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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 15 期摇 摇 2012 年 8 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
放牧对青藏高原东部两种典型高寒草地类型凋落物分解的影响 张艳博,罗摇 鹏,孙摇 庚,等 (4605)…………
北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素 王苏铭,张摇 楠,于琳倩,等 (4618)……………………………
温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应———耦合的气孔导度鄄光合作用鄄能量平衡模型
施婷婷,高玉芳,袁凤辉,等 (4630)
………
……………………………………………………………………………
洞庭湖景观格局变化及其对水文调蓄功能的影响 刘摇 娜,王克林,段亚锋 (4641)……………………………
大辽河口水环境污染生态风险评估 于摇 格,陈摇 静,张学庆,等 (4651)…………………………………………
标准化方法筛选参照点构建大型底栖动物生物完整性指数 渠晓东,刘志刚,张摇 远 (4661)…………………
不同年龄段大连群体菲律宾蛤仔 EST鄄SSR多样性 虞志飞,闫喜武,张跃环,等 (4673)………………………
基于地统计分析西印度洋黄鳍金枪鱼围网渔获量的空间异质性 杨晓明,戴小杰,朱国平 (4682)……………
广东罗坑自然保护区鳄蜥生境选择的季节性差异 武正军,戴冬亮,宁加佳,等 (4691)…………………………
甘肃兴隆山森林演替过程中的土壤理化性质 魏摇 强,凌摇 雷,柴春山,等 (4700)………………………………
短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 赵雪梅,孙向阳,康向阳,等 (4714)……………………
放牧对呼伦贝尔草地植物和土壤生态化学计量学特征的影响 丁小慧,宫摇 立,王东波,等 (4722)……………
UV鄄B辐射增强对抗除草剂转基因水稻 CH4 排放的影响 娄运生, 周文鳞 (4731)……………………………
基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析 王新宇,王丽华,于摇 萍,等 (4737)……………………………
广西甘蔗根际高效联合固氮菌的筛选及鉴定 胡春锦,林摇 丽,史国英,等 (4745)………………………………
不同稻蟹生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响 安摇 辉,刘鸣达,王耀晶,等 (4753)……………………
大兴安岭火烧迹地恢复初期土壤微生物群落特征 白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等 (4762)…………………………
川西北冷杉林恢复过程中土壤动物群落动态 崔丽巍,刘世荣,刘兴良,等 (4772)………………………………
内生真菌角担子菌 B6 对连作西瓜土壤尖孢镰刀菌的影响 肖摇 逸,戴传超,王兴祥,等 (4784)………………
西江颗粒直链藻种群生态特征 王摇 超,赖子尼,李跃飞,等 (4793)………………………………………………
大型人工湿地生态可持续性评价 张依然,王仁卿,张摇 建,等 (4803)……………………………………………
孢粉、炭屑揭示的黔西高原 MIS3b期间古植被、古气候演变 赵增友,袁道先,石胜强,等 (4811)……………
树干径流对梭梭“肥岛冶和“盐岛冶效应的作用机制 李从娟,雷加强,徐新文,等 (4819)………………………
豆科作物鄄小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系
杨摇 宁,赵护兵,王朝辉,等 (4827)
………………………………
……………………………………………………………………………
一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因 刘义豪,宋秀凯,靳摇 洋,等 (4836)……………………………
盐城国家级自然保护区景观格局变化及其驱动力 王艳芳,沈永明 (4844)………………………………………
城市屋顶绿化资源潜力评估及绿化策略分析———以深圳市福田中心区为例
邵天然,李超骕,曾摇 辉 (4852)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势 王介勇,吴建寨 (4861)……………………………………
重庆市生态功能区蝴蝶多样性参数 李爱民,邓合黎,马摇 琦 (4869)……………………………………………
专论与综述
干旱半干旱区不同环境因素对土壤呼吸影响研究进展 王新源,李玉霖,赵学勇,等 (4890)……………………
土壤呼吸的温度敏感性———全球变暖正负反馈的不确定因素 栾军伟,刘世荣 (4902)…………………………
森林土壤甲烷吸收的主控因子及其对增氮的响应研究进展 程淑兰,方华军,于贵瑞,等 (4914)………………
湖泊氮素氧化及脱氮过程研究进展 范俊楠,赵建伟,朱端卫 (4924)……………………………………………
研究简报
刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 吕改云,何怀东,杨丹菁,等 (4932)………………………
学术信息与动态
全球气候变化与粮食安全———2012 年 Planet Under Pressure国际会议述评 安艺明,赵文武 (4940)…………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*338*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄08
封面图说: 水杉是中国特有种,国家一级保护植物,有植物王国“活化石冶之称,是 1946 年由中国的植物学家在湖北的利川磨刀
溪发现的。 水杉曾广泛分布于北半球,第四纪冰期以后,水杉属的其他种类全部灭绝,水杉确在中国川、鄂、湘边境
地带得以幸存,成为旷世奇珍。 水杉耐水,适应力强,生长极为迅速,其树干通直挺拔,高大秀颀,树冠呈圆锥形,姿
态优美,枝叶繁茂,入秋后叶色金黄。 自发现后被人们在中国南方广泛种植,成为著名的绿化观赏植物,现在中国水
杉的子孙已遍及中国和世界 50 多个国家和地区。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 15 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 15
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:“十二五冶国家科技计划课题:超高产优质毛白杨新品种选育(2012BAD01B0302)
收稿日期:2011鄄06鄄16; 摇 摇 修订日期:2012鄄04鄄17
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: sunxy@ bjfu. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201106160816
赵雪梅,孙向阳,王海燕,康向阳.短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态.生态学报,2012,32(15):4714鄄4721.
Zhao X M, Sun X Y, Wang H Y, Kang X Y. Dynamics of soil organic carbon and total nitrogen contents in short鄄rotation triploid Populus tomentosa
plantations. Acta Ecologica Sinica,2012,32(15):4714鄄4721.
短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态
赵雪梅1,2, 孙向阳1,*, 康向阳3, 王海燕1
(1. 北京林业大学水土保持学院, 北京摇 100083; 2. 辽宁出入境检验检疫局风险管理处, 大连摇 116001;
3. 北京林业大学生命科学与技术学院, 北京摇 100083)
摘要:采用裂区试验设计,于 2005—2008 年连续 4 年测定了不同造林密度(2 m伊2 m、2 m伊3 m、2 m伊3. 5 m、2 m伊4 m、2 m伊5 m、
3 m伊3 m、3 m伊4 m)下 2 年生三倍体毛白杨(B304)和对照二倍体(1319)人工林土壤有机碳和全氮含量,以明确不同密度林分
土壤有机碳和全氮动态变化规律及其相关性。 结果表明:(1)受造林密度、生长时间及其交互作用的显著影响,4 年生长期内林
地土壤有机碳含量呈先降后升的变化特点。 其中,2008 年 B304 在 2 m伊3 m造林密度下土壤有机碳含量显著高于其它年份,说
明此造林密度有利于发挥三倍体毛白杨林土壤固碳的生态功能。 (2)4 年生长期内,土壤全 N含量受生长时间及其与造林密度
的交互作用的显著影响。 在 3 m伊3 m造林密度下,二倍体毛白杨林地土壤全 N含量逐年降低,而三倍体毛白杨 2007 年的土壤
全 N含量显著增加,该造林密度利于三倍体毛白杨林地土壤 N的积累。 (3)土壤有机碳 /全氮比值变化与有机碳含量变化规律
一致,且均在 2006 年达到最低值。 (4)在 2008 年,三倍体毛白杨在 2 m伊3 m和 2 m伊3. 5 m造林密度下土壤有机碳与全 N含量
呈现显著正相关关系,而 2 m伊5 m造林密度下的二倍体毛白杨林地呈显著性负相关关系,体现了毛白杨林地土壤有机碳与全 N
含量复杂的相关性。
关键词:三倍体毛白杨;造林密度;有机碳;全氮;C / N比;生态功能
Dynamics of soil organic carbon and total nitrogen contents in short鄄rotation
triploid Populus tomentosa plantations
ZHAO Xuemei1,2, SUN Xiangyang1,*, KANG Xiangyang3, WANG Haiyan1
1 School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
2 Entry鄄Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dalian 116001, China
3 School of Biological Sciences and Biotechnology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
Abstract: The dynamics of soil organic carbon (C) and total nitrogen (N) contents were investigated in the triploid (vs.
B304) and the control diploid (vs. 1319) Populus tomentosa plantations from 2005 to 2008. The experiment was a split
plot design with seven planting densities (2 m伊2 m, 2 m伊3 m, 2 m伊3. 5 m, 2 m伊4 m, 2 m伊5 m, 3 m伊3 m and 3 m伊4
m). The following results were obtained: (1) Planting density, sampling year and their interactions had significant effects
on soil organic C content. The organic C decreased in 2006 and then increased during the following years, and the
maximum content was found in the 2 m伊3 m plantation of triploid P. tomentosa in 2008. So this planting density was
optional for the triploid clone to enhance the C sequestration. (2) Significant effects of sampling year and its interactions
with planting density on soil total N were found during the 4-year growing period. In the 3 m伊3 m plantations, the soil total
N content decreased for the control diploid clone with the growth of the tree, and increased for the triploid clone in 2007
compared with the former years. The results suggested the planting density of 3 m伊3 m was optional for the triploid clone to
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return the N element into plantation soil. (3) The dynamics of the ratio of soil organic C to total N was in accordance with
the changes of the soil organic C. Both were lowest in 2006. (4) Significant positive correlations between soil organic C
and total N were found in 2 m伊3 m and 2 m伊3. 5 m growth densities in triploid P. tomentosa plantation in 2008. Significant
negative correlation between soil organic C and total N was found in 2 m伊5 m planting density for the control.
Key Words: triploid Populus tomentosa;planting density;organic carbon;total nitrogen;C:N ratio;ecological function
生物圈中碳的循环和平衡主要通过植物光合作用同化大气中的 CO2,及生物有机体的新陈代谢、化石燃
料和新型燃料的燃烧释放 CO2 来实现。 森林不仅在维护区域生态环境上起着重要作用,而且在全球碳循环
及其平衡中发挥着巨大贡献。 除工业上节能减排措施外,人工林种植也是提高大气中的碳在土壤中的固定,
控制大气 CO2浓度上升的一个有效的方法[1]。 我国是人工林种植规模最大的国家,三倍体毛白杨( triploid
Populus tomentosa)因其优质、抗病、材质白、纤维长等特点,被广泛应用于造林、工业制浆和造纸等,并已在华
北地区大面积栽培[2]。 人工林对土壤碳储量的影响依赖于当地环境条件及造林实践过程。 研究表明:不同
植被条件下[3鄄4]、同一植被不同树龄[5]、不同土壤类型[6]、甚至不同土层[7]中人工林土壤碳储量都存在显著差
异。 在人工林培育实践中也发现,杉木[8]、落叶松[9]和桉树[10]等轮伐期较短的速生人工林在连栽期间会出现
地力衰退(如有机质)和生产力下降等问题,进而影响土壤中碳储量[11]。 而短轮伐期的杨树人工林的由于施
肥等林地管理措施,增加了土壤 CO2 的排放,使林地土壤中碳储量降低[12鄄13]。 与此同时,土壤有机碳储量与
土壤中全氮含量[14]和微生物含量[15]均有显著相关性,这些都会对树木生长产生影响。 目前在对三倍体毛白
杨轮伐期内林地土壤养分变化研究中发现,其在轮伐期内对土壤养分吸收强,人工林地力耗竭快[16鄄17],但是
有关其林地土壤有机碳含量动态变化的研究较少。 本文以 2 年生三倍体毛白杨人工林为研究对象,测定轮伐
期内不同密度林地土壤有机碳和全 N含量的动态变化规律,以期明确林地土壤 C、N的变化规律,找出适宜的
栽培管理密度,提高三倍体毛白杨人工林林地土壤固碳能力,最终为不同土地利用情况下土壤有机碳及全 N
动态规律研究提供科学依据。
1摇 材料及方法
1. 1摇 试验地概况
试验地位于河北省邢台市威县(113毅52忆—115毅49忆E,36毅50忆—37毅N)。 该区地势平坦,气候为暖温带大陆
性半干旱季风性气候。 年平均降水量 584 mm,大都集中在夏末秋初,降水量约为占全年降水总量的 65%—
75% [18]。 年平均温度为 13 益,最冷月份(1 月)平均气温-2. 3 益,极端最低气温-19 益,最热月份(7 月)平均
气温 26. 9 益,极端最高气温 42. 5 益;无霜期 198 d,全年日照 2574. 8 h;浅层地下水平均埋深 15 m,深层地下
水平均埋深 53 m,试验地土壤为砂壤质潮土。 测定林地土壤理化性质指标如下:pH 值(8. 26)、有机质(3. 92
g / kg)、全 N(0. 16 g / kg)、碱解 N(35. 85 mg / kg)、全 P(0. 55 g / kg)、有效 P(10. 02 mg / kg)、全 K(14. 07 g / kg)、
速效 K(56. 74 mg / kg)。
1. 2摇 试验设计
为明确短轮伐期三倍体毛白杨人工林林地土壤有机碳与全氮的动态变化,试验地于 2005 年 4 月种植三
倍体毛白杨无性系 B304(2n=3x=57;毛新杨伊毛白杨(P. tomentsa伊P. bolleana) 伊P. tomentosa),以普通二倍
体毛白杨 1319(2n=2x=38;P. tomentosa)为对照,设置 2 m伊2 m、2 m伊3 m、2 m伊3. 5 m、2 m伊4 m、2 m伊5 m、
3 m伊3 m、3 m伊4 m 7 个种植密度,相应的株数密度依次为 2500、1666、1428、1250、1000、1111. 1、833 株 / hm2。
试验采用裂区设计,以密度因子为主处理、品种因子为副处理;重复 3 次,主副区内各因素均采取随机区组排
列。 试验区供试林地面积 3360 m2,每品种、每密度下林地面积约 78 m2,每个小区之间不设置隔离带,在 3 个
区组间种植 2 行普通二倍体毛白杨作为保护行。 试验地植林时苗木为 2 年生,平均胸径为 2 cm,平均树高为 3
m,林下植被稀疏,树木生长期内无施肥措施。
5174摇 15 期 摇 摇 摇 赵雪梅摇 等:短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 摇
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1. 3摇 土壤样品采集和分析方法
土壤样品分别于 2005—2008 年每年的 10 月下旬采集,每次取样均在试验小区中随机选取 3 株标准木,
在其东侧 40 cm处定点土钻取样[19],取样深度选用 IPCC( Intergovernmental Panel on Climate Change)推荐的
30 cm取样深度[20]。 样品置于室内自然风干后,剔除其中根系、残落物、石块等杂物,经研磨、过筛(1 mm 孔
径),以进行土壤有机碳(Walkey鄄Black湿氧化法)和全 N(凯氏法)含量测定,二者均用质量分数(g / kg)表示。
1. 4摇 数据分析
采用 SPSS16. 0(SPSS Inc. , Chicago, IL, USA, 2007)统计分析处理间的显著性差异及土壤有机碳和全氮
的相关性分析。 试验采用两因子 (品种和造林密度)重复测量 (即年份)方差分析 ( Two鄄way Repeated
ANOVA),以明确 4a轮伐期内(2005—2008 年)不同造林密度间及三倍体(B304)和二倍体(1319)毛白杨林
地之间土壤有机碳、全氮及 C / N比的动态变化差异。 鉴于两因子重复测量方差分析,毛白杨品种间差异不显
著(P逸0. 56; 表 1),而重复变量年份及其与造林密度间的交互作用均显著影响土壤有机碳、全 N 和 C / N 比
(P臆0. 016; 表 1),进一步采用单因子方差分析(One鄄way ANOVA)进行同一年份下同一毛白杨品种在不同造
林密度间的差异性比较,处理间差异显著性采用 LSD检验(P<0. 05)。 土壤有机碳及土壤全 N间相关性分析
采用 Spearman相关系数法。
2摇 结果与分析
2. 1摇 土壤有机碳含量动态
4 年生长期内各密度林土壤有机碳含量均呈现先下降后上升的变化规律。 2005 年土壤有机碳平均含量
为 1. 95—3. 33 g / kg(B304)和 1. 48 — 3. 21 g / kg(1319),但到了 2006 年,有机碳含量均显著下降(图 1),且三
倍体毛白杨 B304 的 2 m伊2 m、2 m伊3 m、2 m伊4 m、2 m伊5 m 和 3 m伊4 m密度林土壤有机碳含量均显著低于其
它年份(P<0. 01),其中 2 m伊5 m密度林土壤有机碳降幅最大(56. 64% ;图 1),但 4a 中三倍体与二倍体毛白
杨林地土壤有机碳年含量差异未达到显著性水平(表 1)。
2007 年三倍体和二倍体毛白杨的 2 m伊4 m密度林土壤有机碳含量均显著提高(图 1),而 2008 年三倍体
毛白杨除 2 m伊4 m和 3 m伊3 m密度林外,其它密度林土壤有机碳含量继续呈现上升变化,其中 2 m伊3 m密度
林土壤有机碳含量显著高于 3 m伊3 m(图 1),体现了不同密度林间林地土壤有机碳含量差异显著的特点(表
1,P<0. 01)。
表 1摇 4 年生长期内不同毛白杨密度林土壤有机碳、全 N含量及 C / N比动态变化(两因子重复测量方差分析,P值)
Table 1摇 Two鄄way Repeated ANOVAs, with clone and density as main factors and year as repeated measure factor, on the content of organic
carbon, total nitrogen and C 颐N ratio in the plantation of triploid and diploid Populus tomentosa under different growth densities, from 2005 to
2008 (P values)
变异来源
Source of variation
有机碳
Organic carbon
全 N
Total nitrogen
C / N比
C / N ratio
主因子 Main factors 品种 Clone 0. 92 0. 69 0. 56
密度 Density 0. 039 0. 79 0. 002
品种伊密度 Clone伊Density 0. 77 0. 87 0. 72
重复测量因子 年份 Year 0. 0000 0. 012 0. 0077
Repeated Measure 年份伊品种 Year伊Clone 0. 96 0. 23 0. 22
Factor 年份伊密度 Year伊Density 0. 016 0. 0005 0. 0001
年份伊品种伊密度 Year伊Clone伊Density 0. 91 0. 54 0. 87
摇 摇 P<0. 05
两种毛白杨品系间的比较表明,早在 2006 年造林密度即对三倍体毛白杨林地土壤有机碳含量的产生了
显著影响,且之后的两年中不同密度林分土壤有机碳含量差异显著(图 1);而二倍体毛白杨不同密度林土壤
有机碳含量仅在 2007 年呈现显著差异(图 1)。 此外,除 2 m伊3. 5 m和 3 m伊3 m密度处理外,三倍体毛白杨另
外 5 个密度林在不同年份间土壤有机碳含量均具有显著差异,而对照二倍体仅在 2 m伊2 m 和 2 m伊4 m 处理
6174 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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下有显著性差异(图 1),体现了三倍体毛白杨林地土壤有机碳含量受造林密度和时间效应影响要大于对照二
倍体毛白杨的特点。
图 1摇 4 年生长期内(2005—2008 年)不同造林密度下三倍体毛白杨(B304)及其亲本二倍体毛白杨(1319)林地土壤有机碳含量动态变化
Fig. 1摇 The dynamic change in the content of soil organic carbon in the triploid (B304) and the control diploid (1319) Populus tomentosa
plantations from 2005 to 2008
平均值依标准误;小写字母分别表示同一年份、品种不同造林密度下有机碳含量差异显著
2. 2摇 土壤全 N含量动态
4a生长期内二倍体毛白杨土壤全 N含量整体呈现下降变化,其 2008 年不同密度林土壤全 N含量均低于
2005 年,降幅达 36. 28%—72. 63% (图 2)。 而三倍体毛白杨土壤全 N 变化较为复杂:前两年整体呈下降趋
势,后两年又有所回升(图 2)。 其中,2008 年 3 m伊2 m、3 m伊4 m和 2 m伊3 m密度林土壤全 N含量同比 2005
年分别增加了 165. 64% 、102. 14%和 48. 86% ,而其它密度林土壤全 N均呈下降变化。
在生长时间与造林密度交互作用的极显著影响下,两种毛白杨品系各造林密度下土壤全 N 含量变化不
同。 尤其是 2007 年三倍体毛白杨的 3 m伊3 m密度林土壤全 N含量显著高于其它年份(P<0. 01;表 1、图 2),
而对照二倍体毛白杨则在 2 m伊2 m密度林下土壤全 N 含量显著提高,但到了 2008 年,两个无性系毛白杨不
同密度林土壤全 N含量都差异不显著(图 2)。
图 2摇 4 年生长期内(2005—2008 年)不同造林密度下三倍体毛白杨(B304)及其亲本二倍体毛白杨(1319)林地土壤全氮含量动态变化
Fig. 2摇 The dynamic change in the content of soil total nitrogen in the triploid (B304) and diploid (1319) P. tomentosa plantations from
2005 to 2008
平均值依标准误;小写字母表示同一年份、品种不同造林密度下土壤全 N含量差异显著;LSD检验:P<0. 05
2. 3摇 土壤有机碳与全 N含量的关系
与有机碳含量变化规律一致,林地土壤(B304 与 1319)有机碳 /全氮(C / N)比值整体也呈现先降后升的
特点,而且普遍在 2006 年达到最低值(图 3)。 受生长年份、种植密度及二者交互作用的极显著影响,林地土
壤 C / N比变化较复杂。 除 2007 年 1319 林地土壤有机碳与全 N 含量呈现负相关关系外(表 2),二者基本均
为正相关关系。 2008 年三倍体毛白杨(B04)高密度林地(2 m伊2 m和 2 m伊3. 5 m)土壤有机碳与全 N含量呈
7174摇 15 期 摇 摇 摇 赵雪梅摇 等:短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 摇
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现极显著正相关关系(P<0. 01;表 2),而普通毛白杨林地 1319 则在低密度林地 3 m伊3 m(2005)和 2 m伊5 m
(2006)发现这个特点。 另外,1319 的 2 m伊5 m 密度林地土壤有机碳与全 N 含量在 2008 年呈现显著负相关
关系。
图 3摇 4 年生长期内(2005—2008 年)不同造林密度下三倍体毛白杨(B304)及其亲本二倍体毛白杨(1319)林地土壤有机碳 /全 N(C / N)比
值变化(平均值依标准误)
Fig. 3摇 The dynamic change of the ratio between the soil organic carbon and total nitrogen in the triploid (B304) and the control diploid
(1319) P. tomentosa plantations from 2005 to 2008
摇 摇 表 2摇 4 年生长期内三倍体(B304)及其亲本二倍体毛白杨(1319)林
地土壤有机碳和全 N含量的 Spearman相关性分析(相关系数)
Table 2摇 Spearman analysis between the content of organic carbon
and total nitrogen in the plantations of triploid ( cv. B304 ) and
diploid ( cv. 1319 ) P. tomentosa from 2005 to 2008 ( Correlation
coefficients)
年份 Year
2005 2006 2007 2008
B304 (the triploid P. tomentosa)
2伊2 0. 0083 -0. 53 0. 70 0. 9999**
2伊3 0. 99 0. 75 0. 97 0. 69
2伊3. 5 0. 95 0. 69 0. 72 0. 999*
2伊4 0. 98 0. 84 0. 92 0. 59
2伊5 0. 96 0. 84 0. 20 -0. 034
3伊3 -0. 99 0. 48 0. 69 -0. 21
3伊4 0. 71 0. 93 -0. 50 -0. 91
1319 (the diploid P. tomentosa)
2伊2 0. 95 0. 55 -0. 98 0. 32
2伊3 -0. 15 0. 98 -0. 83 -0. 30
2伊3. 5 0. 95 -0. 41 -0. 45 0. 61
2伊4 0. 99 0. 13 -0. 93 0. 37
2伊5 0. 98 0. 999* -0. 38 -0. 9999*
3伊3 0. 999* -0. 69 -0. 56 0. 99
3伊4 0. 55 0. 39 0. 93 0. 81
摇 摇 * P<0. 05, ** P<0. 01
3摇 讨论与结论
3. 1摇 人工林中土壤有机碳含量受诸多因素影响,除
气候和土壤性质外,还受树种本身的影响[21],在本研
究中两个无性系毛白杨(B304 和 1319)林地土壤有机
碳和全 N含量动态并未体现出显著性差异,而不同密
度林分和不同年份下三倍体毛白杨林地土壤有机碳
含量存在显著性差异。 在 4 年生长期内,林地土壤有
机碳含量呈现先降后升的特点,并在 2006 年有机碳
含量降幅显著,此变化规律体现了土壤有机碳含量受
土壤营养状况的影响。 相关研究表明,在三倍体毛白
杨人工林造林培育的第 2 年,树木即进入快速生长
期,其林地土壤(尤其是表层土壤)的有机质及速效养
分(碱解 N、速效 P 和有效 K)的含量均出现显著下
降[17],土壤养分被快速分解利用,导致有机碳含量降
低[22]。 作为土壤主要的有机碳源,植被残落物进入
土壤后需经过微生物的分解及缓慢的腐解过程,最终
转化为腐殖质,并将长期而稳定的保存于土壤中,维
持较长时间的碳储藏[23],所以林分密度大,残落物
多,更利于土壤有机碳积累。 自 2006 起,2 m伊3 m 高
密度林地土壤有机碳含量逐年增加,平均年增幅达
1郾 92 g / kg,至 2008 年其土壤有机碳含量显著高于其
8174 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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它密度林,正体现了这种高密度、高有机碳积累的特点。 所以,在三倍体毛白杨速生林推广栽培时采用此种培
育密度,这不仅可获得高的经济效益[16]也可以发挥其固碳的生态功能。
3. 2摇 不同种植密度下毛白杨林地土壤全 N含量差异不显著,但时间效应对毛白杨林地土壤全 N含量影响显
著。 除 2008 年二倍体毛白杨在 3 m伊4 m密度林土壤全 N含量略低外(0. 07 g / kg),4a 内林地土壤全 N 含量
基本在 0. 15—0. 11 g / kg(三倍体毛白杨)和 0. 16—0. 12 g / kg(二倍体毛白杨)范围内动态波动。 其中,2007
年 3 m伊3 m种植密度下三倍体毛白杨林地土壤全 N 含量是 0. 22 g / kg,显著高于其它种植密度,体现了低密
度林分条件下,较大的株行距给单株树木提供了更多的土地资源,土壤养分供给负担少,利于氮素累积的特
点。 因杨树对氮素需求较大,在采用施肥措施促进毛白杨生长时,应注意此特点,适当减少该种植密度下的氮
肥施肥量。
3. 3摇 与有机碳含量变化规律一致,C / N比值也呈现先降后升的变化趋势,并且在 2006 年达到最低值。 这与
土壤中普遍存在的 C鄄N耦合有直接关系,即 N素增多可促进土壤 C的固定[24]。 本研究中发现的三倍体毛白
杨高密度林地(2 m伊2 m和 2 m伊3. 5 m)和普通二倍体低密度林地(2 m伊5 m和 3 m伊3 m)中有机碳与全 N含
量存在显著正相关关系,也体现了这种耦合性。 此外,在对人工松林早期培育过程中也发现了该特点[25]。 虽
然无性系的差异对林地土壤有机碳、全 N含量及 C / N比值无显著性影响,但 2008 年二倍体毛白杨(1319)2 m
伊5 m密度林地的有机碳与全 N含量呈现极显著负相关性,也体现了受造林密度、生长时间及二者交互作用的
影响,有机碳与全 N含量变化的复杂性。
3. 4摇 因本研究发现,树木生长的时间效应对土壤有机碳、全 N含量和 C / N比均有显著性影响。 针对此特点,
可增加年内采样次数,探究人工林土壤养分含量年动态变化规律,提出具体施肥方案,对人工林森林培育提供
直接指导。 另外,造林后土壤碳变化与树龄有关[26],不同树龄(如幼年林和成熟林)林地植被凋落物、断根含
量和根际微生物分解能力以及土壤微生物含量[27鄄28]等差异等都会影响土壤有机碳含量。 因三倍体毛白杨多
用于纸浆林培育,轮伐期短(5a),所以本研究只针对幼年三倍体毛白杨人工林 4a 土壤有机碳及全 N 动态作
了相关研究。 但因三倍体毛白杨被越来越广泛的应用于生态系统重建和生态环境治理等生态工程方
面[29鄄30],所以,对于成熟三倍体毛白杨人工林的林地土壤有机碳和全 N含量变化规律值得深入的研究。
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1274摇 15 期 摇 摇 摇 赵雪梅摇 等:短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 15 August,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Effects of grazing on litter decomposition in two alpine meadow on the eastern Qinghai鄄Tibet Plateau
ZHANG Yanbo, LUO Peng, SUN Geng, et al (4605)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Distribution pattern and their influcing factors of invasive alien plants in Beijing
WANG Suming,ZHANG Nan,YU Linqian, et al (4618)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Simulation of CO2 and H2O fluxes over temperate mixed forest and sensitivity analysis of layered methods: stomatal conductance鄄
photosynthesis鄄energy balance coupled model SHI Tingting, GAO Yufang, YUAN Fenghui, et al (4630)………………………
Analysis on the responses of flood storage capacity of Dongting Lake to the changes of landscape patterns in Dongting Lake area
LIU Na, WANG KeLin, DUAN Yafeng (4641)
……
……………………………………………………………………………………
Integrated water risk assessment in Daliao River estuary area YU Ge, CHEN Jing, ZHANG Xueqing, et al (4651)…………………
Discussion on the standardized method of reference sites selection for establishing the Benthic鄄Index of Biotic Integrity
QU Xiaodong, LIU Zhigang, ZHANG Yuan (4661)
………………
…………………………………………………………………………………
Genetic diversity analysis of different age of a Dalian population of the Manila clam Ruditapes philippinarum by EST鄄SSR
YU Zhifei, YAN Xiwu, ZHANG Yuehuan, et al (4673)
……………
……………………………………………………………………………
Geostatistical analysis of spatial heterogeneity of yellowfin tuna (Thunnus albacares) purse seine catch in the western Indian Ocean
YANG Xiaoming, DAI Xiaojie, ZHU Guoping (4682)
…
………………………………………………………………………………
Seasonal differences in habitat selection of the Crocodile lizard (Shinisaurus crocodilurus) in Luokeng Nature Reserve, Guangdong
WU Zhengjun, DAI Dongliang, NIN Jiajia, et al (4691)
…
…………………………………………………………………………
Soil physical and chemical properties in forest succession process in Xinglong Mountain of Gansu
WEI Qiang,LING Lei,CHAI Chunshan, et al (4700)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of soil organic carbon and total nitrogen contents in short鄄rotation triploid Populus tomentosa plantations
ZHAO Xuemei, SUN Xiangyang, KANG Xiangyang, et al (4714)
……………………
…………………………………………………………………
Grazing effects on eco鄄stoichiometry of plant and soil in Hulunbeir, Inner Mogolia
DING Xiaohui,GONG Li,WANG Dongbo,et al (4722)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of elevated ultraviolet鄄B (UV鄄B) radiation on CH4 emission in herbicide resistant transgenic rice from a paddy soil
LOU Yunsheng, ZHOU Wenlin (4731)
…………
………………………………………………………………………………………………
NMR spectroscopy based metabolomic analysis of Thellungiella salsuginea under salt stress
WANG Xinyu, WANG Lihua, YU Ping, et al (4737)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Screening and identification of associative nitrogen fixation bacteria in rhizosphere of sugarcane in Guangxi
HU Chunjin, LIN Li, SHI Guoying, et al (4745)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of different rice鄄crab production modes on soil labile organic carbon and enzyme activities
AN Hui, LIU Mingda, WANG Yaojing, et al (4753)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The characteristics of soil microbial communities at burned forest sites for the Great Xingan Mountains
BAI Aiqin, FU Bojie, QU Laiye, et al (4762)
………………………………
……………………………………………………………………………………
Changes of soil faunal communities during the restoration progress of Abies faxoniana Forests in Northwestern Sichuan
CUI Liwei, LIU Shirong, LIU Xingliang, et al (4772)
………………
……………………………………………………………………………
The effects of the endophytic fungus Ceratobasidum stevensii B6 on Fusarium oxysporum in a continuously cropped watermelon field
XIAO Yi, DAI Chuanchao, WANG Xingxiang, et al (4784)
…
………………………………………………………………………
Population ecology of Aulacoseira granulata in Xijiang River WANG Chao, LAI Zini, LI Yuefei, et al (4793)………………………
Evaluation of ecosystem sustainability for large鄄scale constructed wetlands
ZHANG Yiran, WANG Renqing, ZHANG Jian, et al (4803)
………………………………………………………………
………………………………………………………………………
MIS3b vegetation and climate changes based on pollen and charcoal on Qianxi Plateau
ZHAO Zengyou, YUAN Daoxian, SHI Shengqiang, et al (4811)
………………………………………………
…………………………………………………………………
The effects of stemflow on the formation of “Fertile Island冶 and “Salt Island冶 for Haloxylon ammodendron Bge
LI Congjuan, LEI Jiaqiang, XU Xinwen, et al (4819)
………………………
……………………………………………………………………………
Accumulation and translocation of dry matter and nutrients of wheat rotated with legumes and its relation to grain yield in a dryland
area YANG Ning, ZHAO Hubing, WANG Zhaohui, et al (4827)…………………………………………………………………
Occurrence characteristics of akashiwo sanguinea bloom caused by land source rainwater
LIU Yihao, SONG Xiukai, JIN Yang, et al (4836)
………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Analysis on landscape pattern change and its driving forces of Yancheng National Natural Reserve
WANG Yanfang, SHEN Yongming (4844)
……………………………………
…………………………………………………………………………………………
Resource potential assessment of urban roof greening and development strategies: a case study in Futian central district, Shenzhen,
China SHAO Tianran, LI Chaosu, ZENG Hui (4852)……………………………………………………………………………
Analysis of the dynamic coupling processes and trend of regional eco鄄economic system development in the Yellow River Delta
WANG Jieyong, WU Jianzhai (4861)
………
………………………………………………………………………………………………
The diversity parameters of butterfly for ecological function divisions in Chongqing LI Aimin, DENG Heli, MA Qi (4869)…………
Review and Monograph
Responses of soil respiration to different environment factors in semi鄄arid and arid areas
WANG Xinyuan, LI Yulin, ZHAO Xueyong, et al (4890)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Temperature sensitivity of soil respiration: uncertainties of global warming positive or negative feedback
LUAN Junwei, LIU Shirong (4902)
………………………………
…………………………………………………………………………………………………
The primary factors controlling methane uptake from forest soils and their responses to increased atmospheric nitrogen deposition:
a review CHENG Shulan, FANG Huajun, YU Guirui, et al (4914)………………………………………………………………
The research progresses on biological oxidation and removal of nitrogen in lakes
FAN Junnan, ZHAO Jianwei, ZHU Duanwei (4924)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Scientific Note
Cutting effects on growth and wastewater purification of Cyperus alternifolius in constructed wetland
L譈 Gaiyun,HE Huaidong,YANG Danjing,et al (4932)
…………………………………
……………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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第 32 卷摇 第 15 期摇 (2012 年 8 月)
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