【目的】分析影响华北土石山区侧柏水分利用的主导因子,为气候变化背景下中国侧柏人工林的经营管理提供参考。【方法】采用稳定碳同位素比值δ^(13)C计算侧柏水分利用效率(intrinsic water use efficiency,WUEi),结合温度、降雨量、相...【目的】分析影响华北土石山区侧柏水分利用的主导因子,为气候变化背景下中国侧柏人工林的经营管理提供参考。【方法】采用稳定碳同位素比值δ^(13)C计算侧柏水分利用效率(intrinsic water use efficiency,WUEi),结合温度、降雨量、相对湿度、干旱指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)、水热状况协同性等气候指标,分析华北土石山区侧柏WUEi变化特征及其对气候变化的响应。【结果】侧柏树轮δ^(13)C与WUEi均呈现上升趋势,年平均值分别为-23.53%和87.08μmol⋅mol^(-1),年平均增幅分别为0.09%和1.17μmol⋅mol^(-1)。在月尺度上,侧柏WUEi与上年7月、9—12月和当年1—12月温度呈显著正相关,与上年6—7月、12月和当年1—12月SPEI呈显著负相关,与上年8月和当年3—5月、8月相对湿度呈显著负相关,除与上年12月降雨量呈显著负相关关系外,与其他各月降雨量均无显著关系。在年尺度上,WUEi与温度呈极显著正相关,与SPEI及相对湿度呈极显著负相关,与降雨量无显著关系。侧柏WUEi对温度和降雨量的敏感性在14.12~<15.04℃和545.97~<762.43 mm时达到最高,分别为17.87%和21.88%;当水热协同性在0.992~0.998时,WUEi对其敏感性为17.30%。【结论】温度是影响华北土石山区侧柏WUEi变化的最主要气候因子,随着温度与降雨量协同性的增强,侧柏WUEi对水热协同作用的敏感性呈升高趋势,降雨量间接影响侧柏WUEi。展开更多
为探究东北红豆杉对全球变暖的适应对策,基于稳定同位素技术,以不同生长阶段东北红豆杉(幼苗、幼树、成树)为研究对象,分析其叶片稳定碳同位素组成(δ^(13)C)、水分利用效率(water use efficiency,WUE)的季节动态及影响因子。结果表明,...为探究东北红豆杉对全球变暖的适应对策,基于稳定同位素技术,以不同生长阶段东北红豆杉(幼苗、幼树、成树)为研究对象,分析其叶片稳定碳同位素组成(δ^(13)C)、水分利用效率(water use efficiency,WUE)的季节动态及影响因子。结果表明,不同生长阶段东北红豆杉叶片δ^(13)C值变化范围为-3.051%~-2.939%,平均值为-2.981%±0.061%;WUE变化范围为58.96~71.68μmol/mol,平均值为66.87μmol/mol±6.90μmol/mol。东北红豆杉δ^(13)C值和WUE随季节变化由大到小排序为生长季前期(6月)、生长季中期(8月)、生长季后期(9月),不同生长阶段由大到小为成树、幼树、幼苗。不同生长阶段东北红豆杉WUE均与10 cm土壤含水量呈显著线性负相关(幼苗,y=-0.82x+107.29,R^(2)=0.80,P<0.01;幼树,y=-0.34x+84.17,R^(2)=0.45,P<0.05;成树,y=-0.93x+101.32,R^(2)=0.44,P<0.05),土壤含水量是东北红豆杉WUE的主控因子。不同生长阶段东北红豆杉根据植株个体水分需求及受外界水热因子影响程度选择不同的水分利用策略。展开更多
植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相...植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^(-2)mm^(-1);研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为:农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地、森林、农田CUE与温度主要呈负相关响应,灌丛CUE主要呈正相关响应;黄土高原西北部地区草地CUE与降水呈正相关关系,而在黄河源区草地CUE与降水呈负相关关系,农田CUE对降水呈现正向反馈。(5)植被WUE与温度和降水的关系存在较强的空间异质性。降水是影响干旱,半干旱地区的草地WUE的主导因素,而高海拔地区草地WUE与温度、降水均呈负相关关系;灌丛WUE与温度成负相关关系,与降水呈正相关关系;受人类活动影响,农田WUE与温度有正相关关系。研究结果对于深入理解黄河流域植被恢复与气候变化双重背景下区域的植被碳水耦合机理有重要意义。展开更多
尽管近年来中国氮(N)沉降水平逐渐趋于稳定,但中国东南地区N沉降相比于其他地区仍处于较高水平。N沉降对陆地生态系统碳循环过程的影响不容忽视。微生物碳利用效率(CUE)是指微生物将吸收的碳转化为生物量碳的效率,高微生物CUE意味着高...尽管近年来中国氮(N)沉降水平逐渐趋于稳定,但中国东南地区N沉降相比于其他地区仍处于较高水平。N沉降对陆地生态系统碳循环过程的影响不容忽视。微生物碳利用效率(CUE)是指微生物将吸收的碳转化为生物量碳的效率,高微生物CUE意味着高土壤有机碳存储潜力。因此,探究N沉降背景下微生物CUE的变化将有助于进一步认识陆地生态系统土壤碳存储的变化。然而,目前关于N沉降下微生物群落结构的变化如何影响微生物CUE鲜有报道。在福建省泉州市戴云山国家级自然保护区的罗浮栲林通过N添加模拟N沉降。实验共包括三个N添加处理:对照(CT,+0 kg hm^(-2)a^(-1))、低氮(LN,+40 kg hm^(-2)a^(-1))和高氮(HN,+80 kg hm^(-2)a^(-1))。测定不同处理土壤基本理化性质、微生物生物量、酶活性和CUE,并使用高通量测序对微生物群落结构和多样性进行测定。结果表明,N添加显著影响微生物CUE,随着N添加水平的增加,CUE逐渐增加;相反,土壤pH、可提取有机碳(EOC)和微生物生物量碳(MBC)均呈现下降趋势。N添加对土壤微生物群落α多样性总体上无显著影响。非度量多维度尺度(NMDS)分析表明,N添加显著改变了微生物的群落结构。尤其对于真菌而言,不同N添加处理的真菌群落明显分开为三簇。微生物CUE分别与土壤pH、EOC和真菌NMDS1呈显著的负相关关系,与矿质氮含量呈现显著正相关关系。随机森林分析表明,N添加下影响微生物CUE的类群主要是富营养菌(如变形菌门和子囊菌门)。研究表明N添加下,微生物CUE不仅受土壤养分有效性和pH的调控,同时还受土壤微生物群落结构的影响。未来进一步探究N添加下土壤微生物关键类群的变化可能有助于揭示森林生态系统碳存储过程。展开更多
文摘【目的】分析影响华北土石山区侧柏水分利用的主导因子,为气候变化背景下中国侧柏人工林的经营管理提供参考。【方法】采用稳定碳同位素比值δ^(13)C计算侧柏水分利用效率(intrinsic water use efficiency,WUEi),结合温度、降雨量、相对湿度、干旱指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)、水热状况协同性等气候指标,分析华北土石山区侧柏WUEi变化特征及其对气候变化的响应。【结果】侧柏树轮δ^(13)C与WUEi均呈现上升趋势,年平均值分别为-23.53%和87.08μmol⋅mol^(-1),年平均增幅分别为0.09%和1.17μmol⋅mol^(-1)。在月尺度上,侧柏WUEi与上年7月、9—12月和当年1—12月温度呈显著正相关,与上年6—7月、12月和当年1—12月SPEI呈显著负相关,与上年8月和当年3—5月、8月相对湿度呈显著负相关,除与上年12月降雨量呈显著负相关关系外,与其他各月降雨量均无显著关系。在年尺度上,WUEi与温度呈极显著正相关,与SPEI及相对湿度呈极显著负相关,与降雨量无显著关系。侧柏WUEi对温度和降雨量的敏感性在14.12~<15.04℃和545.97~<762.43 mm时达到最高,分别为17.87%和21.88%;当水热协同性在0.992~0.998时,WUEi对其敏感性为17.30%。【结论】温度是影响华北土石山区侧柏WUEi变化的最主要气候因子,随着温度与降雨量协同性的增强,侧柏WUEi对水热协同作用的敏感性呈升高趋势,降雨量间接影响侧柏WUEi。
文摘为探究东北红豆杉对全球变暖的适应对策,基于稳定同位素技术,以不同生长阶段东北红豆杉(幼苗、幼树、成树)为研究对象,分析其叶片稳定碳同位素组成(δ^(13)C)、水分利用效率(water use efficiency,WUE)的季节动态及影响因子。结果表明,不同生长阶段东北红豆杉叶片δ^(13)C值变化范围为-3.051%~-2.939%,平均值为-2.981%±0.061%;WUE变化范围为58.96~71.68μmol/mol,平均值为66.87μmol/mol±6.90μmol/mol。东北红豆杉δ^(13)C值和WUE随季节变化由大到小排序为生长季前期(6月)、生长季中期(8月)、生长季后期(9月),不同生长阶段由大到小为成树、幼树、幼苗。不同生长阶段东北红豆杉WUE均与10 cm土壤含水量呈显著线性负相关(幼苗,y=-0.82x+107.29,R^(2)=0.80,P<0.01;幼树,y=-0.34x+84.17,R^(2)=0.45,P<0.05;成树,y=-0.93x+101.32,R^(2)=0.44,P<0.05),土壤含水量是东北红豆杉WUE的主控因子。不同生长阶段东北红豆杉根据植株个体水分需求及受外界水热因子影响程度选择不同的水分利用策略。
文摘尽管近年来中国氮(N)沉降水平逐渐趋于稳定,但中国东南地区N沉降相比于其他地区仍处于较高水平。N沉降对陆地生态系统碳循环过程的影响不容忽视。微生物碳利用效率(CUE)是指微生物将吸收的碳转化为生物量碳的效率,高微生物CUE意味着高土壤有机碳存储潜力。因此,探究N沉降背景下微生物CUE的变化将有助于进一步认识陆地生态系统土壤碳存储的变化。然而,目前关于N沉降下微生物群落结构的变化如何影响微生物CUE鲜有报道。在福建省泉州市戴云山国家级自然保护区的罗浮栲林通过N添加模拟N沉降。实验共包括三个N添加处理:对照(CT,+0 kg hm^(-2)a^(-1))、低氮(LN,+40 kg hm^(-2)a^(-1))和高氮(HN,+80 kg hm^(-2)a^(-1))。测定不同处理土壤基本理化性质、微生物生物量、酶活性和CUE,并使用高通量测序对微生物群落结构和多样性进行测定。结果表明,N添加显著影响微生物CUE,随着N添加水平的增加,CUE逐渐增加;相反,土壤pH、可提取有机碳(EOC)和微生物生物量碳(MBC)均呈现下降趋势。N添加对土壤微生物群落α多样性总体上无显著影响。非度量多维度尺度(NMDS)分析表明,N添加显著改变了微生物的群落结构。尤其对于真菌而言,不同N添加处理的真菌群落明显分开为三簇。微生物CUE分别与土壤pH、EOC和真菌NMDS1呈显著的负相关关系,与矿质氮含量呈现显著正相关关系。随机森林分析表明,N添加下影响微生物CUE的类群主要是富营养菌(如变形菌门和子囊菌门)。研究表明N添加下,微生物CUE不仅受土壤养分有效性和pH的调控,同时还受土壤微生物群落结构的影响。未来进一步探究N添加下土壤微生物关键类群的变化可能有助于揭示森林生态系统碳存储过程。
