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岷江上游干旱河谷−山地森林交错带土壤碳氮含量及同位素的空间异质性
1
作者 陈健 陈淼 +4 位作者 邢红爽 李非凡 刘顺 许格希 史作民 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第1期23-34,共12页
【目的】探究岷江上游干旱河谷−山地森林交错带土壤碳氮循环的空间异质性及其影响机制,为该地区科学管理提供理论依据。【方法】于岷江上游干旱河谷与山地森林的过渡区选取具有典型代表性的橿子栎(Quercus baronii)灌木林为研究对象,基... 【目的】探究岷江上游干旱河谷−山地森林交错带土壤碳氮循环的空间异质性及其影响机制,为该地区科学管理提供理论依据。【方法】于岷江上游干旱河谷与山地森林的过渡区选取具有典型代表性的橿子栎(Quercus baronii)灌木林为研究对象,基于拉丁超立方体抽样设计对样地土壤进行取样,采用经典统计学和地统计学相结合的方法分析了样地土壤碳氮含量和碳氮同位素的描述性统计特征、空间异质性、空间相似性及其相关关系。【结果】岷江上游干旱河谷−山地森林交错带橿子栎灌木林土壤δ^(13)C和土壤δ^(15)N分别呈现弱变异和中等程度的空间变异。土壤δ^(13)C和土壤δ^(15)N均呈现正的空间自相关关系,并且土壤δ^(13)C的空间聚集性高于土壤δ^(15)N。土壤δ^(13)C的空间异质性由结构性因素主导,土壤δ^(15)N的空间异质性受结构性因素和随机性因素共同影响。土壤δ^(13)C与土壤δ^(15)N的空间分布具有很强的相似性,并且都与土壤碳氮含量具有较强的空间关联。土壤δ^(13)C与土壤δ^(15)N具有很强的相关关系,并都受到土壤水分、碳氮含量及其比值的直接或间接影响。【结论】岷江上游干旱河谷−山地森林交错带橿子栎灌木林具有不同的土壤碳氮同位素空间变异程度和耦合的碳氮同位素关系。 展开更多
关键词 干旱河谷 橿子栎 交错带 空间异质性 同位素
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川西亚高山不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响 被引量：1
2
作者 巩闪闪 刘顺 +1 位作者 许格希 史作民 《陆地生态系统与保护学报》 2023年第4期1-9,共9页
【目的】研究川西亚高山不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响,为退化森林的适应性恢复和可持续经营提供科学依据。【方法】选取川西亚高山不同恢复方式下的3种森林类型,即岷江冷杉−红桦次生林(自然恢复,SF)、云杉阔叶混交林(人工... 【目的】研究川西亚高山不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响,为退化森林的适应性恢复和可持续经营提供科学依据。【方法】选取川西亚高山不同恢复方式下的3种森林类型,即岷江冷杉−红桦次生林(自然恢复,SF)、云杉阔叶混交林(人工种植后自然恢复,MF)和云杉人工林(人工恢复,PF),采用干筛法测定了6个粒级(>5、2~5、1~2、0.5~1、0.25~0.5和<0.25 mm)土壤团聚体的分布特征,计算平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、大于0.25 mm团聚体含量(R>0.25)和土壤可蚀性因子(K)等团聚体稳定性参数,探究不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响。【结果】研究发现,SF和MF的团聚体分布以>2 mm团聚体为优势粒级,而PF的团聚体在各粒级分布较均匀。不同恢复方式对土壤团聚体稳定性参数(MWD、R>0.25、K)影响差异显著(P<0.05),其中SF和MF的土壤MWD和R>0.25均高于PF,而土壤可蚀性因子K低于PF。不同恢复方式的土壤团聚体稳定性与土壤有机碳、全氮含量和碳氮比及细根周转率显著相关,且细根周转率能解释超30%的土壤团聚体稳定性变异,说明森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响与土壤有机质的周转过程密切相关。【结论】主要受不同森林的细根周转差异对土壤有机碳输入的影响,自然恢复形成的混交林较人工种植的针叶纯林更有利于土壤团聚体的稳定。因此,在川西亚高山地区退化森林恢复中,宜采用自然恢复或营建混交林的方式,有利于土壤结构的稳定。 展开更多
关键词 土壤团聚体稳定性 森林土壤 恢复方式 亚高山
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青藏高原东部不同菌根类型森林土壤细菌α多样性及其影响因素
3
作者 张淼淼 曹向文 +3 位作者 刘顺 陈淼 陈健 史作民 《陆地生态系统与保护学报》 2023年第6期23-33,共11页
【目的】揭示青藏高原东部不同菌根类型森林的土壤细菌α多样性差异及其可能影响因素。【方法】选取优势种为外生菌根(ectomycorrhizal,EcM)、丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)和杜鹃花类菌根(ericoid mycorrhizal,ErM)的3种原始林... 【目的】揭示青藏高原东部不同菌根类型森林的土壤细菌α多样性差异及其可能影响因素。【方法】选取优势种为外生菌根(ectomycorrhizal,EcM)、丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)和杜鹃花类菌根(ericoid mycorrhizal,ErM)的3种原始林,通过Illumina MiSeq高通量测序技术,分析5月、7月和11月土壤细菌的α多样性,并针对土壤理化性质、月份变化和菌根类型探讨影响土壤细菌α多样性差异的主要因素。【结果】3种菌根类型森林土壤的主要优势类群为放线菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、Acidobacteria_Gp2纲、浮霉菌纲(Planctomycetia)、斯巴托菌纲(Spartobacteria)及鞘脂杆菌纲(Sphingobacteria)等。3种菌根类型森林土壤相对多度前5的优势门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和绿弯菌门(Chloroflexi)。土壤细菌Shannon指数和Chao1指数总体表现为AM森林(6.69~6.76,4390.79~4680.40)较高。并且,相比EcM森林和ErM森林,AM森林土壤的温度、pH值、有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(−)-N)含量均较高(P<0.05)。土壤理化性质(温度、土壤充水孔隙度、pH值、SOC、TN、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(−)-N含量)和月份变化分别解释了土壤细菌α多样性差异的47%和6%。【结论】不同菌根类型森林的土壤细菌α多样性具有显著差异,并且此差异受土壤理化性质的影响最大。 展开更多
关键词 菌根共生 土壤细菌 土壤性质 青藏高原
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基于δ^(13)C估算水分利用效率的2种模型比较——以峨眉山雷洞坪植物为例
4
作者 陈淼 刘顺 +2 位作者 许格希 陈健 史作民 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第2期14-23,共10页
【目的】通过对基于碳稳定同位素值(δ^(13)C)估算水分利用效率(iWUE)的2种模型(是否考虑叶肉导度,gm)之间差异的研究,有助于进一步理解gm对植物iWUE的影响。【方法】选择峨眉山雷洞坪针阔混交林中不同生长型植物,采集了48个物种的117... 【目的】通过对基于碳稳定同位素值(δ^(13)C)估算水分利用效率(iWUE)的2种模型(是否考虑叶肉导度,gm)之间差异的研究,有助于进一步理解gm对植物iWUE的影响。【方法】选择峨眉山雷洞坪针阔混交林中不同生长型植物,采集了48个物种的117个叶片样品,通过测定其叶片δ^(13)C,对比了早期估算iWUE模型(iWUEsim模型,将gm看作无穷大)与包含gm效应的iWUE模型(iWUEmes模型)之间的iWUE差异(iWUE_(difference)),以及这种差异随植物生长型变化的趋势。【结果】结果显示,iWUEsim的平均值(42.23±1.33μmol·mol^(-1))显著高于iWUEmes的平均值(28.10±0.65μmol·mol^(-1)),高估比例为3.64%~72.11%(平均49.58%±1.30%)。不同生长型植物的iWUEsim均显著大于iWUEmes,其中草本植物高估比例3.64%~48.00%(平均29.20%±5.16%),灌木高估比例13.68%~67.73%(平均48.44%±1.83%),乔木高估比例32.04%~72.11%(平均54.08%±1.47%)。此外,叶片功能性状对iWUE_(difference)有显著影响,相比于叶片厚度、叶片干物质含量和单位质量叶片氮含量,单位面积叶片氮含量和比叶重是影响iWUE_(difference)变化的主要因素。【结论】将gm看作无穷大会造成对基于δ^(13)C估算的iWUE的高估,未来估算植物iWUE时应考虑gm的影响。 展开更多
关键词 内在水分利用效率 叶肉导度 碳稳定同位素 植物生长型 单位面积叶片氮含量 比叶重
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川西亚高山甘西鼠尾草对海拔梯度的生理生化响应
5
作者 邢红爽 刘顺 +3 位作者 许格希 陈健 巩闪闪 史作民 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第3期12-20,共9页
【目的】探寻甘西鼠尾草(Salvia przewalskii)应对海拔变化的生理生态响应规律,为高效预测气候变化背景下植物响应及适应性变化提供参考依据。【方法】在川西亚高山地区,选取6个海拔(2400、2600、2800、3000、3200、3400 m),通过叶片气... 【目的】探寻甘西鼠尾草(Salvia przewalskii)应对海拔变化的生理生态响应规律,为高效预测气候变化背景下植物响应及适应性变化提供参考依据。【方法】在川西亚高山地区,选取6个海拔(2400、2600、2800、3000、3200、3400 m),通过叶片气体交换和生化技术检测等方法,分别测定甘西鼠尾草的叶片光合特性、非结构性碳水化合物、丙二醛、脯氨酸及抗氧化酶等生理生化指标,并综合对比和分析各指标沿海拔的变化及相关性。【结果】随着海拔升高,甘西鼠尾草叶片光饱和净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、淀粉、可溶性糖、非结构性碳水化合物和脯氨酸总体呈先升高后降低的变化趋势,在海拔2800 m时出现最大值,其与最低海拔相比分别提高了30.3%、78.7%、7.6%、23.0%、42.9%、30.1%、37.4%和48.7%;丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶总体呈先下降后上升的变化趋势,在海拔2800 m时出现最低值,其和最低海拔相比分别下降了16.2%、12.5%、25.4%、6.4%和11.3%;光补偿点和光饱和点随海拔升高而增加。甘西鼠尾草叶片理化性状具有较强可塑性,可塑性指数为0.02~0.56,海拔与光饱和净光合速率(P<0.01)、气孔导度(P<0.05)、光补偿点(P<0.01)、可溶性糖(P<0.05)、非结构性碳水化合物(P<0.05)、丙二醛(P<0.01)、脯氨酸(P<0.05)、超氧化物歧化酶(P<0.01)、过氧化物酶(P<0.01)、过氧化氢酶(P<0.01)和抗坏血酸过氧化物酶(P<0.01)显著正相关,但海拔与蒸腾速率显著负相关(P<0.01)。【结论】为应对不同海拔生境,甘西鼠尾草通过调节叶片自身生理生化特性以适应海拔变化,高海拔或低海拔生境限制了甘西鼠尾草叶片碳同化,为确保其自身的正常生长发育,植物通过优化资源分配以平衡生长和生存,维持稳定净碳增益。 展开更多
关键词 甘西鼠尾草 海拔 光合作用 非结构性碳水化合物 抗氧化酶
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川滇高山栎叶片氮磷含量的海拔变化
6
作者 曹向文 张淼淼 +1 位作者 陈健 史作民 《陆地生态系统与保护学报》 2023年第5期1-9,共9页
【目的】研究川滇高山栎(Quercus aquifolioides)叶片氮和磷含量随海拔的变化规律,了解调控其变化的主要因素,揭示川滇高山栎叶片对环境变化的响应机制,为预测亚高山硬叶常绿阔叶林的环境变化响应提供科学依据。【方法】以青藏高原东南... 【目的】研究川滇高山栎(Quercus aquifolioides)叶片氮和磷含量随海拔的变化规律,了解调控其变化的主要因素,揭示川滇高山栎叶片对环境变化的响应机制,为预测亚高山硬叶常绿阔叶林的环境变化响应提供科学依据。【方法】以青藏高原东南部川滇高山栎林为研究对象,采集不同海拔的川滇高山栎叶片以及0~10 cm表层土,通过元素分析仪和等离子体发射光谱仪测定叶片氮和磷含量,研究叶片氮和磷含量随海拔的变化规律,并结合叶片部分性状特征和土壤理化性质,采用变异分区分析探讨影响叶片氮和磷含量变化的主要因子。【结果】川滇高山栎叶片单位面积氮含量变化在0.25~0.29 mg·cm^(−2)之间,单位质量氮含量变化在11.41~14.82 g·kg^(−1)之间。叶片单位面积磷含量变化在14.83~32.77μg·cm^(−2)之间,单位质量磷含量变化在0.74~1.79 g·kg^(−1)之间。海拔显著影响川滇高山栎叶片氮和磷含量,其中叶片单位面积和单位质量的氮含量均呈现沿海拔升高而下降的趋势,而叶片单位面积和单位质量的磷含量均呈现沿海拔升高而增加的趋势。同时,海拔也显著影响部分叶片性状特征,其中叶鲜重、叶面积和叶密度呈现沿海拔升高而下降的趋势,叶厚呈现沿海拔升高而增加的趋势,叶片含水率和单位面积叶质量未发现明显变化。此外,叶片氮和磷含量随叶片性状变化表现出不同变化趋势,单位质量氮含量随单位面积叶质量、叶厚的增加而下降,随叶密度增加而增加,而单位质量磷含量随单位面积叶质量、叶密度增加而下降。调控叶片氮和磷含量变化的主控因素存在差异,氮含量主要受叶片性状、土壤性质及二者的协同作用共同影响,而磷含量受土壤性质、土壤性质和叶片性状协同作用的影响更大,受叶片性状的独立影响相对较小。【结论】川滇高山栎叶片氮含量随海拔升高而下降,叶片磷含量随海拔升高而增加,且均受到土壤性质和叶片性状的影响。因此,在预测叶片氮和磷含量对海拔变化的响应时,要充分考虑叶片性状、土壤性质的可能影响。 展开更多
关键词 海拔 叶片养分 空间异质性 土壤性质 青藏高原 川滇高山栎
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