国家自然科学基金(31200345) 作品数:8 被引量:89 H指数:6 相关作者: 陈亚梅 邓长春 张健 刘洋 杨万勤 更多>> 相关机构: 四川农业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家教育部博士点基金 国家科技支撑计划 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 更多>>
川西高山林线交错带凋落物纤维素分解酶活性研究 被引量:23 2014年 以川西高山林线交错带3种典型植被类型(针叶林、高山灌丛、高山草甸)下两个层次(LF层:新鲜凋落物层和发酵层;H层:腐殖质层)的凋落物为研究对象,分别模拟凋落物分解的前期和后期阶段,对凋落物分解过程中的纤维素酶活性及凋落物质量进行了研究。结果表明,凋落物分解前期的纤维素酶活性和纤维素含量均显著高于分解后期,但植被类型对LF和H层的纤维素含量的影响都不显著。双因素方差分析结果表明,凋落物分解阶段对纤维素酶活性和纤维素含量的影响比植被类型对纤维素酶活性和纤维素含量的影响更大。不同种类的纤维素酶活性在分解前期和分解后期受到不同因子的限制。凋落物分解前期,微晶纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性可能受N、P含量的限制,而羧甲基纤维素酶主要受底物纤维素含量控制;凋落物分解后期,羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶可能受C、N含量的限制。生态化学计量学的理论预测,底物质量比C:N>27或C:P>186时会限制微生物生长,因此判断高山林线交错带凋落物微生物生物量和纤维素酶活性同时受到底物N、P的限制,尤其是高山草甸上微生物生物量在凋落物分解前期受到底物N、P的限制比分解后期更显著,这充分说明了底物质量调控着凋落物分解过程中的纤维素酶活性和微生物生物量。 陈亚梅 和润莲 邓长春 刘洋 杨万勤 张健关键词:纤维素酶活性 川西亚高山针叶林土壤微生物类群和酶活性对模拟氮沉降的响应 如今全球大气氮沉降增加已经非常明显,我国已成为继欧洲、美洲后的第三大氮沉降区域,大气氮沉降增加会带来土质和水质的酸化、生物多样性发生变化等一系列生态问题。主要由土壤微生物分泌的胞外酶作为重要的催化剂,积极参与到土壤中各种... 陈倩妹关键词:模拟氮沉降 川西亚高山针叶林 土壤微生物类群 土壤酶活性 文献传递 雪被期川西高山林线交错带两种地被物凋落物分解与土壤动物多样性 被引量:19 2015年 以针叶林代表性地被植物锦丝藓和高山冷蕨为研究对象,采用凋落物分解网袋法,研究了高山林线交错带(暗针叶林-林线-高山草甸)的锦丝藓植物残体、高山冷蕨凋落叶及混合凋落物经过一个雪被期分解后的质量损失与土壤动物群落结构特征.结果表明:雪被期林线交错带上两种地被物的质量损失率在高山草甸最大,锦丝藓表现更为显著,两种凋落物混合促进了分解过程且在林线上表现尤为显著.在交错带凋落物中共获取土壤动物968头,隶属于5纲10目35科,优势类群以弹尾目和蜱螨目为主.在林线上凋落物中获得的土壤动物个体数和类群数高于高山草甸和暗针叶林.典范对应分析(CCA)表明,土壤动物类群与雪被期平均温度关系最为密切,特有物种如等翅目和地蜈蚣目仅在暗针叶林出现,半翅目和啮目仅在高山草甸出现.地被物种类对土壤动物多样性的影响在暗针叶林和高山草甸大于林线.多元回归分析表明,日平均温度和雪被厚度能够解释凋落物质量损失率变异的30.8%,而土壤动物因子能解释质量损失率变异的8.3%,它们共同解释质量损失率变异的34.1%.雪被是影响高山两种地被物凋落物分解的最关键因子. 和润莲 陈亚梅 邓长春 杨万勤 张健 刘洋关键词:土壤动物多样性 质量损失率 川西亚高山森林凋落物不同分解阶段基质质量特征 被引量:14 2017年 采用空间代替时间的方法,以川西高山亚高山云杉(Picea asperata)人工林、冷杉(Abies faxoniana)天然林、杜鹃(Rhododendron lapponicum)矮曲林和白桦(Betula platyphylla Suk.)天然林4种典型林分类型下的3个层次[新鲜凋落物层(L)、发酵层(F)、腐殖质层(H)]凋落物为研究对象,分别模拟凋落物分解的前期、中期和后期阶段,对凋落物的基质质量,包括水溶性组分(WSC)及有机溶性组分(OSC)、酸溶性组分(ASE)及酸不溶性组分(AIR)的含量进行分析,以揭示亚高山森林不同分解阶段凋落物的质量特征。结果表明:4种林分类型凋落物的WSC、OSC、ASE含量均随分解的进行不断减少,且分解前期的淋溶释放量高于分解中后期,而AIR含量及表征4种凋落物酸溶性和酸不溶性组分含量相对比例的LCI指数(lignocellulose index)随分解的进行却呈现上升趋势。4种林分凋落物L层的WSC含量及白桦、冷杉、云杉凋落物L层OSC含量均显著高于相应F、H层,而F、H层间差异不显著;而杜鹃凋落物OSC含量则表现为L层>F层>H层,且各层间均差异显著。林分类型对凋落物分解过程中的WSC、OSC、AIR含量有极显著影响,但对ASE和LCI指数影响却不显著。4个林分比较而言,阔叶林凋落物的WSC、OSC含量高于针叶林,AIR含量低于针叶林,白桦WSC含量在L、F层均最高。研究认为,分解阶段和林分类型对川西亚高山森林凋落物基质质量具有重要影响,但对各组分的影响有所差异。研究结果对深入理解亚高山森林生态系统的物质循环具有重要意义。 谌贤 刘洋 唐实玉 杨帅 陈亚梅 杨林 郑海峰 李洪杰关键词:亚高山森林 林分类型 水溶性组分 川西亚高山针叶林土壤酶及其化学计量比对模拟氮沉降的响应 被引量:20 2019年 大气氮沉降的明显增加将有可能显著影响我国西部地区受氮限制的亚高山森林生态系统的物质循环.为了解模拟氮沉降会不会改变土壤酶活性及其化学计量比并缓解该区域土壤微生物生长代谢对氮的限制,选择川西亚高山60年生的四川红杉(Larix mastersiana)人工林为研究对象,通过4个水平梯度的土壤模拟氮沉降控制试验(CK:0 g m-2 a-1;N1:2 g m-2 a-1;N2:5 g m-2 a-1;N3:10 g m-2 a-1),检测7种土壤酶活性及其化学计量比.结果表明:N-乙酰葡萄糖苷酶、过氧化物酶、C:NEEA、N:PEEA对一个生长季模拟氮沉降有显著响应,特别在模拟氮沉降后期表现为中氮显著促进N-乙酰葡萄糖苷酶活性(56.40%-204.78%)、过氧化物酶活性(42.28%-54.87%);酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶、亮氨酸酶、多酚氧化酶、土壤酶化学计量碳磷比(C:PEEA)对一个生长季施氮无显著响应,但都具有极显著月动态.相关分析和逐步回归分析表明,土壤温度和含水率是土壤酶活性及其化学计量比的决定性因子.综上所述,研究区域亚高山森林土壤微生物的碳氮磷代谢对模拟氮沉降响应显著,微生物代谢呈现出一定的氮限制,模拟氮沉降中氮水平后期微生物代谢呈现出由氮限制向磷限制转化的趋势. 陈倩妹 王泽西 刘洋 郑海峰 李洪杰 王利峰 陈亚梅 谌贤 唐实玉关键词:模拟氮沉降 亚高山针叶林 土壤酶活性 化学计量比 川西高山林线交错带凋落叶分解初期转化酶特征 被引量:5 2016年 胞外酶对于有机质的降解具有重要的作用。在凋落物分解过程中,酶活性不仅受到凋落物种类或基质质量的影响,还受到环境因素的影响。转化酶催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖,因此在凋落物分解早期,转化酶比降解难分解物质的酶具有更重要的作用。以川西高山林线交错带12种代表性凋落叶为研究对象,对林线交错带不同植被类型下的凋落叶转化酶活性以及物种和环境因子对转化酶活性的影响进行了研究。结果表明:同一植被类型下,12个物种转化酶活性具有极显著差异(P<0.01)。物种、环境因子及其交互作用对转化酶活性有极显著的影响(P<0.01)。初始纤维素含量与转化酶活性极显著正相关(P<0.01)。初始木质素和总酚含量与转化酶活性极显著负相关(P<0.01),能够共同解释转化酶活性变异的50.8%。不同植物生活型中,禾草类转化酶活性均为最高,这可能与禾草类较高的初始纤维素含量、较低的木质素和总酚含量有关。多元线性回归分析表明,凋落叶含水量能单独解释转化酶活性变量的62.1%,是环境因子中最重要的变量。从植被类型来看,大多数物种的转化酶活性在针叶林中均极显著高于高山草甸和灌丛(P<0.01),这可能与针叶林中凋落叶的含水量最高且雪被最厚有关。历经一个雪被期分解后,凋落叶初始质量与环境因子的综合作用能够解释转化酶活性变异的79.1%,表明川西高山林线交错带凋落叶分解前期转化酶活性主要受初始木质素含量、总酚含量和含水量的调控。在全球气候变化情景下,凋落物水分含量的变化将会强烈的影响凋落叶分解前期的转化酶活性。 陈亚梅 和润莲 刘洋 张健 邓长春 宋小艳 杨林 刘军伟关键词:转化酶 林线交错带 凋落物分解 川西高山林线三种灌木凋落叶分解中的无脊椎动物多样性 被引量:6 2016年 以无脊椎动物为主体的土壤动物是影响凋落物分解的重要生物因素,对维持陆地生态系统物质循环和能量流动具有重要作用。高山林线交错带是高山植被垂直带谱中重要的过渡区域,拥有比相邻生态系统更高的生境复杂性和物种多样性。林线上温度波动和冻融循环频率显著高于针叶林,为了了解林线交错带上环境差异对凋落物分解过程中的土壤动物群落结构和多样性的影响,采用凋落物分解袋的方法,于高山生态系统的两个主要时期,即雪被末期和生长季末期,研究了林线主要代表性灌木——高山柳(Salix cupularis)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)和红毛花楸(Sorbus rufopilosa)凋落叶分解的土壤动物多样性特征。结果表明:凋落物中的无脊椎动物群落多样性及个体、类群密度随物种、海拔梯度和季节而变化,且季节差异对无脊椎动物多样性的影响比物种和海拔梯度更显著。3个因子的交互作用不仅影响土壤动物群落多样性和均匀度,而且影响群落个体密度和类群密度。雪被末期,凋落物中的无脊椎动物多样性指数H、均匀度指数J及丰富度指数D以针叶林最高,优势度指数C以林线最高;生长季节末期的无脊椎动物类群密度和个体密度显著高于雪被末期。总体上,凋落物中的无脊椎动物群落丰富度以生长季末期最高,林线较针叶林丰富。这意味着,未来气候变暖情景下,灌丛密度增加,凋落物输入量增大,可能导致无脊椎动物多样性增加。 和润莲 陈亚梅 邓长春 杨林 刘军伟 杨万勤 张健 刘洋关键词:无脊椎动物 高山林线 灌木 凋落叶 川西高山林线交错带两种地被物分解的木质纤维素酶活性特征 被引量:3 2015年 以川西高山林线交错带两种优势地被物锦丝藓和高山冷蕨为对象,对针叶林和林线中锦丝藓植物残体及高山冷蕨凋落叶分解的质量损失和木质纤维素酶活性特征进行研究.结果表明:锦丝藓和高山冷蕨的质量损失率在雪被期和生长季均表现为林线高于针叶林,而酶活性整体上表现为针叶林显著高于林线.两种地被物不同季节的质量损失有显著差异,雪被期林线和针叶林的锦丝藓质量损失率占全年的69.8%和83.0%;生长季林线和针叶林的高山冷蕨质量损失率分别占全年的82.6%和83.4%.高山冷蕨凋落叶在生长季节快速分解,与其生长季节末较高的纤维素酶活性相吻合,说明纤维素和半纤维素的酶解作用可能是凋落物前期质量损失的主要原因.多元线性回归分析表明,环境因子和凋落叶初始质量能共同解释酶活性变异的45.8%-85.1%,两种地被物分解过程中酶活性主要受到雪被期冻融循环的影响. 陈亚梅 和润莲 邓长春 杨万勤 张健 杨林 刘洋中小型土壤动物对川西高山草甸枯落物分解的季节响应 被引量:8 2015年 中小型土壤动物是土壤生态系统重要组成部分.为了了解川西高山草甸不同草本植物枯落物中土壤动物季节动态,利用凋落物网袋法,于雪被末期(5月初)和生长季末期(11月初)对6种草本植物残体中的中小型土壤动物群落进行了调查.结果显示,干漏斗(Tullgren)法共分离到中小型土壤动物871只,隶属1门4纲9目27类(科).雪被末期获得562只,隶属1门4纲7目14类群,其中以矮蒲螨科和美绥螨科为优势类群;生长季末期共获得309只,隶属1门4纲9目19类群,其中以丽甲螨科和舟蛾科为优势类群.川西高山草甸枯落物分解的中小型土壤动物群落结构具有显著的季节特征,多样性和类群数受季节变化的影响显著(P<0.05),且常见类群和稀有类群均发生明显变化.禾本类和阔叶杂草两类植物功能群的土壤动物群落多样性无显著差异(P>0.05).两个季节草本植物残体中土壤动物群落Sorensen相似性系数均低于0.5.草本各物种组成对土壤动物群落多样性的影响不显著(P>0.05).以上研究结果表明,川西高山草甸生态系统中,季节交替引起的环境因子变化,特别是日均温和枯落物含水量是影响中小型土壤动物群落结构的主要因素. 和润莲 陈亚梅 邓长春 杨万勤 张健 刘洋关键词:高山草甸 草本植物