分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2018-06-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 气候变化下，不同生态策略的树种对环境变化有着不同的响应能力，影响其叶片淋溶产生的DOM（Dissolved organic matter）的数量和质量，进而影响土壤的养分循环。通过探究亚热带地区不同生态策略树种叶片DOM数量及光谱学特征的差异，评估不同数量和结构特征DOM输入到土壤对养分循环的影响。本研究选取6种树种鲜叶进行浸提，其中竞争型（Competitive，C）和忍耐型（Stress-tolerant，S）各3种（树参（Dendropanax dentiger），黄绒润楠（Machilus grijsii），黄牛奶树（Symplocos cochinchinensis（Lour.）），细柄阿丁枫（Altingia gracilipes），丝栗栲（Castanopsis fargesii）和罗浮栲（Castanopsis faberi））。通过溶解性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）、溶解性有机氮（Dissolved organic nitrogen，DON）表征DOM的数量特征，通过紫外吸收值（Special Ultraviolet-Visible Absorption，SUVA），腐殖化指标（Humification index，HIX）和傅里叶红外光谱（Fourier-transform infrared，FTIR）等光谱指标表征DOM质量特征。结果表明：不同生态策略树种的叶浸提液中可溶性有机碳浓度无显著差异，但是C策略树种浸提液中可溶性有机氮浓度大于S策略的DON浓度。此外，S策略的芳香化指数（Aromatic index，AI）和腐殖化指数（HIX）均高于C策略。C策略树种的发射荧光强度也高于S策略，说明C策略树种DOM腐殖化程度较低，易分解物质含量高；S策略难分解物质多，腐殖化程度较高。傅里叶红外光谱结果表明，各树种叶浸提的DOM存在相似的吸收峰，其中以H键键合的-OH伸缩振动最强且C策略树种结果相对简单，验证了荧光光谱的结果。总体而言，与C策略相比，S策略树种叶片浸提的DOM结构更复杂，养分含量更高。这可能是因为，S策略树种对环境变化具有更高的适应性。由于其DOM结构相对复杂，输入土壤后减缓土壤碳周转速率，在未来气候变化情景下，S策略树种可能有利于土壤碳汇的形成。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2018-06-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 可溶性有机质（Dissolved organic matter，DOM）作为土壤可溶性有机碳的重要来源，进入土壤之后通过改变土壤微生物数量和活性影响土壤矿化。DOM输入对土壤微生物呼吸和熵值的研究多集中在表层土壤，但对深层土壤微生物呼吸和熵值的影响关注较少。通过室内培养实验（120 d）研究米槠（Castanopsis carlesii）鲜叶DOM添加对表层土壤（0-10 cm）和深层土壤（40-60 cm）微生物呼吸及其土壤代谢熵和微生物熵的影响，为揭示DOM输入对亚热带森林土壤碳过程的影响提供理论依据。结果表明，在培养第1天，添加DOM的表层和深层土壤CO2瞬时排放速率均显著高于对照（P P qCO2）显著低于对照的深层土壤和DOM添加处理的表层土壤qCO2（P P < 0.05），而DOM添加处理的表层土壤、对照的表层土壤与深层土壤的微生物熵分别是培养第3天的68%、79%和21%，说明DOM添加提高了深层土壤质量。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 本文选取我国中亚热带杉木人工林土壤进行短期增温以及减少50%降雨试验, 利用光谱技术研究增温及减少降雨对土壤可溶性有机质(DOM)数量和结构的影响。试验设对照(CT)、增温(W, 土壤温度增高5℃)、减少降雨(P, 自然降雨量减少50%)、增温与减少降雨交互作用(WP)4 种处理。结果表明: 1)增温增加了土壤可溶性有机碳(DOC)数量,使DOM 的芳香性指数和腐殖化指数减小, 结构变得简单易于分解; 0~10 cm 土层的土壤DOM 含有较多的烷烃, 酯类物质较少; 10~20 cm土层的DOM则含有较多的碳水化合物。2)减少降雨使土壤水分相对减少, 土壤DOC的数量降低。0~10 cm土层土壤DOM的芳香性指数和腐殖化程度降低, DOM含有大量的烷烃; 而10~20 cm 土层土壤DOM的芳香性指数和腐殖化指数升高, 碳水化合物少。减少降雨处理使土壤可溶性有机氮(DON)数量增加。3)增温和减少降雨的交互作用增加了DOC 和DON 的数量, 降低了DOM 的芳香化程度和腐殖化程度; 使0~10 cm 土层的DOM 含有较多的碳水化合物, 而10~20 cm 土层的DOM 碳水化合物较少。4)对于0~10 cm 土壤, 增温对土壤DOM 的数量及结构的 作用最强; 随着土壤深度增加到10~20 cm, 减少降雨的作用逐渐明显, 其对DOM 结构的影响也达到显著水平。温度及降水对DOM 的数量及化学结构的变化具有重要意义, 该研究结果可以为阐释全球气候变化背景下土壤DOM 的动态周转及预测未来森林土壤碳氮的变化趋势提供科学依据。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 本文选取我国中亚热带杉木人工林土壤进行短期增温以及减少50%降雨试验, 利用光谱技术研究增温及减少降雨对土壤可溶性有机质(DOM)数量和结构的影响。试验设对照(CT)、增温(W, 土壤温度增高5℃)、减少降雨(P, 自然降雨量减少50%)、增温与减少降雨交互作用(WP)4 种处理。结果表明: 1)增温增加了土壤可溶性有机碳(DOC)数量,使DOM 的芳香性指数和腐殖化指数减小, 结构变得简单易于分解; 0~10 cm 土层的土壤DOM 含有较多的烷烃, 酯类物质较少; 10~20 cm土层的DOM则含有较多的碳水化合物。2)减少降雨使土壤水分相对减少, 土壤DOC的数量降低。0~10 cm土层土壤DOM的芳香性指数和腐殖化程度降低, DOM含有大量的烷烃; 而10~20 cm 土层土壤DOM的芳香性指数和腐殖化指数升高, 碳水化合物少。减少降雨处理使土壤可溶性有机氮(DON)数量增加。3)增温和减少降雨的交互作用增加了DOC 和DON 的数量, 降低了DOM 的芳香化程度和腐殖化程度; 使0~10 cm 土层的DOM 含有较多的碳水化合物, 而10~20 cm 土层的DOM 碳水化合物较少。4)对于0~10 cm 土壤, 增温对土壤DOM 的数量及结构的 作用最强; 随着土壤深度增加到10~20 cm, 减少降雨的作用逐渐明显, 其对DOM 结构的影响也达到显著水平。温度及降水对DOM 的数量及化学结构的变化具有重要意义, 该研究结果可以为阐释全球气候变化背景下土壤DOM 的动态周转及预测未来森林土壤碳氮的变化趋势提供科学依据。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-03-08 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 为揭示全球变暖背景下杉木人工林幼苗与其伴生的其它植物间的对土壤养分的竞争关系和适应性，本研究采用埋设加热电缆进行土壤增温（+5℃）技术，在福建省三明市陈大国有采育场内建立杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗试验小区，包括对照（NW）与增温（WNW）处理（均不除草）。采用内生长环法与土钻法相结合，测定增温对杉木幼苗及伴生的其他植物（主要为山油麻Helicteres angustifolia、东南野桐Mallotus lianus）等细根生物量、呼吸、形态、及根组织氮浓度的短期影响。结果表明，（1）增温显著降低了杉木 < 1mm细根生物量，而显著增加了其他植物 < 1mm细根生物量。增温显著提高了其他植物 < 1mm细根的氮浓度，显著降低了其比根长（SRL）和比表面积（SRA）；同时降低了比根呼吸（参比温度18℃，SRR18），表明细根呼吸对增温产生了驯化现象。而增温对杉木细根的氮浓度没有显著影响，却显著提高了<1mm细根比表面积；同时增温对杉木SRR18没有显著影响，表明杉木细根呼吸没有产生驯化现象。（2）SRR18u与比根长间的关系受到增温的显著影响，但树种以及增温×树种的交互作用没有显著影响，表明杉木和其他植物细根竞争能力与维持成本间的平衡关系均受到增温的共同影响。综上结果显示，相较于杉木，伴生的其他植物在增温环境中对地下资源的竞争具有更强的优势，能通过增加细根生物量迅速抢夺吸收因增温而加速矿化的土壤养分，同时通过生理和形态的调整，减少根系单位质量的维持成本，从而提高其对全球变暖的适应性；而杉木在增温条件下面临其他植物的强烈竞争，细根生物量降低，处于不利地位，为了满足生长所需，需增大比根长和比根表面积，且因细根呼吸没有产生驯化现象，从而增加了细根单位质量的维持成本，说明杉木对全球变暖的适应性低于其他植物。该研究结果对于全球变暖下杉木人工林的管理具有重要意义。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-03-08 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 评估不同深度土壤的CO2通量是研究土壤碳动态的重要手段。目前有关皆伐火烧对森林土壤碳排放的影响研究仅局限于表层土壤，而对不同深度土壤碳排放影响鲜见报道。以米槠（Castanopsis carlesii）次生林（对照）及其皆伐火烧后林地为研究对象，利用非红外散射CO2探头测定土壤CO2浓度，并结合Fick第一扩散法则估算不同深度（0-80 cm）土壤CO2通量。结果表明：（1）皆伐火烧改变土壤向大气排放的表观CO2通量，在皆伐火烧后的2个月内土壤表观CO2通量显著高于对照68%；2个月后，土壤表观CO2通量低于对照37%。（2）皆伐火烧后，除10-20 cm的CO2通量提高外，其余各深度（0-10、20-40、40-60 cm和60-80 cm）的CO2通量均降低。同时，皆伐火烧改变不同土层对土壤呼吸的贡献率，降低0-10 cm土层的贡献率，提高10-20 cm土层的贡献率。（3）对照样地仅0-10 cm土壤CO2通量与温度呈显著指数相关，10-40 cm深度CO2通量则与土壤含水率呈显著线性相关。皆伐火烧后0-10 cm和10-20 cm处土壤的CO2通量均与温度呈指数相关。说明皆伐火烧改变了不同深度土壤CO2通量对于环境因子的响应。因此为准确评估和预测皆伐火烧对土壤与大气间碳交换的影响，应考虑皆伐火烧后不同时期土壤CO2通量的变化，以及不同深度土壤CO2通量对皆伐火烧的响应。
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