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机构

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作者

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45 篇 中文

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中亚热带常绿阔叶次生林和杉木人工林DOM的迁移与特征

中亚热带常绿阔叶次生林和杉木人工林DOM的迁移与特征

引用

作者：吕茂奎福建师范大学

学位级别：硕士

本研究以中亚热带米槠次生林和杉木人工林为研究对象,通过长期定位观测和室内分析大气降水、穿透雨和树干径流中DOM的通量及其化学组成特征,探讨不同森林林冠层DOM的浓度和化学组成的年内变化特征,为研究亚热带森林DOM的来源、迁移和功... 详细信息

本研究以中亚热带米槠次生林和杉木人工林为研究对象,通过长期定位观测和室内分析大气降水、穿透雨和树干径流中DOM的通量及其化学组成特征,探讨不同森林林冠层DOM的浓度和化学组成的年内变化特征,为研究亚热带森林DOM的来源、迁移和功能奠定基础。本文得到以下结论:通过对米槠次生林和杉木人工林林冠截留和地表径流的研究表明:米槠次生林和杉木人工林林内穿透雨量无显著差异,但米槠次生林树干径流量显著高于杉木人工林(P<0.05),前者树干径流量是后者的3.3倍;米槠次生林和杉木人工林的林冠截留率分别为20.3%和21.8%;米槠次生林和杉木人工林年地表径流量分别占降雨量的14.7%和13.1%,而且65.0%和65.1%的雨水进入土壤。说明米槠次生林和杉木人工林具有较好的水源涵养能力,但两者并没有显著性差异。米槠次生林和杉木人工林水文过程中DOC浓度和总量呈现一定规律性的变化。降雨中DOC浓度和总量分别为1.8 mg·L-1和24.8 kg·hm-2 yr-1,米槠次生林穿透雨DOC浓度和年通量均显著高于杉木人工林(P<0.05),杉木人工林树干径流DOC浓度虽极显著高于米槠次生林,但其年通量相对较小。大气降水、穿透雨和树干径流作为生态系统的输入源,穿透雨是其中输入DOC量最大的贡献者,米槠次生林和杉木人工林穿透雨分别输入163.1和84.2 kg·hm-2 yr-1,米槠次生林和杉木人工林树干径流输入DOC分别为26.6和21.7 kg·hm-2 yr-1。地表径流作为生态系统的输出环节,其所携带的DOC总量甚小,米槠次生林和杉木人工林分别为3.1和1.3 kg·hm-2 yr-1。由此可见,水文过程中输入土壤的DOC总量远大于地表径流所带走的,使得水文过程中大量DOC输入土壤,对土壤有机碳的积累具有重要贡献。水文过程中输入米槠次生林和杉木人工林土壤的DOC总量分别为211.5和129.4 kg·hm-2 yr-1,其土壤有机碳的积累具有不可忽视的作用。此外,米槠次生林林冠层穿透雨DOM质量明显高于杉木人工,而杉木人工林树干径流DOM结构复杂于米槠次生生林。通过加权法计算发现,米槠次生林林冠层输入DOM结构特征质量略复杂于杉木人工林;然而,作为输出的地表径流而言,杉木人工林地表径流DOM结构显著复杂于米槠次生林。说明米槠次生林生态系统输入和输出DOM质量没有显著差异,杉木人工林输出的DOM结构显著复杂输入。综述所述,米槠次生林转换成杉木人工林后,在一定程度上可能会导致土壤肥力下降,影响了生态系统维持相对稳定的能力。

关键词：可溶性有机质森林转换数量质量亚热带

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外生菌根真菌对川西亚高山云杉凋落叶分解的影响 ——以天然林转换为人工林为例

外生菌根真菌对川西亚高山云杉凋落叶分解的影响 ——以天然林转...

引用

作者：高浩英四川农业大学

学位级别：硕士

凋落叶分解是森林生态系统中土壤碳和养分输入的重要途径之一。目前,森林转换是土地利用改变的常见形式。大量研究表明,天然林转换为人工林造成了土壤养分和有机碳的损失。而外生菌根(ECM)真菌能够通过分泌酶或与腐生真菌之间相互作用... 详细信息

凋落叶分解是森林生态系统中土壤碳和养分输入的重要途径之一。目前,森林转换是土地利用改变的常见形式。大量研究表明,天然林转换为人工林造成了土壤养分和有机碳的损失。而外生菌根(ECM)真菌能够通过分泌酶或与腐生真菌之间相互作用而影响凋落叶分解过程。然而,森林转换导致的土壤碳和养分变化与外生菌根真菌群落变化有何生态关联,对于这个生物学机制我们还知之甚少。因此,本研究以川西亚高山云杉(Picea asperata)天然林和人工林为研究对象,通过沟槽处理去除或减少菌根真菌输入,同时设计原位凋落叶分解试验,动态监测天然林和人工林对照和沟槽子样地凋落叶分解特征、外生菌根真菌群落结构及多样性,阐明外生菌根真菌对凋落叶分解的影响,及其与森林转换的生态关联。主要结果如下: (1)外生菌根真菌群落组成及多样性沟槽处理显著降低了外生菌根真菌丰度;人工林外生菌根真菌相对丰度显著高于天然林;天然林和人工林门水平外生菌根真菌主要由担子菌门和子囊菌门组成;红菇属主要为天然林的优势属;地红菇属为人工林的优势属;沟槽处理和森林转换均显著降低外生菌根真菌丰富度指数(ACE指数和Chao1指数) (2)凋落叶分解特征外生菌根真菌丰度降低导致凋落叶木质素、纤维素降解加快及铁(Fe)元素残留率升高;随着分解时间的增加,凋落叶碳(C)、纤维素、钙(Ca)呈净释放状态,凋落叶N、P、木质素、K、Na和Mn元素则呈先富集后释放状态,凋落叶Fe、Mg元素则呈富集状态;天然林中仅凋落叶碳(C)残留率小于人工林,但氮(N)残留率却大于人工林; (3)外生菌根真菌、凋落叶分解特征及土壤理化性质的关系凋落叶K元素与子囊菌门相对丰度呈显著负相关;凋落叶C、N、P、K元素及纤维素含量与担子菌门相对丰度呈显著正相关,而凋落叶Fe、Ca元素含量与担子菌门相对丰度呈显著负相关。凋落叶K、Na元素含量与土壤K、Na元素含量呈显著负相关,随着凋落叶K、Na元素的释放,土壤K、Na元素含量升高。综上,我们的研究表明外生菌根真菌丰度、群落组成及多样性在林型和处理之间呈现明显差异。外生菌根真菌丰度的降低促进了凋落叶木质素和纤维素的降解,但抑制了凋落叶Fe元素的释放。凋落叶C和N受到林型的影响,但P、K、Ca、Na、Mg和Fe则不受林型影响。我们的研究结果可为深入理解土地利用变化背景下外生菌根真菌在土壤碳和养分循环中的作用提供重要的理论支持。

关键词：川西亚高山外生菌根真菌凋落叶分解森林转换

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外生菌根真菌对根凋落物分解和土壤生态功能的影响 ——以云杉天然林转换为人工林为例

外生菌根真菌对根凋落物分解和土壤生态功能的影响 ——以云杉天...

引用

作者：付双嘉四川农业大学

学位级别：硕士

森林转换通过改变植被群落组成影响外生菌根真菌群落和土壤碳及养分输入。根凋落物分解是调控土壤碳和养分输入及土壤生态功能的重要地下生态过程。有研究表明森林转换可能会导致土壤有机碳损失和生态功能的下降,而外生菌根真菌作为关... 详细信息

森林转换通过改变植被群落组成影响外生菌根真菌群落和土壤碳及养分输入。根凋落物分解是调控土壤碳和养分输入及土壤生态功能的重要地下生态过程。有研究表明森林转换可能会导致土壤有机碳损失和生态功能的下降,而外生菌根真菌作为关联地上和地下生态过程的关键因子,其群落变化与森林转换引起的土壤碳和养分输入及土壤生态功能的变化有何生态关联,对于这个科学问题还缺乏深入的研究和探讨。基于此,本研究以川西亚高山云杉(Picea asperata Mast)天然林和人工林为研究对象,通过外生菌根真菌原位去除实验(沟槽处理),测定土壤物理生化性质、根凋落物分解特征及土壤生态功能,阐明外生菌根真菌对根凋落物分解特征和土壤生态功能的影响,及其与森林转换的生态关联。结果表明: (1)土壤物理生化性质天然林向人工林转换导致土壤平均有机碳、全氮、硝态氮、全磷和镁含量分别降低。沟槽处理增加了土壤平均含水量和铵态氮含量,但降低了土壤全氮含量。此外,在根凋落物分解第24个月,沟槽处理导致天然林土壤有机碳含量显著降低32.8%,但人工林土壤有机碳含量增加13.8%。 (2)土壤生态功能天然林向人工林转换导致土壤氮矿化速率显著降低71.6%,同时也降低了分解第7个月的土壤β-葡萄糖醛酸酶活性(BLU)和酸性磷酸酶活性(AP),但却显著提高分解第7个月的多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性。沟槽处理降低了分解第7个月的土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、BLU和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶活性(NAG)。分解第24个月的NAG和AP高于其他分解时期。 (3)根系凋落物分解特征沟槽处理导致人工林根凋落物有机碳残留率降低9.7%,以及分解第7和12个月的天然林根凋落物的纤维素含量分别降低10.3%和35.0%。天然林根系凋落物质量残留率显著低于人工林凋落物;天然林中根凋落物碳氮磷残留率随时间呈下降趋势,而人工林根凋落物碳氮磷残留率没有明显的时间变化趋势;两种林型中根凋落物钾、钙、钠、镁残留率呈先富集后释放的趋势。 (4)外生菌根真菌、根系凋落物分解特征及土壤生态功能的关系外生菌根真菌丰度与凋落叶质量、碳、氮和钙残留率以及PPO和POD活性呈显著正相关关系。外生菌根真菌群落Chao 1指数与氮矿化速率呈显著正相关关系。根系凋落物的质量残留率与BLU、NAG、LAP呈显著负相关关系,与PPO和POD呈显著正相关关系。综上,我们研究发现森林转换导致了土壤碳和养分的损失以及生态功能的下降,外生菌根真菌对土壤碳和养分输入的影响受到林型变化的调控。本研究结果可为深入理解森林转换背景下外生外生菌根真菌在地下生态过程中的作用提供科学依据。

关键词：川西亚高山森林转换外生菌根真菌根系凋落物土壤生态功能

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天然林转换为人工林后土壤温室气体排放的动态变化

天然林转换为人工林后土壤温室气体排放的动态变化

引用

作者：张睿浙江农林大学

学位级别：硕士

森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,占土土陆地面积的33%,森林土壤土库占土土土壤土储量的40%左右。森林土壤是温室气体重要的排放环或吸收土。土地利用及覆被变化影响了土壤温室气体排放,改变了土土温室气体的收支平衡。森林... 详细信息

森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,占土土陆地面积的33%,森林土壤土库占土土土壤土储量的40%左右。森林土壤是温室气体重要的排放环或吸收土。土地利用及覆被变化影响了土壤温室气体排放,改变了土土温室气体的收支平衡。森林转换是土地利用变化的一种方式,通过改变林型的土壤理化性质和群落结构,直接或间接的影响土壤温室气体的排放或吸收。我国亚热带地区占土国陆地面积的25%左右,天然阔叶林是该地区的典型代表植被,随着商品林的开发,大面积的天然阔叶林经皆伐转变为人工林,显著改变了土壤土、氮循环和温室气体的排放。本研究以亚热带天然阔叶林（BL）和由天然林转换而来的针阔混论人工林（CB）、马尾松人工林（MP）和杉木人工林（CF）为研究对象,在浙江临安玲珑山通过一年的定位试验,系统研究了天然林转换为人工林后土壤温室气体（CO2、CH4和N2O）通量和土壤水溶性有机土、氮以及铵态氮、硝态氮含量的季节变化特征,探讨了亚热带天然阔叶林转换为人工林对土壤温室气体通量的影响及其机理。研究结果表明:（1）天然阔叶林和由天然阔叶林转换而来的针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林土壤CO2排放呈现一致的季节变化动态,表现为夏秋季高,冬春季低。天然阔叶林、针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林土壤CO2排放速率变化范围分别为:73.4-407.9 mg·m-2·h-1、60.9-417.8 mg·m-2·h-1、67.2-550.6 mg·m-2·h-1和14.9-434.9 mg·m-2·h-1,土壤CO2年累积排放量分别为:16.5 t·hm-2·a-1、17.1 t·hm-2·a-1、21.1 t·hm-2·a-1和12.0 t·hm-2·a-1,天然阔叶林转换为马尾松人工林,土壤CO2排放显著增加（P<0.05）;转换为杉木人工林,土壤CO2排放显著降低（P<0.05）;转换为针阔混论人工林,对土壤CO2排放没有显著影响。4种林地土壤CO2排放速率土土壤地下5cm温度均呈现显著性相关关系（P<0.05）,土土壤含水量均无相关性;多元线性回归分析的结果表明,天然阔叶林转换为马尾松人工林和杉木人工林显著论高了土壤呼吸对环环因子的敏感性,转换为针阔混论人工林土壤呼吸对环环因子的敏感性没有发生显著改变。（2）4种林地土壤N2O排放呈现一致的季节变化规律,夏秋季高,冬春季低,4种林地土壤均表现为N2O环。天然阔叶林、针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林土壤N2O年平均排放速率分别为:35.8 ug·m-2·h-1、18.1 ug·m-2·h-1、27.4ug·m-2·h-1和8.1 ug·m-2·h-1。4种林地土壤N2O年累积排放通量分别为:3.0 kg·hm-2·a-1、1.7 kg·hm-2·a-1、2.2 kg·hm-2·a-1和1.1 kg·hm-2·a-1,天然阔叶林转换为针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林后土壤N2O年累积排放量分别下降了42.2%、25.4%和63.1%。4种林地土壤N2O排放速率土土壤地下5cm温度和土壤铵态氮含量均呈现显著性相关关系（P<0.05）,土土壤含水量和土壤硝态氮含量均无相关性。（3）天然阔叶林、针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林土壤CH4吸收速率呈现一致的季节动态,最大值出现在8月,最小值出现在1月。4种林地土壤均表现为CH4土,天然阔叶林、针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林土壤CH4吸收速率变化范围分别为-38.5-245.7 ug·m-2·h-1、-96.0-172.6 ug·m-2·h-1、-58.7-176.3ug·m-2·h-1和-84.1-183.4 ug·m-2·h-1,4种林地土壤CH4年累积吸收量分别为5.5kg·hm-2·a-1、2.9 kg·hm-2·a-1、4.3 kg·hm-2·a-1和4.7 kg·hm-2·a-1。天然阔叶林转换为针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林后,土壤CH4年累积吸收通量分别下降了47.1%、22.5%和15.8%。4种林地土壤CH4吸收速率土土壤含水量均无相关性;除针阔混论人工林外,其他3种林地土壤CH4吸收速率均土土壤地下5cm温度呈显著相关关系。（4）天然阔叶林、针阔混论人工林、马尾松人工林和杉木人工林土壤排放温室气体的综合温室效应分别为:17.2t g·CO2·hm-2·a-1、17.5t g·CO2·hm-2·a-1、21.6t g·CO2·hm-2·a-1、和12.2 t g·CO2·hm-2·a-1;天然阔叶林转换为针阔混论人工林,土壤排放温室气体的综合温室效应未发生显著改变,转换为马尾松人工林,显著增加了土壤排放温室气体的综合温室效应,转换为杉木人工林显著降低了土壤温室气体的综合增温潜势。

关键词：森林转换 CO2、CH4和N2O 天然林人工林环环因子

来源：评论

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常绿阔叶林转换过程中物种组成与土壤性质的差异

常绿阔叶林转换过程中物种组成与土壤性质的差异

引用

作者：郭源江西农业大学

学位级别：硕士

森林转换过程中,不同林型的物种和土壤也会发生变化,但关于常绿阔叶林转换过程中物种组成和土壤性质的差异研究还比较匮乏。为加深对常绿阔叶林转换过程中不同林型差异的认识,本文以江西官山森林动态监测样地为平台,选择杉木林、毛竹林... 详细信息

森林转换过程中,不同林型的物种和土壤也会发生变化,但关于常绿阔叶林转换过程中物种组成和土壤性质的差异研究还比较匮乏。为加深对常绿阔叶林转换过程中不同林型差异的认识,本文以江西官山森林动态监测样地为平台,选择杉木林、毛竹林、针阔混交林、常绿-落叶阔叶林、常绿阔叶林及各林型中的优势树种,如杉木（Cunninghamia lanceolata）、毛竹（Phyllostachys heterocycla）、赤杨叶（Alniphyllum fortunei）、木荷（Schima superba）、甜槠（Castanopsis eyrei）作为研究对象,分析各林型的乔木、灌木和草本多样性特征,同时测定土壤性质、优势树种细根性状。结果如下:（1）不同林型的物种组成存在差异,其中乔木层常绿-落叶阔叶林的物种数（38）和Shannon指数（2.35）最大,其次是常绿阔叶林（26、2.14）,杉木林（9、1.34）最低;在灌木层和草本层中,杉木林的物种数（39、29）最高,而常绿阔叶林（24、16）最低,杉木林的Shannon指数（2.96、2.94）最高,而常绿阔叶林（2.51、2.63）最低。（2）从单株角度比较,甜槠细根的总比表面积最高为148.01 cm2/g,其次是木荷112.98 cm2/g,杉木最低为85.33 cm2/g;甜槠细根的总比根长最高为5.89 m/g,木荷次之为5.05 m/g,杉木最低为3.06 m/g。（3）不同林型的土壤理化性质和土壤酶活性差异较大,土壤酶综合指数从高到低的顺序分别为常绿-落叶阔叶林（0.51）、常绿阔叶林（0.42）、毛竹林（0.35）、针阔混交林（0.29）、杉木林（0.21）;土壤养分库综合指数中常绿-落叶阔叶林（1.99）最高,其次是常绿阔叶林（1.86）,杉木林（1.44）最低。常绿-落叶阔叶林0～10 cm土层的土壤肥力质量综合得分最高（7.674）。土壤理化性质与细根性状、土壤酶活性具有显著相关性。以上结果表明,官山保护区内不同林型间存在明显差异,在森林转换和自然保护的过程中,常绿-落叶阔叶林的乔木物种最丰富,土壤理化性质和土壤酶活性最有利于植物的生长,甜槠和木荷的细根性状比其他树种细根更具有优势。因此,在森林转换过程中,我们可以通过调节森林内部的物种组成推动次生林向常绿-落叶阔叶林转换来实现更好的生态功能。

关键词：森林转换物种多样性土壤理化性质土壤酶活性细根性状

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