模拟氮沉降对五角枫幼苗生长的影响

肖迪; 王晓洁; 张凯; 康峰峰; 何念鹏; 侯继华

doi:10.13332/j.1000-1522.20150079

模拟氮沉降对五角枫幼苗生长的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150079

1.
1 北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室;
2.
2 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室

基金项目:

中央高校基本科研业务费专项(TD2011-07)、国家自然科学基金青年基金项目(31000263)、国家自然科学基金项目(31470506)、中国科学院地理科学与资源研究所可桢杰出青年学者项目(2013RC102)。

详细信息

作者简介:
肖迪。主要研究方向:植物功能性状对环境响应。Email:xiaodi@bjfu.edu.cn 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学林学院。责任作者: 侯继华,副教授。主要研究方向:生物多样性、植物功能性状。Email:houjihua@bjfu.edu.cn 地址:同上。

肖迪。主要研究方向:植物功能性状对环境响应。Email:xiaodi@bjfu.edu.cn 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学林学院。责任作者: 侯继华,副教授。主要研究方向:生物多样性、植物功能性状。Email:houjihua@bjfu.edu.cn 地址:同上。

Effects of simulated nitrogen deposition on growth of Acer mono seedlings.

1.
1 Key Laboratory for Forest Resources & Ecosystem Processes, Beijing Forestry University, Beijing, 100083,P. R. China;
2.
2 Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing ,100101, P. R. China.

摘要: 为了解五角枫幼苗的生长及地上、地下生物量分配等对模拟氮沉降的响应,以北京(BJ)、山西(SX)、内蒙古(NMG)3个不同种源的五角枫幼苗为研究材料,设计5个氮水平:对照(N0,0 kg/(hm2a),以N计,下同);低氮(N1,15 kg/(hm2a));中氮(N2, 25 kg/(hm2a) );高氮(N3,50 kg/(hm2a));过饱和氮(N4, 150 kg/(hm2a))。分析不同施氮水平下五角枫幼苗的基径、苗高、月生长量、生物量及各部分生物量分配比例的差异。结果表明:1)模拟氮沉降对山西和内蒙古种源五角枫幼苗基径、北京和内蒙古种源的苗高以及北京和山西种源的苗高月生长量均产生了显著影响;2)模拟氮沉降对北京种源五角枫幼苗生物量的影响较小,而随施氮浓度升高,山西、内蒙古种源五角枫幼苗的生物量均呈先增后减的显著变化趋势,山西种源幼苗的生物量在中氮水平达到最大值,而内蒙古种源则在高氮水平达到最大值;3)模拟氮沉降对于3个种源五角枫幼苗的生物量配比均产生了显著的影响,随着施氮浓度的升高,五角枫幼苗的根质量比(RMR)、根冠比(RSR)均有下降趋势,而茎质量比(SMR)、茎叶比(SLR)显著上升,说明其对茎结构的投资明显加大了,而对根和叶结构的投资则相对减少;4)分析五角枫幼苗的变异来源发现,基径(D)、苗高(H)、各部分生物量均与模拟氮沉降处理和种源2个因素存在密切关联,而生物量配比中只有SMR、叶质量比(LMR)和SLR与模拟氮沉降处理这1个因素存在显著的相关性,说明生物量配比的变化与种源的差异关联不大,但与环境中氮的输入量有较大的关系。
- 模拟氮沉降 /
- 生长指标 /
- 生物量 /
- 生物量分配 /
- 五角枫幼苗
Abstract: To evaluate the effects of simulated nitrogen deposition on growth and biomass allocation of Acer mono seedlings, we collected 3-year-old seedlings from three provenances, Beijing (BJ), Shanxi (SX) and Inner Mongolia (NMG) planted in a common garden. Five nitrogen fertilization treatments were set: control (N0, 0 kg/(haa)), low-N (N1, 15 kg/(haa)), medium-N (N2, 25 kg/(haa)), high-N (N3, 50 kg/(haa)) and supersaturated-N (N4, 150 kg/(haa)). The differences in stem basal diameter (D), seedling height (H), biomass and the biomass allocation ratio between treatments were examined. The results showed that: 1) simulated nitrogen deposition significantly improved D, H, and monthly growth of D and H (D, H) of seedlings of different provenances; 2) simulated nitrogen deposition had little effect on the biomass of seedlings from BJ, while the biomass of seedlings from SX and NMG had obvious response to the addition of nitrogen, and the maximum values showed in N2 for SX seedlings and N3 for NMG seedlings; 3) simulated nitrogen deposition had significant influence on seedling biomass allocation: RMR and RSR decreased while SMR and SLR increased, indicating that seedlings cut down the investment on the development of root and leaf, but reinforced on stem construction; 4) the analysis of sources of variation showed that the variation of D, H and biomass of different organs related closely with both nitrogen treatment and provenance, but SMR, LMR and SLR were only associated with nitrogen treatment and independent of provenance.
- simulated nitrogen deposition /
- growth index /
- biomass /
- biomass allocation /
- Acer mono seedlings

[1]	VITOUSEK P M, MOONEY H A, LUBCHENCO J, et al. Human domination of earths ecosystems[J]. Science, 1997, 277: 494-499.
[2]	DIAZ S, LAVOREL S, MCINTYRE S, et al. Plant trait responses to grazing:a global synthesis[J]. Global Change Biology, 2007, 13: 313-341.
[3]	ZHENG X, FU C, XU X, et al. The Asian nitrogen cycle case study [J]. Ambio, 2002, 31: 79-87.
[4]	PHOENIX G K, HICKS W K, CINDERBY S, et al. Atmosphere nitrogen deposition in world biodiversity hotspots: the need for a greater global perspective in assessing N deposition impacts[J]. Global Change Biology, 2006, 12(3): 470-476.
[5]	BERGER T W, GLATZEL G. Response of Quercus petraea seedlings to nitrogen fertilization[J]. Forest Ecology and Management, 2001, 149: 1-14.
[6]	李德军, 莫江明, 彭少麟, 等. 南亚热带森林两种优势树种幼苗的元素含量对模拟氮沉降增加的响应[J]. 生态学报, 2005, 25(9): 2165-2172.
[7]	LI D J, MO J M, PENG S L, et al. Effects of simulated nitrogen deposition on elemental concentrations of Schima superba and Cryptocarya concinna seedlings in subtropical China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(9): 2165-2172.
[8]	BAUER G A, BAZZAZ F A, MINOCHA R, et al. Effects of chronic N additions on tissue chemistry, photosynthetic capacity, and carbon sequestration potential of a red pine (Pinus resinosa Ait.) stand in the NE United States[J]. Forest Ecology and Management, 2004, 196: 173-186.
[9]	李德军, 莫江明, 方运霆, 等. 氮沉降对森林植物的影响[J]. 生态学报, 2003, 23(9):1891-1900.
[10]	LI D J, MO J M, FANG Y T, et al. Impact of nitrogen deposition on forest plants[J]. Acta Ecologica Sinica, 2003, 23(9): 1891-1900.
[11]	姬志峰. 山西五角枫天然种群表型多样性研究[D]. 临汾:山西师范大学, 2013.
[12]	JI Z F. Study on phenotypic diversity of natural population in Acer mono Maxim in Shanxi[D]. Linfen: Shanxi Normal University, 2013.
[13]	姚婧, 李颖, 魏丽萍, 等. 东灵山不同林型五角枫叶性状异速生长关系随发育阶段的变化[J]. 生态学报, 2013, 33(13): 3907-3915.
[14]	YAO J, LI Y, WEI L P, et al. Changes of allometric relationships among leaf traits in different ontogenetic stages of Acer mono from different types of forests in Donglingshan of Beijing[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(13): 3907-3915.
[15]	于永畅, 张林, 王厚新, 等. 三个五角枫品种光合特性比较[J]. 北方园艺, 2013(2): 57-60.
[16]	YU Y C, ZHANG L, WANG H X, et al. Comparison of photosynthetic characteristics of three Acer mono varieties[J]. Northern Horticulture, 2013(2): 57-60.
[17]	陈志成. 8个树种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价[D].泰安:山东农业大学, 2013.
[18]	CHEN Z C. Physiological response of eight tree species to drought stress and evaluation of drought resistance[D].Taian: Shandong Agricultural University, 2013.
[19]	吴晓莆. 东灵山地区辽东栎群落中植物种群的时空格局研究[D]. 北京:中国科学院植物研究所, 2001.
[20]	WU X P.Investigation to temporal and spatial pattern of phytopopulation in Quercus liaoturgesis Koidz forest communities in Dongling Mountain Region[D]. Beijing:Institute of Botany of Chinese Academy of Sciences, 2001.
[21]	蒋思思, 魏丽萍, 侯继华. 模拟氮沉降对油松幼苗光合特性的影响[J]. 广东农业科学, 2014, 42(13): 44-48.
[22]	JIANG S S, WEI L P, HOU J H. Effect of simulated nitrogen deposition on photosynthetic characteristics of Chinese pine (Pinus tabulaeformis Carr.) seedlings[J]. Guangdong Agricultural Science, 2014, 42(13): 44-48.
[23]	ELBERSE I A M, DAMME J M M, TIENDEREN P H. Plasticity of growth characteristics in wild barley (Hordeum spontaneum) in response to nutrient limitation[J]. Journal of Ecology, 2003, 91: 371-382.
[24]	TAMM C O. Nitrogen in terrestrial ecosystems: questions of productivity, vegetational changes, and ecosystem stability [M]. Berlin: Springer-Verlag, 1991: 116.
[25]	邓斌, 曾德慧. 添加氮肥对沙地樟子松幼苗生物量分配与叶片生理特性的影响[J]. 生态学杂志, 2006, 25(11): 1312-1317.
[26]	DENG B, ZENG D H. Effects of nitrogen fertilization on biomass partitioning and leaf physiological characteristics of Pinus sylvestris var. mongolica seedlings on sandy soil[J]. Chinese Journal of Ecology, 2006, 25 (11): 1312-1317.
[27]	吴茜, 丁佳, 闫慧, 等. 模拟降水变化和土壤施氮对浙江古田山5个树种幼苗生长和生物量的影响[J]. 植物生态学报, 2011, 35(3): 256-267.
[28]	WU Q, DING J, YAN H, et al. Effects of simulated precipitation and nitrogen addition on seedling growth and biomass in five tree species in Gutian Mountain, Zhejiang Province, China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology,2011, 35(3): 256-267.
[29]	李化山, 汪金松, 法蕾, 等. 模拟氮沉降对油松幼苗生长的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2013, 19(5): 774-780.
[30]	LI H S, WANG J S, FA L, et al. Effects of simulated nitrogen deposition on seedling growth of Pinus tabulaeformis [J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2013, 19(5) : 774-780.
[31]	MAGILL A H, ABER J D, BERNTSON G M, et al. Long-term nitrogen additions and nitrogen saturation in two temperate forests[J]. Ecosystems, 2000, 3: 238-253.
[32]	方运霆, 莫江明, 周国逸, 等. 鼎湖山主要森林类型植物胸径生长对氮沉降增加的初期响应[J]. 热带亚热带植物学报, 2005, 13(3): 198-204.
[33]	FANG Y T, MO J M, ZHOU G Y, et al. Response of diameter at breast height increment to N addition in forests of Dinghushan Biosphere Reserve[J]. Jounal of Tropical and Subtropical Botany, 2005,13(3): 198-204.
[34]	POORTER H, NAGEL O. The role of biomass allocation in the growth response of plants to different levels of light, CO2, nutrients and water: a quantitative review[J]. Australian Journal Plant Physiology, 2000, 27: 595-607.
[35]	PERSSON H, AHLSTROM K, CLEMENSSON L A. Nitrogen addition and removal at garden-effects on fine-root growth and fine-root chemistry[J]. Forest Ecology and Management, 1998, 101: 199-206.
[36]	JOHANSSON M. The influence of ammonium nitrate on the root growth and ericoid mycorrhizal colonization of Calluna vulgaris (L.) Hull from a danish heathland[J]. Oecologia, 2000, 123: 418-424.
[37]	刘洋, 张健, 陈亚梅, 等. 氮磷添加对巨桉幼苗生物量分配和C∶N∶P化学计量特征的影响[J]. 植物生态学报, 2013, 37(10): 933-941.
[38]	LIU Y, ZHANG J, CHEN Y M, et al. Effect of nitrogen and phosphorus fertilization on biomass allocation and C∶N∶P stoichiometric characteristics of Eucalyptus grandis seedlings[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2013, 37(10): 933-941.
[39]	王晓荣, 潘磊, 唐万鹏, 等. 氮素添加对中亚热带栎属不同树种幼苗生长及生物量分配的短期影响[J]. 东北林业大学学报, 2014, 42(6): 24-28.
[40]	WANG X R, PAN L, TANG W P, et al. Short-term effects of nitrogen addition on seedling growth and biomass allocation with different tree species of Quercus in the mid-subtropics of China[J]. Jounal of Northeast Forestry University, 2014, 42(6): 24-28.
[41]	GIARDINA C P, RHOADES C C. Clear cutting and burning affect nitrogen supply, phosphorus fractions and seedling growth in soil from Wyoming lodgepole pine forest[J]. Forest Ecology and Management, 2001, 140: 19-28.
[42]	杨冬梅, 章佳佳, 周丹, 等. 木本植物茎叶功能性状及其关系随环境变化的研究进展[J]. 生态学杂志, 2012, 31(3): 702-713.
[43]	YANG D M, ZHANG J J, ZHOU D, et al. Leaf and twig functional traits of woody plants and their relationships with environmentalchange: a review[J]. Chinese Journal of Ecology, 2012, 31(3): 702-713.

[1]	曾伟生, 孙乡楠, 王六如, 王威, 蒲莹. 东北林区10种主要森林类型的蓄积量生物量和碳储量模型研建 . 北京林业大学学报, 2021, (): 1-8. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200058
[2]	何潇, 曹磊, 徐胜林, 李海奎. 内蒙古大兴安岭林区不同恢复阶段森林生物量特征与影响因素 . 北京林业大学学报, 2019, 41(9): 50-58. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190030
[3]	李鑫, 李昆, 段安安, 崔凯, 高成杰. 不同地理种源云南松幼苗生物量分配及其异速生长 . 北京林业大学学报, 2019, 41(4): 41-50. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180371
[4]	耿丹, 夏朝宗, 张国斌, 刘晓东, 康峰峰. 杉木人工林灌木层生物量模型构建 . 北京林业大学学报, 2018, 40(3): 34-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170257
[5]	邢磊, 薛海霞, 李清河, 高婷婷. 白刺幼苗生物量与氮含量在叶与全株间的尺度转换 . 北京林业大学学报, 2018, 40(2): 76-81. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170338
[6]	刘坤, 曹林, 汪贵斌, 曹福亮. 银杏生物量分配格局及异速生长模型 . 北京林业大学学报, 2017, 39(4): 12-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160374
[7]	李良, 夏富才, 孙越, 张骁. 阔叶红松林下早春植物生物量分配 . 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 34-42. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160063
[8]	宋沼鹏, 梁冬, 侯继华. 氮添加对3个油松种源幼苗生物量及其分配的影响 . 北京林业大学学报, 2017, 39(8): 50-59. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160243
[9]	毛学刚, 王静文, 范文义. 基于遥感与地统计的森林生物量时空变异分析 . 北京林业大学学报, 2016, 38(2): 10-19. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150214
[10]	何怀江, 叶尔江·拜克吐尔汉, 张春雨, 左强, 邳田辉, 高海涛. 吉林蛟河针阔混交林12个树种生物量分配规律 . 北京林业大学学报, 2016, 38(4): 53-62. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150430
[11]	王丽红, 辛颖, 邹梦玲, 赵雨森, 刘双江, 任清胜. 大兴安岭火烧迹地植被恢复中植物多样性与生物量分配格局 . 北京林业大学学报, 2015, 37(12): 41-47. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150025
[12]	明安刚, 郑路, 麻静, 陶怡, 劳庆祥, 卢立华. 铁力木人工林生物量与碳储量及其分配特征 . 北京林业大学学报, 2015, 37(2): 32-39. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2015.02.015
[13]	董点, 林天喜, 唐景毅, 柳静臣, 孙国文, 姚杰, 程艳霞. 紫椴生物量分配格局及异速生长方程 . 北京林业大学学报, 2014, 36(4): 54-63. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.013
[14]	范春楠, 庞圣江, 郑金萍, 李兵, 郭忠玲. 长白山林区14种幼树生物量估测模型 . 北京林业大学学报, 2013, 35(2): 1-9.
[15]	董利虎, 李凤日, 贾炜玮. 林木竞争对红松人工林立木生物量影响及模型研究 . 北京林业大学学报, 2013, 35(6): 14-22.
[16]	宋熙龙, 毕君, 刘峰, 王超. 木兰林管局白桦次生林生物量与碳储量研究 . 北京林业大学学报, 2010, 32(6): 33-36.
[17]	徐飞, 郭卫华, 徐伟红, 王仁卿. 刺槐幼苗形态、生物量分配和光合特性对水分胁迫的响应 . 北京林业大学学报, 2010, 32(1): 24-30.
[18]	琚存勇, 蔡体久. 鄂尔多斯草地生物量估测的GRNN模型实现 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 296-299.
[19]	王兰珍, 韦艳葵, 吴丽娟, 耿玉清, 李国雷, 王旭, 刘鹏举, 方升佐, 任强, 段文霞, 李雪华, 汪杭军1, 李生宇, 薛康, 党文杰, 周传艳, 赵铁珍, 刘剑锋, 张冬梅, 王立海, HUALi_zhong, 李义良, 朱小龙, 崔同林, 余新晓, 周亮, 周宇飞, 宋永明, 刘勇, 方陆明, 高岚, 杨娅, 雷加强, JIANGXi_dian, 周国逸, 韩士杰, 李振基, 苏晓华, 尹光彩, 何茜, 李建章, 朱波, 黎明, 阎秀峰, 刘勇, 杨慧敏, 玲, HEXiu_bin, 喻理飞, 沈熙环, 孙向阳, 宗文君, 鹿振友, 周国逸, 徐扬, 唐小明, 虞木奎, 李吉跃, 王春林, 徐新文, 赖志华, 张冰玉, 王清文, 王新杰, 刘锐, 程云清, 柯水发, 3, 国庆, 王伟宏, 陈实, 周晓梅, , 温亚利, 茹广欣, 郭蓓, 陈培金, 宋爱琴, 李丙文, 张志毅, 孙阁, 陈峻崎, 齐涛, 李晓兰, 李俊清, 长山, 张可栋, 周玉平, 刘志明, 王建林, 蒋德明, 王晓静, 王旭, 唐旭利, 姚永刚, 宋湛谦, 陈放, 赵双荣, 王春林, 关少华, 闫俊华, 杨伟伟, 郑凌峰. 人工柳杉林生物量及其土壤碳动态分析 . 北京林业大学学报, 2007, 29(2): 55-59.
[20]	许景伟, 李黎, 索安宁, 张春晓, 焦雯珺, 周艳萍, 吴家兵, 于海霞, 于文吉, 孙志蓉, 邵杰, 高克昌, 金则新, 吕文华, 李俊, 宋先亮, 马玲, 张建军, 郎璞玫, 郑景明, 陆平, 武林, 奚如春, 雷妮娅, 周睿, 刘足根, 张志山, 李传荣, 郑红娟, 戴伟, 赵文喆, 张小由, 蔡锡安, 葛剑平, 盖颖, 韦方强, 李钧敏, 朱清科, 赵广杰, 陈勇, 饶兴权, 于志明, 陈少良, 余养伦, 毕华兴, 马履一, Kwei-NamLaw, 翟明普, 纳磊, 关德新, 赵秀海, 习宝田, 朱教君, 袁小兰, 朱艳燕, 杨永福, 方家强, 王文全, ClaudeDaneault, 张弥, 樊敏, 谭会娟, 王瑞刚, 李增鸿, 张宇清, 赵平, 曾小平, 崔鹏, 江泽慧, 李笑吟, 李俊清, 贾桂霞, 张春雨, 王天明, 于波, 马履一, 夏良放, 贺润平, 袁飞, 李庆卫, 韩士杰, 邓宗付, 陈雪梅, 王卫东, 吴秀芹, 王贺新, 郭孟霞, 张欣荣, 李丽萍, 殷宁, 唐晓军, 刘丽娟, 何明珠, 刘鑫, 王旭琴, 于贵瑞, 王月海, 蒋湘宁, 江杰, 郑敬刚, 吴记贵, 孔俊杰, 熊颖, 毛志宏, 王娜, 聂立水, 王瑞辉, 林靓靓, 李新荣, 孙晓敏, 葛剑平, 王贵霞, 董治良, 郭超颖. 甘肃小陇山森林生物量研究 . 北京林业大学学报, 2007, 29(1): 31-36.

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模拟氮沉降对五角枫幼苗生长的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150079

Effects of simulated nitrogen deposition on growth of Acer mono seedlings.

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1. 1 北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室;

2. 2 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室

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