黄土丘陵区人工刺槐林林龄增加对林地凋落物分解的影响机理研究

被引量 : 0次 | 上传用户:PhilippsWang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
凋落物分解是生态系统物质循环的关键环节。随人工林林龄增加,林下植被演替和单一林木长期生长势必改变凋落物自身、林地土壤以及微生物分解者特性,从而影响凋落物的分解。然而,目前人工林林龄增加对林地凋落物分解的具体影响及其机制尚不清楚。本项目以黄土丘陵沟壑区造林10、20、33和43 yr的刺槐人工林为研究对象,通过野外原位分解试验研究林龄增加过程中,凋落物化学特性、林地土壤理化环境以及细菌和真菌分解者及其胞外酶活性的变化特征,解析上述变化对林地凋落物分解影响的贡献及途径。以期以凋落物分解为切入点分析人工林林龄增加对林地物质循环的影响机制,为选择合理的人工林管理措施提供科学依据。本研究获得的主要研究结果如下:(1)随林龄增加,林地凋落物的年分解速率k呈先降后增的变化趋势,其中33 yr林地凋落物的分解速率显著低于其他林地凋落物(P<0.05);林地凋落物C和P的释放率呈提高趋势,N的释放以及木质素和缩合单宁的降解率呈降低趋势(P<0.05),而纤维素的释放率无显著改变;10 yr林地中的主要凋落物在混合分解时表现出显著的协同效应,但随林龄增加上述协同效应消失。(2)随林龄增加,林地凋落物的总体基质质量也随之提高,呈现养分元素和氨基酸含量提高、C/N比和木质素/N比降低以及分解抑制物(主要是缩合单宁和水溶性酚)含量降低的趋势,且林地凋落物的化学丰富度和分异度均显著降低(P<0.05)。(3)随林龄增加,林地土壤温度、湿度、速效养分(硝铵态氮和有效磷)以及p H的变化不具备统一规律,但在分解试验前期(夏季)和中期(翌年春末夏初),土壤温湿度呈现一定不利分解的变化趋势。(4)凋落物定殖的优势微生物属中,随林龄增加,链霉菌属丰度呈持续提高(分解前期)或先增后降趋势(分解中后期),短小杆菌属和泛菌属呈先增后降趋势,根瘤属丰度呈相反趋势,鞘氨醇单孢菌属丰度呈持续降低趋势(分解前期)(分解前期),拟无枝酸菌属丰度则呈持续提高趋势(分解后期);真菌中链格孢属以及香菇属和曲霉属均呈先增后降趋势(分别在分解前中期和中后期),伞菌属丰度呈持续提高趋势(分解后期),柱霉属丰度呈相反趋势(分解中后期),单端孢霉属和支顶孢霉属丰度均呈N形变化趋势(分解前期和中期)。随林龄增加,在分解前期凋落物定殖细菌的物种丰富度、多样性和均匀度均波动降低(P<0.05),而在分解中后期,物种丰富度和多样性均呈先降后增趋势,均匀度显著降低(P<0.05);在分解前期和后期定殖真菌的物种丰富度、多样性和均匀度均呈波动降低趋势(P<0.05),而在分解中期则相反(P<0.05)。群落结构方面,在分解前期10 yr林地凋落物定殖细菌和真菌群落结构显著区别于其他林龄林地凋落物(P<0.05),但在分解中后期上述差异趋于消失。(5)凋落物对应表层土壤优势微生物属中,随林龄增加,酸杆菌门RB41属丰度则呈先增后降趋势(采样全程,对应分解全程);真菌中球腔菌属(采样前期)和镰刀菌属丰度呈持续降低趋势(采样中期),赤霉属、湿伞属、Leohumicola属、小皮伞属(采样中后期)和白环菇属(采样前期)丰度呈先增后降趋势。随林龄增加,土壤细菌的物种丰富度、多样性和均匀度均呈整体增加趋势(P<0.05);在分解前期,土壤真菌的多样性和均匀度均呈波动降低趋势(P<0.05),而在分解中后期,土壤真菌的物种丰富度呈显著提高趋势(P<0.05)。群落结构方面,不同林龄林地凋落物定殖细菌或真菌的群落结构在任何分解时期均未表现出显著差异(P<0.05)。(6)随林龄增加,凋落物漆酶(Lac,分解前期和后期)、锰过氧化物酶(Mn P,分解全程)、β-葡糖苷酶(βG,分解中期)和蛋白酶(Pro,分解后期)活性呈先降后增趋势,纤维二糖酶(CBH,分解后期)和碱性磷酸酶活性(LAP,分解全程)呈相反趋势,而木质素过氧化物酶/乙酰氨基葡糖苷酶(Li P/NAG,分解中期)和多酚氧化酶(PPO,分解全程)活性则呈N型或波动上升趋势。与此同时,凋落物对应土壤中Lac(采样前期)、Mn P(采样前期和中期)、Li P(采样后期)、βG(采样前期)和NAG(采样中期)活性均呈先增后降趋势,PPO活性呈显著降低趋势(采样前期和中期),而CBH(采样中期和后期)、Pro(采样前期和后期)和LAP活性(采样后期)则呈显著提高趋势。(7)林龄增加过程中刺槐林地凋落物基质质量的提高通过影响凋落物微生物群落结构(主要是分解前期的真菌以及分解后期的细菌群落结构)提高木质纤维素酶活性,最终提高凋落物的分解速率;与此同时,林地凋落物化学多样性的降低削弱了混合分解过程中产生的协同效应,并通过降低前述酶活性妨碍凋落物的分解;而林龄增加过程中土壤理化性质的改变(主要是分解前期温度的升高和水分条件的恶化和分解后期温度的降低)间接通过土壤微生物的群落(主要是分解前期和后期的真菌)影响凋落物微生物的群落结构,由此抑制木质纤维素酶活性和养分释放相关酶活性,最终不利凋落物的分解。刺槐林地凋落物在其原位分解时,10、20和43yr林地凋落物的分解速率显著高于33 yr林地凋落物的现象是凋落物及土壤性质改变经前述途径共同作用的结果。仅从林地凋落物分解角度考虑,造林达到33 yr时刺槐人工林的养分循环可能受限。
其他文献
随着时代进步、高校发展,对于人员密集、建筑稠密、仪器众多、电路复杂、区域面积大的高校来说,实现全年火灾事故零发生,筑牢校园消防安全底线仍是一个长期的、渐进的、加强的过程。本文以高校森林火灾防控为切入点,着重分析高校森林防火现状以及存在的问题,探索新时代高校森林防火安全管理模式改革新路径,试图从“制防、人防、物防、技防”等四个角度入手,探讨“四防一体”新模式下高校森林消防安全体系建设,为科学应对高校
17年的时间能够做些什么?能让懵懂孩童成长为翩翩少年郎;能让一株植物历经酷暑严寒结出最甜美的果实;还能够让一名教师化身"钉子户",将大山里500多名孩子的求学梦"钉"在自己的肩上,一路前行……
期刊
该文以景宁畲族自治县林业总场为例,阐述了国有林场森林防火体制和机制,分析了森林防火工作中存在的薄弱环节与问题,并针对性提出了对策建议,以期为南方集体林区国有林场森林防火工作提供参考。
基于四足仿生动力结构面对不同地形环境展示出的灵活性优势,设计了一种针对不同地形环境能够转换运动模式的关节履带复合式机器人动力结构。设计的机器人运动机构具有适合平坦地面、泥泞松软地面以及崎岖地形的三种典型运动模式,以及随着环境地形变化在这三种运动模式中切换的运行模式。通过虚拟仿真和样机调试,机器人在平路、沙地、台阶及崎岖路面等真实环境中的运行显示出了其具有较强的适应性和灵活性。研究的机器人动力结构和
目的:观察罹患膝骨性关节炎的老年患者在进行抗骨质疏松药治疗期间,加用硫酸氨基葡萄糖进行联合治疗所取得的效果,分析联合用药的优势。方法:选择2019年01月~2022年01月期间我院收治的老年膝骨性关节炎患者,依据单双号对患者展开规范的随机分组操作,将患者分为人数相同的单药组(65例)和联合组(65例),单药组患者给予抗骨质疏松药物钙尔奇D进行治疗,联合组患者在抗骨质疏松药物治疗的基础上加用硫酸氨基
蜀绣衣锦纹以其丰富的纹样著名,是蜀绣最具特色纹样之一。蜀绣衣锦纹通过彩色绣线的交驳,形成色彩的过渡,运用钉、盘、拉等刺绣技法组合成不同的几何、花鸟等纹样。蜀绣是我国一项重要的非物质文化遗产,是我国四大名绣之一,有着悠久的历史和巧夺天工的针法技巧,然而相较于苏绣,蜀绣无论是在传承还是创新发展上都缺乏力度,其中衣锦纹是蜀绣区别于其余三大名绣的特殊纹样,曾一度消失在大众视野里,以至于蜀绣在文化市场以及商
做好森林火灾的预防工作,对保护森林资源及维护生态平衡、维护相关产业的发展及至关重要。祁连山是我国西部地区重要的生态安全保障区,是国家级重点水资源安全生态功能区。我国青藏高原的生态平衡主要依靠祁连山维护。同时,祁连山在维持稳定河西走廊绿洲,保障补给黄河及内陆河流等诸多方面起着极其重要的作用,是我国西部重要的生态安全屏障。因此,祁连山的生态保护工作是惠及子孙后代的伟大事业,而防火是祁连山生态保护工作的
<正>一、以儿童的视角与自然资源对话(一)广泛关注,丰富感知为了更好地发挥和利用幼儿园现有的自然资源,深度挖掘蕴含在自然资源中的丰富价值,我们从儿童的真实需求出发,积极整合各类自然资源。一方面,自然资源的利用取材于生活,按时令、节气、动植物等来选择并确定活动内容。将自然、社会的课程内容整合融通,有系统,有中心,使儿童在广泛接触自然、社会环境中感知、体验、认识世界。另一方面,自然资源的利用依据3~6
期刊
随着社会的发展,工业、军事和民用工程对垂直壁面作业的需求越来越多,特别是对垂直管道的探伤、军事上的垂直界面的反恐侦查、国际边境地形的陡峭攀爬任务和城市玻璃幕墙的清洁作业方面等。与此同时,探究垂直壁面的爬壁机器人对于提高垂直界面的工作效率、可靠性和安全方面具有重要的意义。决定爬壁机器人最重要的是其附着能力,传统的爬壁机器人采用一系列的措施实现附着壁面,比如负压吸附、磁吸附和静电吸附等,但是往往会出现