冀北山地3种森林植被恢复类型对土壤质量的影响

森林植被恢复对土壤质量的改善是森林可持续经营的重要条件。为研究冀北不同森林植被恢复类型对土壤质量的影响差异,以小五台山自然保护区46年生华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)、白桦(Betulaplatyphylla)、华北落叶松-白桦混交林为研究对象,分层测定了3种植被类型的土壤物理性状、持水能力和养分特征,采用土壤质量指数评价法对3种植被恢复类型土壤质量进行了综合评价。结果表明,(1)华北落叶松-白桦混交林对中下层(20～60 cm)土壤物理性状的改善作用较大,其浅层土壤(0～20cm)物理性质与华北落叶松和白桦纯林差异不明显。(2)华北落叶松-白桦混交林对土壤持水能力的改善作用较大,特别是对最大持水量和田间持水量的改善作用明显大于华北落叶松和白桦纯林;对20 cm以下土层毛管持水量和土壤含水量有明显的改善作用。(3)3种植被恢复类型中,土壤养分状况表现为华北落叶松-白桦混交林华北落叶松林白桦林。(4)土壤质量综合评价结果表明,不同植被恢复类型对土壤质量的改善作用表现为华北落叶松-白桦混交林华北落叶松林白桦林,改善作用最明显的是中下层土壤(20 cm以下)。综上,森林植被恢复对土壤质量的改善作用是由浅及深的过程,随着林龄增大,其对土壤质量的改善作用逐渐深入到土壤中下层。     

桤-柏带状改造对川中丘陵区柏木林土壤碳氮磷化学计量特征的影响

川中丘陵区高密度柏木防护林存在林分结构单一、土壤地力退化、生物多样性低等问题.为揭示桤木-柏木带状改造对土壤碳、氮、磷分配格局和土壤物理性质的影响,采用典型样地法分析桤-柏带状混交林和柏木纯林0-20 cm(M1)和20-40 cm(M2)土壤物理性质、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量及化学计量比.结果表明:经桤-柏带状改造后,M1和M2土层OC分别增加46.80%和77.01%,TP分别降低67.98%和60.20%,TN无显著变化,土壤C:N、C:P和N:P比值以及土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤自然含水量和最大持水量均显著增加;随着土层加深,桤-柏混交林的土壤OC、TN、C:P、N:P和最大持水量显著降低,C:N和容重显著升高,TP无显著性变化,柏木纯林的土壤OC、TN和TP显著降低,C:N:P化学计量比、容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、自然含水量和最大持水量无显著变化;同时,桤-柏带状改造还减弱了土壤容重、孔隙度和最大持水量对碳氮磷含量和化学计量比的影响,加剧了表层土壤磷的限制.因此,桤-柏带状改造能够有效改善柏木纯林土壤的理化性质,增强柏木林土壤涵养水源的功能;在后期的经营过程中,建议在桤木—柏木混交林中补施磷肥以缓解土壤磷元素缺乏现象.(图4表3参50)     

川西北高山/亚高山区6种典型土壤类型水文效应

通过测定川西北高山/亚高山区6种典型土壤类型(亚高山草甸土、高原草甸土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、褐土)不同土层深度有机碳含量、容重、孔隙度、持水蓄水及渗透性能,揭示6种土壤类型孔隙度及水文效应差异及在垂直空间的变化规律,建立6种土壤类型渗透速率与时间关系的渗透模型.结果显示:(1)0-100 cm土层6种土壤类型有机碳含量均值表现为高原草甸土亚高山草甸土褐土棕壤黄棕壤暗棕壤;不同土壤类型有机碳含量在相同土层差异显著(P 0.05),同一土壤类型随土层加深而减小;容重在0.87-1.79 g/cm~3之间,随土层加深容重增加;总孔隙度为37.6%-55.81%.(2)0-100 cm土层自然贮水量、最大持水量、非毛管持水量平均值亚高山草甸土最高;田间持水量、涵蓄降水量黄棕壤最高;随土层加深,最大持水量、毛管持水量、非毛管水量、田间持水量、涵蓄降水量增加.(3)6种土壤类型均表现为初渗速率大于稳渗速率,土壤类型间差异显著,渗透速率与时间呈幂函数关系,接近于考斯加柯夫公式.上述研究表明土壤类型的差异对孔隙特征和水文效应的作用显著,主要集中在土壤最大持水量、非毛管持水量及渗透速率方面;结果可为川西北地区不同土壤类型背景下生态环境恢复重建、生态系统水源涵养功能评价提供理论依据.(图2表5参26)     

山西太岳山典型植被类型土壤微生物量特征

以山西太岳山4种不同植被类型为对象,研究其土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)含量以及土壤和凋落物养分含量的变化特征,并利用通径分析模型,探讨土壤和凋落物养分含量对土壤微生物量的效应.结果显示:MBC、MBN和土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量随土层深度加深逐渐减小.各层土壤SOC、TN含量均表现为草甸华北落叶松人工纯林华北落叶松白桦混交林灌木林;MBC和MBN含量分别为143-900 mg/kg和22-155 mg/kg,两者均在草甸和华北落叶松白桦混交林中显著高于华北落叶松人工纯林和灌木林;土壤微生物量碳氮比在A(0-10 cm)、B(10-20 cm)两层的变化范围为6-8,在C(20-30 cm)、D(30-40 cm)两层的变化范围为4-10.土壤微生物熵在华北落叶松白桦混交林和灌木林下达到较高水平,碳熵和氮熵的变化范围分别为0.6%-2.8%和1.4%-5.4%.通径分析结果表明,土壤理化性质、凋落物养分含量和土壤微生物量之间存在不同程度的相关性,凋落物N含量是影响土壤微生物量的直接因素之一.总体来说,不同植被类型对土壤微生物量有重要的影响,落叶松人工纯林和草甸对碳库的作用更大,有利于养分的积累.(图5表8参43)     

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。     

不同混交类型对毛竹林土壤有机碳和土壤呼吸的影响

为了解不同混交类型对毛竹林土壤有机碳含量和组成以及土壤呼吸的影响,为武夷山地区毛竹林土壤环境改善和可持续生产经营积累实验数据,以武夷山地区毛竹(Phyllostachys edulis J.Houz.)纯林、毛竹-阔叶树混交林、毛竹-油茶(Camellia oleifera Abel.)混交林、毛竹-杉木[Cunninghamia lanceolate (Lamb.) Hook.]混交林和毛竹-油桐[Vernicia fordii (Hemsl.) Airy Shaw]混交林5种林地为研究对象,对林地土壤进行采样并测定土壤有机碳含量、土壤活性有机碳组成和比例以及土壤呼吸.结果显示:(1)5种林地的土壤总有机碳(soil organic carbon,SOC)含量和SOC富集系数均表现为毛竹-阔叶树>毛竹-油茶>毛竹-杉木>毛竹纯林>毛竹-油桐,且一年之中夏季SOC含量最低.(2)SOC、土壤可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、土壤微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)和轻组碳(lightfractionorganiccarbon,LFOC)含量均随土层深度加深而降低;毛竹-油桐林、毛竹-杉木林和毛竹-阔叶树林的几种土壤有机碳之间均表现为显著(P <0.05)正相关,部分甚至达到极显著(P <0.01).(3)毛竹-阔叶树林地的DOC、MBC和LFOC含量显著(P <0.05)高于其他林地,毛竹-油桐林地的DOC和LFOC含量在几种混交类型中最低,但其在0-20 cm土层的MBC含量显著(P <0.05)高于其他林地;DOC占SOC的比例随土层深度加深而增大,LFOC比例随土壤深度加深而减小,但混交林的LFOC比例相对于毛竹纯林有所提高,MBC比例在一定范围内波动.(4)一年四季中夏季林地的土壤呼吸最高,而毛竹-油茶林的土壤呼吸在几种林地中较高.综上,不同混交类型对土壤有机碳含量和组成以及土壤呼吸产生影响,毛竹-油桐林的土壤有机碳相对毛竹纯林有所下降,但其能够提高土壤上层的MBC含量,毛竹-阔叶树和毛竹-油茶的混交类型对土壤有机碳含量的提升效果较好,但毛竹-油茶林的土壤呼吸较高,因此在选择毛竹林混交方式时需要综合考虑.(图5表2参53)     

华北落叶松不同林型土壤理化性质差异

在河北塞罕坝机械林场的华北落叶松3个不同类型人工林设立典型样地,研究落叶松白桦混交林、落叶松樟子松混交林、落叶松纯林的土壤理化性质和林地凋落物现存量等17项指标,分析这些指标在0-50 cm共5个土层间的差异情况.结果表明:(1)在土壤剖面上随土层加深,3种林型土壤容重均逐渐增加;土壤水分、有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、电导率呈减小的趋势;孔隙度和全钾变化不显著.(2)在同一土层,土壤容重和p H总体表现为落叶松白桦混交林最低,落叶松纯林最高;林地凋落物现存量、土壤水分、有机质、氮、磷、钾、电导率均表现为落叶松白桦混交林最高,落叶松纯林和落叶松樟子松混交林无显著差异.(3)相关性分析表明容重与土壤水分、孔隙度、全钾、速效钾呈极显著负相关,与非毛管孔隙度、有机质、有效磷呈显著负相关;有机质、氮、磷、钾元素之间均有显著正相关关系,全氮、全磷、全钾与凋落物未分解层现存量都呈显著正相关.因此认为在3种林型中,落叶松白桦针阔混交林土壤理化性质明显优于落叶松樟子松混交林、落叶松纯林;结果可为合理利用森林土壤、科学营造华北落叶松人工林提供依据.     

北京松山4种典型林分枯落物持水特征研究

为研究北京松山国家自然保护区不同林分枯落物持水效能差异,采用典型样地调查和室内浸泡法,对松山国家级自然保护区内4种典型林分类型,即蒙古栎(Quercus mongolica)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林、山杨(Populus davidiana)纯林和毛白杨(Populus tomentosa)-油松针阔混交林的枯落物水文效应进行分析。结果表明,(1)4种典型林分类型枯落物层蓄积量为8.05—23.78 t·hm~(-2),大小排序为蒙古栎纯林(23.78 t·hm~(-2))山杨纯林(21.26 t·hm~(-2))油松纯林(15.85 t·hm~(-2))针阔混交林(8.05 t·hm~(-2))。(2)山杨纯林枯落物最大持水量最大(7.19 t·hm~(-2)),蒙古栎纯林最小(4.37 t·hm~(-2));比较4种典型林分类型枯落物平均持水率发现,针阔混交林最大(230.9%),蒙古栎纯林最小(106.85%)。(3)4种林分枯落物层持水量与其浸水时间呈对数相关(R~20.75,P0.01);其持水速率与浸泡时间符合幂函数关系(R~20.89,P0.01)。山杨纯林有效拦蓄量(13.67 t·hm~(-2))与有效拦蓄率(114.3%)均较高,而油松纯林有效拦蓄量(4.46 t·hm~(-2))及其有效拦蓄率(58.11%)均显著低于其他林分类型。根据水文指标评价上述4种典型林分枯落物持水能力,松山自然保护区内山杨纯林枯落物持水能力最佳,其水源涵养综合能力优于其他3种类型林分枯落物。研究结果可为区域植被恢复和水土流失防治提供理论基础。     

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)     

鼎湖山自然保护区土壤有机碳、微生物生物量碳和土壤CO2浓度垂直分布

选取鼎湖山3种植被类型(季风常绿阔叶林,针阔叶混交林和马尾松林),按0～15,15～30,30～45cm土层取样,测量了各土层土壤有机碳(SOC)质量分数,熏蒸培养法测量了微生物生物量碳(Cmic),同时用气象色谱法测量了地表和土壤15、30、45、60cm处CO2体积分数,并用静态箱/碱石灰吸收法测量了土壤呼吸速率。结果如下:(1)随土层的加深,SOC质量分数降低,0～15cmSOC显著高于其他两层,季风常绿阔叶林SOC显著高于其他两种植被类型;(2)土壤碳密度和土壤有机碳含量垂直分布规律一致,0～15cm土壤碳密度显著高于其他两层;(3)0～30cm土层微生物生物量占总土壤微生物生物量的81%～92%,随土层加深微生物生物量迅速降低。微生物生物量和土壤有机碳的比值表明,三种植被类型土壤均处于土壤碳积累中,深层土壤碳积累程度高于表层;(4)土壤CO2浓度随土层的加深迅速升高,主要与土壤透气性有关。     

苏北山丘区典型次生林下土壤理化性质的对比分析

在苏北山丘区现存的6种典型次生林下设置8块测试样地,对各林分植被因子进行调查并对其林下土壤理化性质进行分析比较.结果表明,赤松(Pinus densiflora)林、黑松(Pinus thunbergii)林、侧柏(Platycladus orientalis)林以及刺槐(Robinia pseudoacacia)林多为纯林,是该山丘区主要的次生林类型;不同次生林下土壤平均硬度为(11.57±5.26)～(20.92±6.91) kg·cm-2;常绿针叶林下土壤容重、黏粒组成、田间持水量等指标均小于落叶阔叶林;常绿针叶林下土壤呈酸性,而落叶阔叶林下土壤呈弱碱性;刺槐林下土壤有机质、氮、磷等养分含量相对较高,供肥能力较强.     

泥石流频发流域物源区坡面不同植被类型土壤质量综合评价

为了解不同植被类型对土壤质量的影响效应,以泥石流频发区云南东川蒋家沟流域的花生、石榴、扭黄茅、坡柳和新银合欢5种植被类型为研究对象,分析不同植被类型土壤的理化性质和生物酶活性,运用土壤质量综合指数法,探讨泥石流频发流域物源区坡面不同植被类型的土壤质量状况.结果显示:坡柳、扭黄茅的土壤通透性和结构稳定性优于新银合欢、花生和石榴,坡柳的保水性最好,新银合欢和花生较差;扭黄茅和坡柳的有机质(95.84 g/kg和91.05 g/kg)、全N(4.06 g/kg和4.51 g/kg)、水解N(162.09 mg/kg和157.24 mg/kg)含量显著高于新银合欢、石榴和花生,石榴的有效P(101.96 mg/kg)和速效K(352.58 mg/kg)含量最高;扭黄茅的氧化还原状况最好,花生最差;5种植被类型土壤质量综合指数的大小依次为:坡柳(0.68)扭黄茅(0.60)石榴(0.56)新银合欢(0.45)花生(0.33).研究表明,坡柳和扭黄茅对改良土壤、提高土壤质量的效果较好,新银合欢和花生较差,泥石流频发流域应以坡柳等灌木及原生扭黄茅等草本作为植被恢复的优选植被,同时应实施退耕措施,做好保肥工作,以有效提高土壤质量.     

华北落叶松不同林型土壤理化性质差异北大核心CSCD

在河北塞罕坝机械林场的华北落叶松3个不同类型人工林设立典型样地,研究落叶松白桦混交林、落叶松樟子松混交林、落叶松纯林的土壤理化性质和林地凋落物现存量等17项指标,分析这些指标在0-50 cm共5个土层间的差异情况.结果表明：（1）在土壤剖面上随土层加深,3种林型土壤容重均逐渐增加;土壤水分、有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、电导率呈减小的趋势;孔隙度和全钾变化不显著.（2）在同一土层,土壤容重和p H总体表现为落叶松白桦混交林最低,落叶松纯林最高;林地凋落物现存量、土壤水分、有机质、氮、磷、钾、电导率均表现为落叶松白桦混交林最高,落叶松纯林和落叶松樟子松混交林无显著差异.（3）相关性分析表明容重与土壤水分、孔隙度、全钾、速效钾呈极显著负相关,与非毛管孔隙度、有机质、有效磷呈显著负相关;有机质、氮、磷、钾元素之间均有显著正相关关系,全氮、全磷、全钾与凋落物未分解层现存量都呈显著正相关.因此认为在3种林型中,落叶松白桦针阔混交林土壤理化性质明显优于落叶松樟子松混交林、落叶松纯林;结果可为合理利用森林土壤、科学营造华北落叶松人工林提供依据.     

云南高原不同林分类型枯落物储量及持水特性

在退化山地生态系统的恢复过程中,枯落物是联系植被和土壤物质循环与能量流动的重要中间环节,且发挥着重要的水文生态功能。以云南高原退化山地头塘小流域人工林地为研究地点,通过对5种主要林分类型人工林标准地林下枯落物归还量、贮量和土壤持水能力和过程的定量测定,比较分析了不同林分林下枯落物的水文生态功能。结果表明,(1)5种林分类型枯落物归还量为1 785.69~3 869.42 kg·hm-2·a-1;枯落物层总蓄积量为4.68~12.0 t·hm-2,枯落物归还量和贮量都表现出从针阔混交林到针叶林到阔叶林逐渐降低的总体趋势。(2)最大持水量为11.49~41.02 t·hm-2;有效拦蓄量为9.92~41.71 t·hm-2。(3)初始1 h内不同林分类型不同层次枯落物持水量均迅速增大,半分解层枯落物浸泡8 h已基本达到饱和,而未分解层10h基本达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系。(4)枯落物在浸水的0.5 h内吸水速率最大,2 h后速率明显减缓。枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系。综合分析得出,华山松(P.armandi)+云南松(P.yunnanensis)+马桑(Coriaria nepalensis)混交林枯落物持水量最大,涵养水源的能力最强,其水文生态效应是5种林分类型中最好的。     

重庆四面山五种人工林土壤有机碳储量研究

对重庆四面山杉木纯林、杉木×马尾松、杉木×马尾松×木荷、木荷×石栎×枫香×香樟、木荷×石栎人工林进行了有机碳储量研究。运用网格取样法取样,每个样地各层各取样81个,共计取样810个。结果表明：（1）林分类型不同,A层土壤有机碳含量总体差异显著（p〈0.05）。在此五种林分类型中,土壤平均有机碳含量以杉木人工纯林为最高,石栎木荷枫香香樟人工混交林为最小;B层土壤有机碳含量总体差异不显著（p〉0.05）。在垂直剖面上,五种人工林均差异显著（p〈0.05）,且表现出随着土层深度的增加,林下土壤有机碳含量随之减小,体现出土壤有机碳含量的表聚作用。（2）有机碳储量规律基本与土壤有机碳含量规律一致。在垂直剖面上,此五种人工林有机碳储量均差异显著（p〈0.05）,表现出随着土层深度的增加而减小的规律。不同林种类型、同一土层深度或是不同土层深度、同一林种类型其有机碳储量变异系数大小均不一样,这说明此五种林地土壤普遍存在空间异质性且其异质程度不一样。（3）就 A 土层而言,本研究区五种人工林平均有机碳密度为5.34 kg·m^-2,比相关研究的重庆市土壤有机碳密度3.11 kg·m^-2,全国森林土壤有机碳密度4.24 kg·m^-2,全国土壤有机碳密度2.67kg·m^-2等分别多出71.70%,25.94%,100%。     

白石砬子自然保护区几种主要植被类型土壤入渗特性研究

为了深入研究辽东山区森林土壤的水源涵养功能,以白石砬子自然保护区内的6种主要植被类型下土壤为研究对象,采用野外双环试验和室内理化性质分析相结合的方法,研究了不同植被类型下土壤入渗能力及其与理化性质的关系。结果表明,不同植被类型土壤的初渗率、稳渗率、平均入渗率、渗透总量均表现为下层低于上层,最大值是最小值的近3倍;不同植被类型间土壤入渗能力差异较大,其中A层初渗率排列顺序为原生红松阔叶混交林>红松人工林>鱼鳞云杉臭冷杉林>农地>蒙古栎林>杂木林,B层初渗率排列顺序为鱼鳞云杉臭冷杉林>农地>杂木林>红松人工林>原生红松阔叶混交林>蒙古栎林,A层稳渗率排列顺序为红松人工林>鱼鳞云杉臭冷杉林>原生红松阔叶混交林>杂木林>蒙古栎林>农地,B层稳渗率以杂木林最大,为3.8 mm?min-1,原生红松阔叶混交林最小,仅为1.1 mm?min-1,其他4种植被类型土壤稳渗率几乎无差异,A层平均入渗率排列顺序为红松人工林>原生红松阔叶混交林>鱼鳞云杉臭冷杉林>杂木林>蒙古栎林>农地,B层平均入渗率排列顺序为杂木林>鱼鳞云杉臭冷杉林>红松人工林>蒙古栎林>农地>原生红松阔叶混交林,A层的渗透总量以红松阔叶混交林和红松人工林最大,蒙古栎林和农地相对较低,B层的渗透总量以杂木林最大,红松阔叶混交林最小;主成分分析评价的土壤入渗能力排序为红松人工林>鱼鳞云杉臭冷杉林>原生红松阔叶混交林>杂木林>蒙古栎林>农地,初渗率、稳渗率、平均入渗率和渗透总量等4个指标综合起来能够很好的表达土壤入渗能力,其主成分方差的累积贡献率为90.662%;不同层次土壤入渗速率与入渗时间均存在良好的幂函数关系;土壤的稳渗率、平均入渗率、渗透总量与非毛管孔隙度呈显著正相关关系,初渗率与非毛管孔隙存在相关性,但不显著。与容重存在负相关关系,但不显著。     

川西亚高山天然次生林生态功能恢复综合评价

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,具有重要的生态功能.现有森林生态功能评价大多为水源涵养等单一生态功能,尚缺乏针对多种生态功能的综合评价.采用空间代替时间的方法,以岷江冷杉原始林为参照,基于植物群落学与生物量调查,以及植物和土壤样品采集与测定,分析次生林植物多样性、碳储量、林地涵水能力三大生态功能恢复动态,探讨次生林生态功能恢复速率及其影响因素.结果显示:(1)随着次生林的恢复,林分综合生态功能显著提高,生态功能指数为原始暗针叶林(0.823 6)针阔叶混交林(0.5464)阔叶林(0.367 7).川西亚高山次生林生态功能恢复大约需要180年以上,不同生态功能恢复速率为植物多样性功能林地水源涵养功能固碳功能,不同演替阶段为阔叶林针阔叶混交林原始暗针叶林;(2)恢复到50-60年阔叶林具有较高的物种丰富度、Simpson和Shannon-Wiener指数,尤其是物种丰富度恢复速率较快,但恢复到老龄林相似的冠层物种组成需要较长的时间,可能与砍伐前为原始森林、残余森林呈镶嵌分布,以及桦木和岷江冷杉等建群种周转率低等有关;(3)林地持水能力以针阔混交林为最高,其中土壤蓄水量占绝对优势,针阔混交林具有较高的土壤毛管持水量,而针叶林土壤非毛管持水量较高.恢复速率为土壤毛管持水量(110年)枯落物持水量(118年)苔藓层持水量(135年);(4)随着林龄的增加,地上植被层和土壤碳储量显著增加,土壤层碳储量显著大于植被层,恢复速率为土壤(110年)地上部分(160年)枯落物层和苔藓层(200年),较快的土壤碳储存以及毛管持水量恢复速率与先前地上植被遭受严重破坏而地下土壤干扰较轻有关.本研究表明川西亚高山次生林生态功能恢复是一个漫长的过程,不同恢复阶段、不同生态功能恢复速率差异显著,应针对不同演替阶段采取不同的生态功能恢复策略,尤其要加强现有原始老龄林栖息地和残余老树的保护,注重构建针阔叶混交林结构,保护和促进次生林地被物层的恢复.(图4表5参70)     

大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响

区域碳循环是全球变化研究中的核心内容,大兴安岭森林生态系统是对全球温度变化最敏感的植被类型之一,其植被多样性对土壤有机碳密度和碳循环具有重要影响,深入理解该区土壤有机碳密度分布特征对于未来区域生态环境的可持续发展具有重要的科学意义。采用野外调查和室内测试分析相结合的手段,研究了大兴安岭4种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林)的植被多样性和土壤有机碳密度分布特征,并采用多因素方差分析确定植被类型和土层深度对土壤有机碳密度的交叉影响。结果表明,大兴安岭4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为落叶林针阔混交林阔叶混交林针叶混交林;Simpson优势度指数则表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林;Cody指数表现为落叶林针阔混交林针阔混交林针叶混交林;Sorenson指数表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林。土壤有机碳含量和有机碳密度均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳密度逐渐降低,以表层土壤(0~20 cm)有机碳密度最高,针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林土壤有机碳密度分别占土壤剖面总有机碳密度的35.24%、31.61%、31.70%、32.39%。相关性分析表明,4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳密度呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,多样性指数与有机碳含量的相关系数高于有机碳密度的相关系数。双因素分析表明,林型对有机碳含量和有机碳密度具有显著的影响(P0.05),林型×深度的交互作用对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型和林型×深度的交互作用对Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数具有显著的影响(P0.05);林型对Cody指数和Sorenson指数具有显著的影响(P0.05)。综合分析表明,大兴安岭林型和土壤深度对土壤有机碳密度的影响存在一定的交互作用。     

大广高速不同护坡植被土壤微生物及理化性质

为了解不同护坡植被对高速公路边坡土壤质量恢复的影响,于2016年10月采集大广高速大名路段栽植6-7年的紫穗槐(Amorpha fruticosa)、杠柳(Periploca sepium)和鸡矢藤(Paederia scandens)3种护坡植被下土壤,分析0-10cm、10-20 cm、20-30 cm土层的土壤理化性质,利用T-RFLP技术测定土壤微生物群落结构,并采用冗余分析(RDA)探讨微生物群落结构与土壤理化性质相关性.结果表明:(1)鸡矢藤植被下土壤理化性质较好,同时3种护坡植被0-10 cm土层的土壤养分、持水量及孔隙度均高于10-20 cm和20-30 cm土层;(2)鸡矢藤0-10 cm和10-20 cm土层中粒径5 mm的团聚体含量高于杠柳和紫穗槐;(3)杠柳和鸡矢藤0-10 cm土层优势细菌种类和0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层优势真菌种类数高于紫穗槐;(4)RDA结果显示土壤微生物群落结构主要受土壤物理性质的影响.因此,土壤物理性质能敏感地随土壤质量变化而改变,可通过适当翻埋枯落物等措施改善土壤质量,进而改善边坡土壤生态环境.     

川西亚高山4种典型灌丛岛土壤持水能力及其影响因素

亚高山森林自采伐后,迹地上灌木迅速扩张形成的"灌丛岛"对土壤肥力、幼苗更新等有重要作用.为揭示川西亚高山采伐迹地上灌丛岛土壤持水性能及其影响因素,选择亚高山采伐迹地上4种典型灌丛(高山柳、鲜卑花、绣线菊和杜鹃)为研究对象,以草丛为对照,测定灌丛岛下土壤持水性能,并结合灌丛特征和土壤理化性质进行分析,结果显示:(1)采伐迹地上灌丛岛的形成明显影响土壤持水性能,杜鹃和高山柳灌丛土壤持水量与草丛差异显著.其中杜鹃灌丛土壤持水量和毛管持水量最高,分别较草丛增加了24.5%和23.0%;高山柳灌丛土壤非毛管持水量最高,较草丛增加了51.02%.(2)灌丛岛的形成也影响了土壤容重和孔隙度等物理特征,其效应大小依赖于灌丛岛类型.如与草丛相比,杜鹃与高山柳灌丛土壤容重分别显著降低25.7%和18.6%,总孔隙度分别显著增加5.4%和5.2%.(3)通过结构方程模型分析发现,灌丛岛土壤持水性能除受土壤物理结构特征(如容重和孔隙等)影响外,也与灌丛岛类型和大小等因素有关.因此,亚高山采伐迹地灌丛岛的形成通过影响土壤理化性质,进而导致土壤的持水性能差异;研究结果可为评估亚高山森林生态系统土壤生态功能提供科学参考.(图2表4参51)