了解关门山国家森林公园的森林景观格局动态变化规律,为调控森林资源演替方向和速度,优化森林景观格局提供重要依据。运用空间景观模型LANDIS Pro 7.0和景观格局分析软件Fragstats 4.2模拟关门山国家森林公园未来300年(2018~2318年)的...
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了解关门山国家森林公园的森林景观格局动态变化规律,为调控森林资源演替方向和速度,优化森林景观格局提供重要依据。运用空间景观模型LANDIS Pro 7.0和景观格局分析软件Fragstats 4.2模拟关门山国家森林公园未来300年(2018~2318年)的树种斑块面积比、景观聚集度指数、景观多样性指数、景观分维度指数和均匀度等景观指数动态变化。结果表明:落叶松是针叶林的优势树种,栎类是阔叶林的优势树种。从整体来看,落叶松的斑块面积比总体呈现增长趋势。在自然演替下,森林植被将朝着针叶林的方向演替发展;在景观聚集度指数方面,针叶林树种的聚集程度先降低后缓慢升高,阔叶树种中椴树的聚集程度变化相对稳定,呈小幅度变化;榆树是模拟过程中变化幅度最大的树种,白蜡树的聚集程度在整个模拟阶段中不断下降直至演替结束;在模拟的300年中,各个优势树种的景观分维度指数均在1.0~1.1间变化,表明其景观斑块边缘的变化程度均较小且规则;均匀度指数和多样性指数均呈先下降后上升最后缓慢下降的趋势。关门山国家森林公园森林植被在自然演替下最终朝着针叶林方向发展,应及时调控森林植被结构和组成,可以适当对落叶松进行抚育渐伐,优化森林景观格局,使关门山国家森林公园的景观格局变化更加符合公园管理需求,切实保护和开发利用好森林景观资源,促进植物群落健康稳定发展。
人类活动导致氮和磷输入到草原生态系统,对土壤有机碳循环产生影响,但是土壤微生物呼吸(Soil microbial respiration,Rs)及其温度敏感性(Q10)对于氮沉降和磷有效性增加的响应还存在争议。因此,依托多伦草原氮添加样地(0、50 kg N hm-2 ...
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人类活动导致氮和磷输入到草原生态系统,对土壤有机碳循环产生影响,但是土壤微生物呼吸(Soil microbial respiration,Rs)及其温度敏感性(Q10)对于氮沉降和磷有效性增加的响应还存在争议。因此,依托多伦草原氮添加样地(0、50 kg N hm-2 a-1和100 kg N hm-2 a-1),并添加磷进行室内恒温培养(10℃和15℃),研究氮添加和磷有效性增加对Rs及其Q10的影响。结果发现:氮添加显著降低胞壁酸含量和显著增加真菌丰富度(Fungal richness, F-richness)。与N0处理相比,N50和N100处理使累积呼吸量显著降低了61.2%和67.1%,但Q10显著升高了32.7%和50.8%;磷有效性增加没有对累积呼吸量及其Q10产生显著影响。逐步回归结果表明,F-richness和pH值分别是累积呼吸量及其Q10最重要的影响因子。研究表明氮添加抑制Rs,减少土壤有机碳损失,但增加气候变暖对多伦草原土壤有机碳分解的影响,在全球变暖背景下增加土壤有机碳排放的不确定性。
【目的】探究硫和锰添加对长白山森林土壤和腐殖质顽固性有机碳的矿化速率及其温度敏感性(Q10)的影响,为评估长白山森林碳元素的生物地球化学循环对大气硫输入的响应提供科学依据。【方法】采集长白山阔叶红松林、杨桦林和高山苔原土壤以及阔叶红松林和杨桦林腐殖质样品,进行室内培养试验。首先将样品置于25℃预培养90天,以移除易分解的活性碳组分,之后分别加入2 mL MnCl2、NaCl、MnSO4和Na2SO4溶液(Mn添加量为3 mg·g^-1有机碳),对照处理加入等体积的双蒸水,分别置于25和35℃下培养30天,于第1、3、6、10、15、21和30天测定释放的CO2量,并计算顽固性有机碳矿化速率、累积矿化量和有机碳矿化的温度敏感性(Q10)。在培养结束时(第30天),采用磷脂脂肪酸生物标记(PLFA)法测定土壤和腐殖质样品的磷脂脂肪酸总量。【结果】在MnCl2和NaCl处理间及在MnSO4和Na2SO4处理间,土壤和腐殖质的顽固性有机碳矿化速率、累积矿化量和Q10无显著差异(P>0.05);腐殖质的顽固性有机碳矿化速率在4种处理之间无显著差异;土壤顽固性有机碳矿化速率在MnSO4处理下得到提高(P<0.05),而MnCl2处理对其无显著影响;添加可MnSO4和Na2SO4显著提高3种土壤和杨桦林腐殖质顽固性有机碳累积矿化量(P<0.05),而添加MnCl2和NaCl处理则无显著影响,表明供试土壤和腐殖质有机碳矿化受到硫添加的影响,而不是锰添加;添加硫和锰可显著降低阔叶红松林土壤顽固性有机碳矿化速率Q10(P<0.05),而对杨桦林和高山苔原土壤无显著影响;阔叶红松林和杨桦林腐殖质的微生物总量在MnSO4处理下显著提高(P<0.05),而MnCl2处理对其无显著影响;MnSO4添加可提高土壤的微生物总量,特别是高山苔原土壤显著高于对照(P<0.05)。【结论】硫添加可显著提高长白山森林土壤的顽固性有机碳矿化速率和累积矿化量,而锰添加则无显著影响。考虑到硫对土壤有机碳矿化的重要性,今后建立土壤有机碳矿化模型时应将硫输入作为一个重要参数。
生物炭由于其稳定的化学性质及对陆地生态系统土壤碳平衡的潜在用途被广泛关注。森林火灾的发生导致大量的生物炭向森林土壤输入。但生物炭输入对森林土壤有机碳(SOC)激发效应的影响及氮有效性如何调控这一过程尚不明确。本研究通过向亚热带常绿阔叶林土壤中同时添加生物炭(相当于添加SOC含量的5%)和氮(相当于添加土壤全氮含量的0、5%、10%的硝酸铵),探讨生物炭引起的激发效应对氮添加的响应。结果表明:氮添加对生物炭分解没有影响,0、5%、10%氮处理的生物炭分解量分别为添加量的1.0%、1.0%、1.1%;激发释放的CO2量分别为9.0±2.1、8.3±2.4、5.9±0.8 g C·kg^-1 SOC。生物炭显著加速SOC分解,造成强烈的正激发效应(47.2%)。氮添加在整个培养期间对SOC分解没有显著影响,但在不同培养阶段其效应有所不同,前期激发效应强度由40.3%增长至63.1%,而后期使激发效应强度由51.1%下降至17.4%。不论有无氮添加,生物炭输入造成土壤净碳增加。研究表明,生物炭在亚热带森林土壤碳固持中扮演重要角色,并可能缓解未来气候变暖。
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