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长白山垂直带森林叶片-凋落物-土壤连续体有机碳动态——基于稳定性碳同位素分析 被引量：29
1
作者 司高月 李晓玉 +5 位作者 程淑兰 方华军 于贵瑞 耿静 何舜 于光夏 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第16期5285-5293,共9页
稳定性碳同位素自然丰度(δ^(13)C)记录着生态系统碳循环过程的关键信息,常被用于评价全球变化情景下陆地生态系统碳的动态。以长白山北坡垂直带4种典型森林生态系统为研究对象,测定乔木建群种叶片、凋落物以及不同深度土壤有机碳(SOC)... 稳定性碳同位素自然丰度(δ^(13)C)记录着生态系统碳循环过程的关键信息,常被用于评价全球变化情景下陆地生态系统碳的动态。以长白山北坡垂直带4种典型森林生态系统为研究对象,测定乔木建群种叶片、凋落物以及不同深度土壤有机碳(SOC)含量和δ^(13)C值,探讨植物叶片-凋落物-土壤连续体碳含量、δ^(13)C丰度的分布格局及其生态学暗示。研究结果表明:植物叶片碳含量随海拔高度的增加呈现抛物线型变化,且阔叶树叶片碳含量显著低于针叶树,体现气候要素和植被功能型的支配作用,并且暗示针叶树种潜在的碳蓄积能力更强。此外,植物叶片δ^(13)C随海拔高度升高而降低,表明高海拔植物叶片水分利用效率较低,即固碳耗水成本更高。凋落物碳含量随海拔增加逐渐下降,而矿质表层土壤则表现为阔叶红松林、岳桦林显著高于暗针叶林,体现了植被类型和土壤质地的共同支配作用。总体上,岳桦林SOC周转最快,其次是暗针叶林,位于基带的阔叶红松林最慢。可见,小尺度上气候因子并不是温带森林地下碳循环的主导因素,植被功能型和土壤属性对SOC周转与稳定的影响更大。在探讨环境因子对陆地生态系统碳循环和碳平衡的影响时需要考虑研究尺度,不同的研究尺度影响SOC周转的驱动因子并不相同。研究方法方面,基于log SOC和δ^(13)C的SOM周转模型能够很好地概括不同生态系统类型下SOM周转的相对快慢,可用来评价SOC动态对全球变化的响应。 展开更多
关键词 13C自然丰度 叶片-凋落物-土壤连续体 水分利用效率 土壤碳周转 山地垂直带
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黔西北次生林优势树种叶片-凋落物-土壤连续体有机质碳稳定同位素特征 被引量：9
2
作者 喻阳华 程雯 +1 位作者 杨丹丽 钟欣平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第24期8733-8740,共8页
稳定性碳同位素自然丰度(δ13C)能够揭示生态系统长时间尺度的有机碳动态变化,阐明生态系统功能的变化特征。以黔西北次生林14个优势树种为研究对象,测定叶片、凋落物以及根区土壤有机碳含量和δ13C值,分析不同层次碳含量和δ13C丰度之... 稳定性碳同位素自然丰度(δ13C)能够揭示生态系统长时间尺度的有机碳动态变化,阐明生态系统功能的变化特征。以黔西北次生林14个优势树种为研究对象,测定叶片、凋落物以及根区土壤有机碳含量和δ13C值,分析不同层次碳含量和δ13C丰度之间的相关性。结果表明:14个优势树种叶片碳含量为404.67—487.14 g/kg,总体为针叶树种较高、常绿灌木较低;δ13C值为-31.2‰—-27.1‰,随生活型的变化规律不明显。凋落物碳含量为414.62—561.31 g/kg,与叶片碳含量的变化规律较为一致;δ13C值为-31.5‰—-27.3‰,随树种生活型的变化特征也不明显。根区土壤碳含量为10.02—91.59 g/kg,δ13C值为-26.8‰—-22.5‰,碳含量以光皮桦、银白杨等落叶乔木较高。叶片、凋落物和根区土壤3个层次的碳含量与δ13C丰度之间均呈不显著相关,不同层次的δ13C丰度之间和碳含量之间均为正相关。研究结果有助于反映森林生态系统碳循环过程的关键信息,为森林植被恢复提供理论依据。 展开更多
关键词 δ^13C值 次生林 优势树种 叶片-凋落物-土壤连续体 黔西北
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闽楠林土壤-凋落物-叶片碳氮磷生态化学计量对人为干扰的响应 被引量：4
3
作者 朱德煌 王金燕 +1 位作者 黄慧婷 刘金福 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期5050-5059,共10页
干扰是影响森林生态系统稳定性和功能的重要因子,干扰程度直接影响天然林的生长进而影响其生态系统能量流动和养分循环过程,为此开展干扰对天然林生态系统影响研究,对于揭示干扰对天然林生态系统养分平衡特征机制具有重要意义。以福建... 干扰是影响森林生态系统稳定性和功能的重要因子,干扰程度直接影响天然林的生长进而影响其生态系统能量流动和养分循环过程,为此开展干扰对天然林生态系统影响研究,对于揭示干扰对天然林生态系统养分平衡特征机制具有重要意义。以福建两种人为干扰模式下(重度干扰和轻度干扰)闽楠林为研究对象,通过分析“土壤-凋落物-叶片”三个组分化学计量特征,结合养分利用效率、养分再吸收效率、内稳态理论解析干扰对闽楠林养分资源利用策略和生态适应。结果表明:(1)两种干扰模式下,叶片C、N、P含量均显著高于其土壤和凋落物,且三个组分中N和P含量均表现出重度干扰显著高于轻度干扰,但三个组分C/N、C/P和N/P呈现轻度干扰显著高于其重度干扰。(2)闽楠林叶片N、P养分利用效率表现出:重度干扰<轻度干扰,但P再吸收效率则是重度干扰高于轻度干扰,且两种干扰模式下P养分利用效率和再吸收效率显著高于N。(3)随干扰强度的增加,闽楠林叶片N呈现内稳态弱,而叶片P的内稳态强以适应低P环境。(4)凋落物与叶片两组分P、C/P、N/P存在显著正相关关系,土壤C/N分别与叶片P、C/P、N/P以及凋落物P、C/N和C/P存在显著相关关系。闽楠林化学计量特征对干扰的响应结果表明,干扰延缓闽楠林生态系统的能量流动和养分循环过程。 展开更多
关键词 干扰 闽楠 凋落物-土壤-叶片 生态化学计量
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氮在凋落物—土壤界面连续体转移研究进展 被引量：5
4
作者 郑俊强 韩士杰 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期116-122,共7页
凋落物-土壤界面连续体是森林生态系统的最重要部分,也是氮素生物地球化学循环最活跃的场所。土壤氮元素的生物地球化学循环广义上可分为转运和转化2个环节,真菌和细菌分别在这2个环节上扮演重要角色。降雨、氮沉降和温度等变化能够改... 凋落物-土壤界面连续体是森林生态系统的最重要部分,也是氮素生物地球化学循环最活跃的场所。土壤氮元素的生物地球化学循环广义上可分为转运和转化2个环节,真菌和细菌分别在这2个环节上扮演重要角色。降雨、氮沉降和温度等变化能够改变森林生态系统的氮生物地球化学循环过程,在全球变化加剧背景下,深入了解凋落物-土壤界面连续体内氮的转运和转化过程和机制尤为重要。本文综述了凋落物-土壤界面连续体的研究现状,通过应用^(15)N示踪、分子生物学测序和15N-DNA-SIP分子探针技术,研究氮转运和转化的微生物群落及其过程的可行性,并提出今后森林生态系统凋落物-土壤界面连续体的氮循环模式,强调了真菌的转运和细菌的转化过程在氮固持中的贡献,有助于森林生态系统氮固持力和机制系统认知,为开展温带森林生态系统管理和氮排放控制提供了思路。 展开更多
关键词 氮转移 凋落物-土壤界面连续体 森林 真菌 土壤
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黄土高原不同植被带油松人工林生态化学计量特征及其影响因素 被引量：9
5
作者 董从国 乔雨宁 +3 位作者 曹扬 陈云明 吴旭 薛文艳 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期1-8,共8页
为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异,分析其随气候因素变化的响应机制,以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象,分析叶片、凋落物和土壤C、N、P化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明:1)油松... 为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异,分析其随气候因素变化的响应机制,以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象,分析叶片、凋落物和土壤C、N、P化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明:1)油松叶片、凋落物C含量以草原带最高,但其土壤C含量最低,叶片与土壤N含量均表现为森林带>森林草原带>草原带,叶片P含量以森林带最高,但其土壤P含量最低。2)叶片C∶N和C∶P以森林带最低,油松人工林生产力水平随降水梯度的升高而增加;森林草原带叶片N∶P为15.57,植被生长受到N、P元素共同限制,而森林带和草原带叶片N∶P均<14,油松生长受到N限制;土壤C∶P表现为森林带>森林草原带>草原带,森林带P素释放潜力差。3)油松人工林叶片C含量随年均降水量增加而降低,N、P含量情况则相反;年平均降水、气温与土壤C、N含量间存在极显著正相关关系(P<0.01),而与土壤P含量间表现为显著负相关(P<0.05),气候条件变化对油松人工林生长有着明显的影响。 展开更多
关键词 化学计量学 油松人工林 植被带 叶片-凋落物-土壤连续体
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半干旱黄土地区幼龄侧柏叶蒸腾的数学模型 被引量：10
6
作者 王百田 郭江红 杨雪松 《中国水土保持科学》 CSCD 2003年第3期15-20,共6页
通过人工控制水分,形成单株幼龄侧柏的不同土壤水分梯度环境。在自然环境下对侧柏叶片定时、定位进行蒸腾速率及林冠层的光照、空气温度、空气湿度、叶水势和土壤水分等因子的同步观测。蒸腾速率与各个因子的相关分析表明:黄土半干旱地... 通过人工控制水分,形成单株幼龄侧柏的不同土壤水分梯度环境。在自然环境下对侧柏叶片定时、定位进行蒸腾速率及林冠层的光照、空气温度、空气湿度、叶水势和土壤水分等因子的同步观测。蒸腾速率与各个因子的相关分析表明:黄土半干旱地区侧柏蒸腾速率η_t/(μg·cm^(-2)·s^(-1))与光照强度E/(μmol·m^(-2)·s^(-1))、空气饱和差p_v/kPa、叶水势Ψ/kPa、气温t/℃的关系可以分别表示为:η_t=αE^b,η_t=αp_v^b,η_t=αψ~b,η_t=αt^2+bt+c;侧柏的蒸腾速率η_t与气孔阻力Rs/(s·cm^(-1))和土壤含水量W/％有密切关系,可以分别表示为:η_t=α+bW+cW^2+dW^3,Rs=α+bW+cW^2+dW^3。用气温、空气饱和差、叶水势3个因素建立了半干旱黄土地区幼龄单株侧柏蒸腾速率的非线性指数预测模型:η_t=0.695 0exp(0.031 58t-14.249 2/Pv+0.760 6/Ψ),经检验获得了满意的数值模拟结果。 展开更多
关键词 半干旱地区 黄土高原 侧柏 幼龄树 叶片 蒸腾速率 数学模型 土壤-植物-大气连续体
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黔西南北盘江镇喀斯特高原峡谷区植被演替阶段碳氮稳定同位素特征 被引量：1
7
作者 吴银菇 喻阳华 +1 位作者 李一彤 郑维 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期961-969,共9页
为了探究森林不同演替阶段碳氮(C、N)、稳定碳氮同位素值(δ^(13) C、δ^(15) N)随演替发生的变化特征与内在联系,该文以喀斯特高原峡谷区草灌、灌木、乔灌和乔木4个演替阶段的森林植物群落为研究对象,测定了叶片-凋落物-土壤的C、N及... 为了探究森林不同演替阶段碳氮(C、N)、稳定碳氮同位素值(δ^(13) C、δ^(15) N)随演替发生的变化特征与内在联系,该文以喀斯特高原峡谷区草灌、灌木、乔灌和乔木4个演替阶段的森林植物群落为研究对象,测定了叶片-凋落物-土壤的C、N及稳定同位素值,并分析其在不同层次间的互作效应。结果表明:(1)喀斯特地区森林叶片-凋落物-土壤δ^(13) C值分别为-31.31‰~-28.23‰、-29.96‰~-20.07‰、-26.83‰~-21.14‰,相应的δ^(15) N值依次为-3.41‰~1.54‰、-2.61‰~0.99‰、5.36‰~8.63‰,总体上土壤表现出富集效应。(2)伴随着演替发生,叶片δ^(13) C值与土壤δ^(15) N值均为先减小后增大,土壤、凋落物δ^(13) C值呈降低趋势,叶片和凋落物δ^(15) N值均无明显变化规律。(3)乔灌阶段叶片-土壤δ^(15) N值最低,表明该阶段生态系统N饱和程度较小,N含量相对亏缺。(4)叶片-土壤C、N及稳定同位素之间相关性较强,表明两者间养分循环紧密相关,具有显著抑制或促进效应。综上认为,该区生态系统修复时,应选择水分利用效率高的川钓樟(Lindera pulcherima)、圆叶乌桕(Triadica rotundifolia)、翅荚香槐(Cladrastis platycarpa)等树种,提高生态系统对资源利用和养分吸收的自调控能力。 展开更多
关键词 δ^(13)C值 δ^(15)N值 叶片-凋落物-土壤连续体 森林演替 碳氮循环 喀斯特高原峡谷
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