不同林龄马尾松（Pinus massoniana）人工林碳氮磷分配格局及化学计量特征

为了解长江上游低山丘陵区马尾松（Pinus massoniana）人工林生态系统的C、N、P分配格局及化学计量特征,本文采用时空互代的方法,在宜宾高县来复林区选取三种不同林龄（5年生幼龄林、14年生中龄林、39年生成熟林）,但立地条件相近、样地情况基本一致的马尾松（Pinus massoniana）人工林作为研究对象,对马尾松针叶、凋落物及土壤中的C、N、P含量及 w（C）？w（N）？w（P）化学计量特征进行测定和分析。结果表明,（1）C、N、P 含量均表现为针叶〉凋落物〉土壤,且在三个库之间差异显著;（2）林龄对针叶、凋落物、土壤的 C、N、P 及 w（C）？w（N）、w（C）？w（P）计量比均有显著影响。（3）土壤 C、N、P含量在成熟林中最高;针叶和凋落物的C含量在成熟林中最低,N、P含量则在中龄林中最高。（4）随林龄增加马尾松对N、P的利用效率降低,针叶、凋落物及土壤的w（C）？w（N）与 w（C）？w（P）均表现为下降。（5）马尾松针叶w（N）？w（P）比值在14.37~15.53之间,说明该地区马尾松人工林受N和P的共同限制,但林龄对N、P养分限制的影响不显著。为提高该区马尾松人工林的生产力,建议在人工林的抚育管理中要适当增加N肥和P肥,同时也可在马尾松人工林引入豆科固氮植物以提高地力。该研究将马尾松针叶、凋落物及土壤结合起来探究随林龄增长C、N、P养分元素的分配格局及化学计量特征的变化,有助于全面、系统地揭示马尾松人工林生态系统的养分循环,对指导马尾松人工林生产,调节和改善林木生长环境,提高系统的养分利用效率及林地生产力具有重要意义。     

不同林冠郁闭度马尾松(Pinus massoniana)叶片养分再吸收率及其化学计量特征

以现有11年生马尾松(Pinus massoniana)人工林为基础,通过均匀间伐、抚育修枝,结合冠层分析仪(CI-110)测定郁闭度,形成林冠郁闭度约为0.9、0.8、0.7、0.6、0.5的5个梯度系列样地,研究马尾松叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)养分含量、养分再吸收率及化学计量特征.结果显示:1)随林冠郁闭度减小,叶片N含量、C:N、N:P皆存在显著差异,叶片C含量、P含量、C:P都没有显著差异;C含量、N含量、C:N、N:P皆呈抛物线趋势;C含量在0.6郁闭度时最大,N含量、N:P在0.7郁闭度时最大,C:N在0.7郁闭度时最小.N:P在11.15-16.38之间,说明该研究区的马尾松生长同时受N、P限制.2)随林冠郁闭度减小,N养分再吸收率、N与P养分再吸收率之比都存在显著差异,P养分再吸收率没有显著差异;N、P养分再吸收率皆呈抛物线趋势,且都在0.7郁闭度时最大.3)不同林冠郁闭度马尾松叶片C:N:P化学计量比与N养分再吸收率、P养分再吸收率、N与P养分再吸收率之比都存在极强的相关性关系.4)随林冠郁闭度处理时间的延长,土壤p H值都有所升高,土壤含水量和土壤全N累积量有所下降,土壤有机碳累积量在3个中等林冠郁闭度下有所降低,土壤全P累积量在低林冠郁闭度时有所升高,而在0.7中等林冠郁闭度下有所降低.5)不同年份间马尾松叶片C:N:P及其N与P养分再吸收率之比皆在林冠郁闭度0.7时较为稳定.本研究表明林冠郁闭度为0.7的马尾松人工林林内微环境为马尾松的快速生长、良好发育提供了最为适宜的环境,具有较高的化学计量比内稳性.     

马尾松不同林型对土壤理化性质的影响

以安徽省枞阳县大山村3种马尾松不同林型（马尾松纯林、马尾松-麻栎混交林、马尾松-枫香混交林）0~60 cm土层为研究对象,探讨3种马尾松林型的土壤理化性质变化规律,旨在为该区马尾松人工林的可持续发展和生产提供科学依据。结果表明：（1）0~60 cm土层,3种马尾松林型土壤容重随深度的增加而逐渐增加,混交林土壤容重显著低于纯林;土壤含水量随土层的加深而逐渐减小,其大小为：马尾松-枫香混交林>马尾松-麻栎混交林>马尾松纯林,马尾松-枫香混交林在土壤容重降低,土壤孔隙度增加及土壤含水量方面优于马尾松-麻栎混交林;（2）土壤pH值介于4.5~5.0之间,3种林型pH值随土层深度的增加而增大,但差异均不显著,其中马尾松-枫香混交林土壤pH值较高;（3）3种林型土壤有机质、全N、有效P和速效K均随土层深度的增加而减少,呈现明显的“表聚”现象,其质量分数表现为：马尾松-枫香混交林>马尾松-麻栎混交林>马尾松纯林;（4）土壤容重与土壤水分质量分数、有机质、全N、有效P和速效K等养分质量分数均呈负相关,土壤有机质与全N、有效P和速效K呈极显著的正相关,这说明土壤有机质在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着非常重要的作用。     

Stoichiometric characteristics of carbon,nitrogen, and phosphorus in leaf litter soil of Pinus yunnanensis forest during different restoration stages in the karst plateau of eastern Yunnan北大核心CSCD

以滇东岩溶坡地不同恢复阶段云南松林(纯林、人工混交林、天然次生林)为研究对象,以元江栲原生林和小铁仔灌丛作为参照样地,对5种植被类型中的叶片-枯落物-土壤中的C、N、P含量和化学计量比特征进行研究.结果表明:(1)3种云南松林都呈现为高C(432.27 g/kg)、低N(10.28 g/kg)、P(0.96 g/kg)的格局,5种植被类型的叶片-枯落物-土壤C、N、P含量基本都表现为叶片>枯落物>土壤,C/N、C/P、N/P值则都表现为枯落物>叶片>土壤,叶片和枯落物的养分含量和化学计量比值与土壤间差异显著.(2)3种云南松林对于养分的吸收同化能力差异不大,但天然次生林的枯落物质量最好,人工混交林的土壤N、P有效性最高,云南松林内受N的胁迫作用强于原生林和灌丛.(3)植物叶片-枯落物-土壤中C、N、P及其化学计量比间相关性显著,互馈机制明显.研究区内土壤C、N、P化学计量特征受土壤pH、团聚体颗粒、含水率、容重和硝态氮影响显著.因此,滇东岩溶高原云南松植被恢复过程中主要受N胁迫作用,提高枯落物养分回流是云南松植被恢复与经营的关键要素.(图4表3参41)     

红壤侵蚀区不同植被恢复阶段土壤酶活性和微生物多样性变化

以长汀红壤侵蚀区为例,研究不同植被恢复年限土壤养分、酶活性、细菌和真菌群落丰度的变化,并分析它们之间的相关关系,为定量评价红壤区生态恢复效果提供理论依据.以未治理裸地(CK)和治理年限为6年(R6)、10年(R10)、34年(R34)、80年(R80)5种土壤为研究对象,测定其土壤养分含量、pH、酶活性,运用高通量测序测定土壤细菌和真菌群落丰度及多样性,分析土壤养分含量、pH、酶活性、细菌和真菌门分类水平群落丰度之间的相关性.结果显示,土壤速效钾、有效磷、铵态氮、可溶性有机碳含量,土壤β葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、脲酶活性,以及土壤细菌和真菌OTUs丰度在植被恢复后有所升高,土壤pH呈下降的趋势;在植被恢复过程中变形菌门、酸杆菌门、担子菌门等多数细菌和真菌丰度随植被恢复而上升,而绿弯菌门、放线菌门、子囊菌门等少数细菌和真菌丰度降低;土壤pH、养分含量、酶活性、细菌和真菌群落丰度存在显著的相关性.因此,对长汀红壤侵蚀区土壤进行植被恢复有效提高和改善了土壤养分含量、酶活性、细菌和真菌群落丰度及多样性.土壤细菌和真菌及酶活性与土壤性质存在密切的联系,随植被恢复年限的增加,植被覆盖度增加、凋落物大量积累、根系分泌物增加,使得土壤养分含量升高,酶活性相应提高,最终促进细菌和真菌丰度提高,生态环境逐渐变好.(图6表2参29)     

不同恢复年限退化土壤有机氮组分变化特征

为明确退化土壤在不同恢复年限下土壤有机氮组分变化规律,以福建长汀县退化红壤为研究对象,利用时空替代法,选取5个典型的不同植被恢复阶段样地,分别为裸地,恢复7、17、23、35a的马尾松(Pinusmassoniana)人工林,采用Bremner酸水解法研究土壤有机氮各组分的变化特征。结果表明,与裸地相比,恢复年限为7、17、23、35a的土壤全氮含量分别增加了2.57、3.71、4.00、5.57倍,且主要以酸解性氮形态存在。酸解性氮和非酸解性氮含量均随全氮含量的增加而显著提高(P<0.01),但植被恢复提高了非酸解氮比例,降低了酸解性氮比例。土壤氨态氮、氨基酸态氮和酸解未知态氮含量随着恢复年限的延长而提高;酸解性总氮含量与氨态氮、氨基酸态氮和酸解未知态氮含量呈显著正相关(P<0.01)。线性回归斜率表明,不同恢复年限土壤增加的酸解性总氮中12.4%为氨态氮、47.3%为氨基酸态氮、35.2%为酸解未知态氮、5.1%为氨基糖态氮。植被恢复降低了氨态氮组分占酸解性总氮的比例,提高了氨基酸态氮组分占酸解性总氮的比例。有机氮组分特征变化影响土壤氮素供应与贮存能力。该研究结果可为退化土壤恢复过程养分管理提供参考。     

亚热带3种典型常绿森林土壤和植物叶片碳氮磷化学计量特征

为深入了解亚热带常绿森林生态系统养分循环和系统稳定机制,以四川省宜宾市老君山国家级自然保护区内3种典型森林(水杉和柳杉人工林、中华木荷和鸡爪槭次生林以及总状山矾和天全钓樟原始常绿阔叶林)作为研究对象,研究其表层土壤(0-10 cm)和乔木、灌木、草本生活型植物叶片的C、N、P化学计量特征.结果表明:(1)表层土壤C、N、P含量以原始林最高,人工林最低,人工林土壤C:N最高,次生林土壤C:P最高,原始林土壤N:P最高;(2)乔木叶片C、N、P含量最高,草本植物最低;人工林乔木叶片C:N、C:P比最高;乔木、灌木、草本N:P比分别为13.9、14.1、9.3;人工林乔木N:P(10.2)最低,次生林乔木N:P(14.5)与原始林(13.8)较高;(3)植被整体及乔木、灌木、草本整体叶片N、P含量间Ⅱ类线性回归斜率约等于1,表明叶片N与P含量呈等速投入关系.可见,乔、灌木整体更易受P限制,草本更易受N限制;在土壤N、P供应较为贫瘠的人工林受N限制更为明显,而物种较为丰富、土壤养分供应较为充足的天然林P限制更为明显.(图4表3参37)     

闽西北马尾松人工林营养元素的积累与分配格局

通过定位监测与取样分析,研究了41 a生马尾松人工林生态系统中的林木、林下植被、地被物及土壤等各组分营养元素含量、积累及分配特征.对林木的养分含量分析显示,除Ca元素外,针叶的养分含量最高,其次是枝、根、皮,树干的养分含量最低.林下植被层的养分含量比较高,其养分含量大小排列顺序为Ca＞N＞K＞Mg＞P;凋落物中各元素的含量与林木养分含量基本一致;土壤中K含量最高,其次是Mg,而Ca、N、P的含量则比较低.通过对林木生产力的分析表明,马尾松的养分年积累量为110.79 kg·hm-2·a-1,其中叶占34.47%,树干占22.56%,皮、枝和根分别占21.43%、10.91%和10.63%.马尾松林生态系统养分总贮量为187864.77 kg hm-2,其中土壤占98.70%,林木占1.18%,林下植被和凋落物养分元素总贮量较低,仅占总贮量的0.12%.     

广西罗城马尾松、杉木、桉树人工林碳储量及其动态变化

对广西罗城仫佬族自治县杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）桉树（Eucalyptus grandis x E.urophylla）人工林生态系统碳含量、碳储量进行了研究,结果表明：不同发育阶段马尾松、杉木、桉树人工林林下植被含碳率变化幅度为37.96%~49.03%,枯落物含碳率为41.8%～49.6%之间,马尾松幼龄林林下植被含碳率最高,2年生桉树林枯落物含碳率最小。0~60 cm土层含碳率变化幅度为0.45%～2.17%,0~20 cm土层含碳率表现为杉木〉马尾松〉桉树。马尾松、杉木、桉树人工林生态系统碳储量分别为135.61、144.30、87.54 t.hm-2,马尾松和桉树人工林生态系统碳储量均表现为随林龄的增加而增加,马尾松幼龄和近熟林碳储量分别高于杉木,杉木中龄林碳储量高于马尾松中龄林。马尾松、杉木、桉树人工林乔木碳储量分别占其总碳储量的43.03%、34.44%、22.92%。马尾松、杉木、桉树人工林下植被碳储量表现为桉树（2.54 t.hm-2）〉杉木（1.91 t.hm-2）〉马尾松（0.89 t.hm-2）。马尾松、杉木、桉树人工林枯落物碳储量分别占其总碳储量的1.64%、4.56%、1.95%。马尾松、杉木、桉树人工林土壤碳储量分别为74.13、86.48、62.95 t.hm-2,杉木人工林土壤碳储量最高,桉树最小,0~20 cm土层碳储量成为土壤的主体,马尾松0~20 cm土层碳储量占其土壤总碳储量的47.03%,杉木占51.67%,桉树为42.58%。乔木和土壤碳储量成为整个森林生态系统的主要的碳储存库。     

黔西北不同林龄马尾松人工林针叶-凋落物-土壤C、N、P化学计量特征

在贵州省黔西县境内选取14、26、33 a生的马尾松人工林为研究对象,比较分析"植物-凋落物-土壤"连续体中的C、N、P含量及其化学计量特征的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系,以期为马尾松人工林的可持续经营提供参考。结果表明,(1)C和N含量表现为针叶凋落物土壤,P含量表现为针叶土壤凋落物,ω(C):ω(N)比表现为针叶凋落物土壤,ω(C):ω(P)和ω(N):ω(P)比表现为凋落物针叶土壤,且3个库之间均存在显著差异(P0.05)。(2)林龄对针叶、凋落物、土壤中的C、N、P含量及其化学计量特征均有显著影响,但是它们随林龄的变化趋势不尽相同。随着林龄的增加,针叶和土壤中的C、N、P含量呈增加趋势;凋落物中的N、P含量呈增加趋势,但是C含量则逐渐降低。随着林龄的增加,针叶和凋落物中的ω(C):ω(N)和ω(C):ω(P)比逐渐降低;土壤中的ω(C):ω(N)比则逐渐增加,ω(C):ω(P)比先降低后增加。(3)不同林龄针叶的ω(N):ω(P)比均小于14,表明研究区内马尾松的生长受N限制较严重,特别是26 a生时最严重,且不同林龄间差异显著。(4)相关分析表明,马尾松生长过程中,针叶、凋落物、土壤中的P含量及ω(C):ω(P)比均呈显著正相关关系,说明P比C和N在叶片、凋落物、土壤3个库之间的相关性更显著,ω(C):ω(P)比对3个库之间的养分转化关系最敏感。     

恢复措施对排土场土壤酶活性和微生物量的影响

以海州露天矿排土场为研究对象,选取工程复垦、人工种植林地(榆树、刺槐和紫穗槐)和天然草地3种恢复措施作为修复地,以荒裸地作为对照,研究恢复措施对土壤酶活性和土壤微生物量的影响,探讨生态恢复措施对排土场土壤质量的改善情况.结果表明,在同一土层中,修复地土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性和土壤微生物量显著高于荒裸地(P0.05),人工林地和天然草地在提高上述4种土壤酶活性方面显著高于工程复垦地(P0.05),工程复垦能够显著提高土壤过氧化氢酶活性(P0.05),却不能显著提高土壤微生物量(P0.05).表层土壤中,微生物量C/N比值表现为人工林地和天然草地显著高于其他土壤(P0.05),深层土壤则为荒裸地最高.从垂直分布上看,土壤酶活性和土壤微生物量C、N随着土壤深度的增加而降低.相关分析表明,土壤酶活性和微生物量与土壤养分含量之间密切相关,说明土壤酶活性和微生物量可以作为评价排土场土壤质量的生物学指标.3种恢复措施对土壤质量的改善能力依次为人工林地天然草地工程复垦地,在林种的选择上为乔木灌木.     

不同恢复年限刺槐林土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征

地处西秦岭山地的甘肃天水吕二沟小流域土壤侵蚀问题严重,上世纪五六十年代开始,当地政府在研究区实施了多年的生态恢复措施以保持水土,但目前尚未有植被恢复对土壤生态计量特征的系统调查。分析不同林龄人工林土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征可在一定程度上揭示土壤养分的限制情况。选取黄土丘陵沟壑区不同生长年限(5、20、40、56 a)的人工刺槐林(Robinia pseudoacacia L.)为研究对象,以荒地为对照,探讨不同恢复年限人工刺槐林0-100 cm土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征。结果表明,5年恢复期后,随林龄的增加,土壤有机碳、全氮、C:P比和N:P比均显著增加(P<0.05),平均值分别为5.09 g·kg^-1、0.66 g·kg^-1、9.02、1.18,均低于中国土壤生态计量平均水平;土壤含水率下降,土壤干化明显;土壤容重和C:N比的变化不大(P>0.05);全磷无明显变化规律,均值为0.56 g·kg^-1,接近中国土壤的平均值。长期的植被恢复有利于增加土壤有机碳和全氮含量,但仍需要更长期的人工刺槐林种植来提高土壤肥力。研究区人工恢复水保林水分亏空是限制刺槐生长的重要因素,氮是流域土壤的主要限制性营养元素。本研究有助于当地政府调整植树造林措施、保持土壤质量稳步提升、预防人工林地退化,为人工林管理提供参考。     

喀斯特高原石漠化区次生林叶片—枯落物—土壤连续体碳氮磷生态化学计量特征

探究喀斯特高原石漠化区贵州青冈[Cyclobalanopsis argyrotricha (A. Camus) Chun et Y. T. Chang]-云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens Burk)林、麻栎(Quercus acutissima Carruth)林、猴樟(Cinnamomum bodinieri Levl)林和华山松(Pinus armandii Franch)林4种次生林叶片—枯落物—土壤连续体C、N、P生态化学计量特征及相关性,可为喀斯特森林恢复重建和经营管理提供依据.对4种次生林叶片、枯落物及土壤进行野外取样,室内测定C、N、P含量及计算生态化学计量比.结果显示:4种次生林叶片组分的C、N、P元素含量为474.34、18.59、1.78 g/kg;枯落物组分C、N、P元素含量为444.21、12.84、0.96 g/kg;土壤组分(0-10 cm)的C、N、P元素含量为80.40、2.80、0.86 g/kg,叶片—枯落物—土壤连续体C、N、P含量皆表现为高—中—低变化趋势.4种森林叶片—枯落物—土壤连续体各组分C:N:P计量比依次为266:10:1、490:14:1、93:3:1,叶片-枯落物-土壤连续体C:N:P质量比呈中—高—低的变化趋势. C/N、C/P、N/P在叶片—枯落物—土壤连续体各组分中变化趋势不同,C/N在4种森林中变化规律不一致,而C/P与N/P在4种森林中皆表现为中—高—低变化趋势.土壤组分N/P与叶片组分C/P、N/P,枯落物组分N/P与叶片组分C/P、N/P之间皆为显著正相关,而枯落物和土壤组分的N/P之间没有表现出显著的相关性.与已有的研究结果相比,喀斯特次生林叶片—枯落物—土壤连续体C含量呈中—低—高格局,N含量为中—高—高格局,P含量为高—高—高格局,C:N:P化学计量为低—低—高格局,叶片N/P、枯落物C/N较低,土壤C/N相对较高,C/P、N/P相对较低.综上所述,喀斯特高原石漠化区次生林枯落物分解较快,土壤中P回归充分而N回归不足,植被生长主要受到N的限制,且养分循环速度与优势种相关,优势种选择是森林恢复与经营的核心内容.(表5参38)     

中亚热带森林转换对土壤微生物群落结构的影响

森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统;土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,其变化与土壤肥力的改善密切相关.采用磷脂脂肪酸法对南平市顺昌县武坊林场的常绿阔叶天然次生林和杉木人工林的土壤微生物群落结构、土壤养分及其之间的相互关系进行研究.结果表明,常绿阔叶天然次生林土壤的总碳含量、全磷含量、铵态氮、微生物量碳以及碳氮比(C/N)均显著高于杉木人工林(P 0.05),而2个林分间土壤的总氮含量、有效磷含量差异无显著差异(P 0.05).常绿阔叶天然次生林的革兰氏阳性菌、真菌、总磷脂脂肪酸(总PLFAs)、革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G~+:G~-)、细菌真菌比(F:B)显著高于杉木人工林.皮尔森相关分析结果表明细菌、真菌、总磷脂脂肪酸与总碳、全磷、铵态氮、微生物量碳含量显著相关,总磷脂脂肪酸与酸碱度(pH)显著相关(P 0.05).主成分分析表明第1主成分与第2主成分共同解释了微生物群落结构变化的97.86%,表明森林转换后不同林分的土壤微生物群落结构存在显著差异.冗余分析结果表明第一轴和第二轴分别解释了89.9%和6.7%,土壤全磷、铵态氮、硝态氮对土壤微生物群落结构的影响最大.本研究结果表明森林转换下土壤微生物群落结构与土壤养分含量具有显著相关性,这对于提高土壤肥力,营造可持续发展的杉木人工林有着重要参考价值.     

不同覆被下红壤坡地地表径流及其养分流失特征

通过对南方红壤坡地农作区、茶园、柑橘园、退化区和恢复区5种不同利用方式所产生的地表径流量的全年连续观测及其径流水中养分含量分析,结果表明:覆被植物群落类型单一化和农事耕作都能增加地表径流量、次数和增加养分流失,5种类型地表径流量不论是月平均径流量还是年总径流量,其大小关系为农作区*>茶园*>柑橘园>退化区>恢复区*,产流次数也是恢复区最少,其余4种类型基本一致;径流水中总P、K 、Ca2 、Mg2和SO42-流失量以农作区达到最大,茶园和柑橘园次之,然后是退化区和,恢复区的径流各养分流失量量少,耕作区的总P、K 、Ca2 、Mg2 和SO42-流失量大于非耕作区,覆被植物群落类型少的总P、K 、Ca2 、Mg2 和SO42-流失量大于覆被植物群落类型复杂.综合考虑,红壤坡地用来耕作可以加剧水土和土壤养分流失,自然植被对红壤坡地保持水土和养分效果最佳,如果种植经济价值较高的果林和药、茶、草等需采用复种方式,避免单一种植和减少人工扰动,以便维持坡地土壤利用的可持续性.     

外源性氮和磷添加对马尾松凋落叶分解及土壤特性的影响

研究外源性氮和磷对马尾松(Pinus massoniana)凋落叶分解速率、分解过程中N、P、K含量变化及马尾松林地土壤生化特性的影响,为阐明外源性氮和磷对凋落叶分解土壤养分的影响及为森林养分管理提供科学依据。采用尼龙网袋分解法,在广东马尾松林内建立4块5 m×5 m的小样地,放置凋落叶样品,测定其分解速率和N、P、K含量变化。结果表明,施N对马尾松凋落叶的分解有抑制作用,施P及N+P对凋落物的分解速率有不同程度的促进,其中施P处理的分解最快;分解24个月后,对照,施N、P和N+P的马尾松纯凋落叶分解率分别为90%,74%、98%和97%。施N、P和N+P的马尾松林地凋落叶N含量显著大于凋落叶的初始N含量,分解24个月后各处理凋落叶的N含量分别增加了18%、34%、23%和38%;各处理凋落叶P含量在分解过程中呈现上升的趋势,分解24个月后凋落叶的P含量分别显著增加了27%、21%、163%和144%,P和N+P处理的凋落叶P含量上升幅度大;而凋落叶K含量无明显变化规律。施N和N+P显著增加了土壤的全P和有效P含量,增量分别为4%、14%和23%、222%;加P显著增加土壤了全P、全K和有效P含量,增量分别为18%、6%和277%。施N、施P和施N+P 3种处理显著增加了土壤细菌、真菌和放线菌数量,加P提高了脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性,增量分别为11%、17%和16%,施N+P提高了磷酸酶和过氧化氢酶活性,增量分别为7%和2%。综上所述,施N抑制马尾松凋落叶的分解,而施P及N+P促进凋落物的分解。在马尾松林施用P肥可以促进凋落叶的分解和养分循环。     

甘草种植对西北风蚀区农田土壤养分及风蚀的影响

为了探讨甘草(Glycyrrhiza uralensis)植被对农田土壤风蚀和土壤养分的影响及植被覆盖措施减少土壤养分损失的机理,以甘草植被及其下部土壤为研究对象,对甘草植被的特征指标及其下部0~5 cm土层的风蚀和土壤养分含量进行分析。结果表明,随甘草生长年限的增加,甘草植被的覆盖度、高度、地上生物量和下部表土层的有机碳,速效N、P、K含量呈显著升高趋势,而表土层风蚀量及容重却呈下降趋势(P0.05);相关分析显示,甘草植被的特征指标与土壤养分间均呈显著正相关关系(P0.05),其中土壤养分与植被覆盖度间相关系数最大,其后依次为植被高度和地上生物量;回归分析显示,甘草植被的覆盖度每提高1%,可使农田表土的有机碳,速效N、P、K含量分别提高0.038 g·kg-1、0.052 mg·kg-1、0.113 mg·kg-1和0.971 mg·kg-1。风蚀区农田若采取植被覆盖措施一方面可降低表层土壤的风蚀,从而减少土壤养分的流失,另一方面可增加枯枝落叶进入土壤的几率,从而提高土壤养分的输入;通过两方面共同作用最终可使植被覆盖农田的养分流失变小。     

南方红壤区西南桦和马尾松人工林土壤微生物活性及细菌多样性比较

目前,西南桦(Betula alnoides)和马尾松(Pinus massoniana)均是广西红壤区大规模种植的人工林树种。为了分析和评价这两个树种对土壤肥力和生态质量的影响,本文采用了稀释平板法和氯仿熏蒸提取法等传统方法分析了两种人工林土壤可培养微生物数量、微生物量碳、微生物量氮、涉及土壤碳、氮、磷循环相关酶活性等表征微生物活性的指标。同时,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了两种人工林土壤细菌多样性。结果表明,西南桦人工林土壤中可培养真菌数量与马尾松人工林虽无明显差异,但可培养细菌和放线菌数量均明显高于相应的马尾松人工林。土壤中β-葡萄糖苷酶、磷酸酶和蛋白酶活性在两种人工林之间虽无明显差异,但西南桦人工林各土层土壤的微生物生物量碳、氮指标均优于对应的马尾松林,表现出比马尾松更优的生态效果。此外,西南桦人工林土壤中各土层细菌多样性指数(Shannon-Wiener index)均高于相应的马尾松人工林土层。综上,比马尾松相比,西南桦是更有利于提高红壤区土壤肥力和维持林地土壤生态质量的造林树种。     

林型转化对土壤pH、有机碳组分和交换性矿质元素的影响

人类活动干扰导致地带性森林退化成次生林、人工林后,通常引起表层土壤有机质和营养元素的损失,尤其是土壤轻组有机碳的淋失。本研究以相对原生阔叶林和与其毗邻的次生林和杉木人工林为对象,测定土壤(0~10、10~20和20~30 cm)p H值、总有机碳(TOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)以及交换性K~+、Ca~(2+)的含量,旨在阐明林地转化后土壤有机碳及K~+、Ca~(2+)养分的动态变化。研究表明:原生阔叶林向次生林转变后,0~30 cm土层中土壤p H值升高(4.4%),交换性K~+、Ca~(2+)含量增加(22.5%、8.2%),其储量增加尤其明显(60.2%、55.1%);而TOC、LFOC和HFOC含量明显下降(26.7%、40.8%和11.3%),除LFOC储量减少22.2%外TOC和HFOC储量变化不显著。次生林转变成杉木林后,0-30 cm土层中交换性K~+、Ca~(2+)含量微弱增加(6.3%、2.9%),HFOC储量减少(13.8%),其它指标的变化则均不显著。原生林土壤p H值与TOC、LFOC、HFOC及交换性K~+、Ca~(2+)含量之间呈显著负相关关系,但在次生林和杉木人工林中这种相关性的显著水平被削弱,表明林型转变对土壤p H值、有机碳和养分产生了不同程度的影响。综合而言,原生阔叶林向次生林或次生林向杉木人工林转变后导致土壤有机碳大幅下降,但土壤酸度得到改良和矿质养分有效性增加,为植被快速恢复提供了有利条件。因此,从森林碳汇的角度优先保护表层土壤,选择速生、高效固碳的目标树种对退化次生林进行更新改造,是提高森林生物量碳和土壤净碳积累,扭转因林地利用转变而引起土壤碳流失的一个重要途径。     

马尾松林下栽植闽粤栲对生态系统养分循环的影响

通过定位监测和取样分析,研究了马尾松林下栽植闽粤栲对生态系统养分循环的影响.结果表明:林木各组分养分含量排列顺序表现为叶>枝>皮>根>干.总体而言,在马尾松林下套种阔叶树后,除N、Ca元素外,各组分其它养分含量普遍高于纯林.土壤养分元素含量排列顺序为K>Mg>Ca>N>P,混交林土壤中N、P元素含量要高于纯林.马尾松混交林中,林木5种元素总量为3 801.45 kg hm-2,比纯林高71.57%;养分元素的年净积累量为267.74 kg hm-2a-1,是纯林养分净积累量的2.30倍;养分总归还量为426.27 kg hm-2,是纯林的1.69倍.混交林养分利用系数为:N(0.14),P(0.10),K(0.49),Ca(0.16),Mg(0.20);周转时间(a)为:N(15.52),P(94.70),K(2.66),Ca(9.87),Mg(7.53).纯林养分利用系数为:N(0.13),P(0.06),K(0.31),Ca(0.16),Mg(0.20);周转时间(a)为:N(16.83),P(105.27),K(3.95),Ca(8.69),Mg(6.91).林下栽植阔叶树使林木的N、P、K元素的周转期缩短,养分利用系数增加.因此,将现有的马尾松纯林改造成混交林是解决目前马尾松纯林地力衰退的一个非常好的途径.