂荒地各土层(0~10、10~20和20~30 cm)土壤容重、总孔隙度、坚实度和抗剪强度的变化规律。【结果】①相较于撂荒地,树种显著影响0~30 cm土壤容重、0~10 cm和20~30 cm土壤坚实度和总孔隙度、20~30 cm土壤抗剪强度;②油樟、大叶樟、天竺桂和香樟4种樟属植物表层土壤容重整体高于其他树种,但土壤总孔隙度则相反;③土壤容重、土壤坚实度和土壤抗剪强度总体随土壤深度的增加而增大,变化范围分别为1.22~1.54 g/cm^(3)、143.9~335 N/cm^(3)和0.49~2.25 kg/cm^(2),土壤总孔隙度则呈现相反的变化趋势,变化范围为47.26%~52.55%;④土层深度显著影响土壤容重、总孔隙度、坚实度和抗剪强度,树种和土壤层次的交互作用显著影响土壤总孔隙度。【结论】树种可能通过改变凋落物输入和根系活动影响土壤理化性质,种植樟属植物可改善土壤物理特性。

关键词：同质园土壤容重土壤总孔隙度土壤坚实度土壤抗剪强度

华西雨屏区不同林龄柳杉人工林土壤磷组分特征

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生态学报 2024年第2期44卷 686-698页

作者：胡一帆刘宣李宇熊仕臣张璐瑶李济宏袁春阳徐振锋游成铭谭波徐红伟徐琳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成都611130 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 华西雨屏区人工林生态系统研究长期科研基地成都611130

磷是限制陆地生态系统生产力的关键养分因子。当前尚不了解不同土壤磷组分随柳杉林龄增长如何变化,及其与土壤微生物群落的关系。以华西雨屏区不同林龄(7年生幼龄林、13年生中龄林、24年生近熟林、33年生成熟林,53年生过熟林)柳杉(Crypt... 详细信息

磷是限制陆地生态系统生产力的关键养分因子。当前尚不了解不同土壤磷组分随柳杉林龄增长如何变化,及其与土壤微生物群落的关系。以华西雨屏区不同林龄(7年生幼龄林、13年生中龄林、24年生近熟林、33年生成熟林,53年生过熟林)柳杉(Cryptomeria japonica var.sinensis)人工林为研究对象,采用Hedley磷素分级方法、磷脂脂肪酸分析法(PLFA)来探究不同林龄柳杉人工林土壤磷组分的分布模式及影响因子。结果表明:不同林龄和土壤深度土壤磷各组分含量差异显著。随林龄增加,可溶性磷和磷灰石含量逐渐减少,残余态磷含量逐渐增加,其余磷组分含量先增加后降低。除可溶性磷、浓盐酸提取态无机磷和残余态磷组分外,其余土壤磷组分含量表现为上层(0—15 cm)高于下层(15—30 cm)。偏门特尔检验表明,微生物群落与土壤磷组分之间存在显著关联。回归分析发现,碳与有机磷比值和酸性磷酸酶活性呈正相关。冗余分析显示,pH、土壤有机碳、土壤含水量,全氮和土壤容重是影响土壤磷组分变化的主导因子。研究显示,造林初期的土壤磷组分快速积累,在中龄林阶段达到最大值,随着柳杉人工林林龄的增加,土壤中磷的限制逐渐加强,土壤磷组分含量在成熟林之后逐渐下降。这些结果可为为柳杉人工林的培育及可持续经营管理提供科学依据。

关键词：土壤磷组分林龄土壤深度柳杉人工林