Effect of acidic deposition on productivity of forest ecosystem and estimation of its economic losses in southern suburbs of Chongqing

In accordance with principle sand methods of ecology,this paper studied the effects of acidic deposition on productivity and volume increment of masson pine and Cinnamomum campora forest which are widely distributed in southern suburbs of Chongqing. Based on the field data and measurements, a multivariable stepwise regression model was established to analyze the effects of multiple environmental factors on the productivity of the forest ecosystems. This model was used to assess the volume and economic losses of these two forest ecosystems caused by acidic deposition. The results showed that, among the environmental factors, pH value of precipitation, soil depth, soil organic contents and slope are the dominant ones influencing the growth of masson pine forest. It is also shown that the acidic deposition has no clear relation to the growth of C.Campora forest, so development of such broad-leaved forest is suitable in the area.     

Effect of acidic deposition on productivity of forest ecosystem and estimation of its economic losses in southern suburbs of Chongqing, China

ＥｆｅｃｔｏｆａｃｉｄｉｃｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｉｔｓｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｅｓｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎｓｕｂｕｒｂｓｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ，ＣｈｉｎａＷｕＧａｎｇ...     

酸沉降对重庆南岸马尾松针叶林年生物生产量的影响及其经济损失的估算

利用生态学方法研究了酸沉降对重庆南岸马尾松针叶林和樟树阔叶林年生物生产量及年材积生长量的影响．在野外调查观测的基础上，用多元逐步回归法分析了诸多环境因子对两种森林生态系统年生物生产量的影响，并估算了酸沉降引起的重庆南岸（酸雨严重危害地区）马尾松针叶林的年材积损失量和生态经济损失值．结果表明，在诸多环境因子中，土壤有机质含量、降水ｐＨ值、土层厚度及坡度是影响马尾松针叶林生长的主导因子，其与生物量的相关系数分别为０．９９４０、０．９７６２、０．９７３８、０．９４３６．由此引起的重庆南岸马尾松针叶林的直接经济损失达３０３．３２万元／ａ；酸沉降对樟树阔叶林无显著影响，建议在该地区发展樟树阔叶林．     

重庆南山马尾松衰亡与铝中毒

通过土壤铝释放试验、马尾松幼苗铝处理试验和马尾松林地土壤抗铝处理试验,以及对南山土壤活性铝含量的测定,从正反两方面剖析了南山马尾松衰亡与铝中毒的关系。试验结果表明:南山土壤中活性铝的含量很高,大量的活性铝是在土壤酸化条件下矿物铝活化造成的,铝(特别是Al3+)对马尾松有较强的毒害作用,铝中毒是南山马尾松衰亡的主要原因。在此基础上,选用石灰、有机肥和磷酸盐等处理南山土壤,抗铝效果显著。      

缙云山马尾松林和柑橘林土壤微生物PLFA沿海拔梯度的变化

土壤微生物群落是土壤生态系统的重要组成部分,对环境变化敏感.本文运用磷脂脂肪酸法(PLFA)研究缙云山马尾松林和柑橘林土壤微生物群落结构沿海拔梯度的变化特征.结果表明,从6个海拔土壤中共检测到48种PLFA,其中i16:0、10Me17:0、10Me18:0 TBSA在6个海拔中含量均最高,且柑橘林土壤PLFA种类和含量明显高于马尾松林.随着海拔升高马尾松林土壤微生物种类和含量逐渐增加,柑橘林则逐渐降低,各海拔间细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性菌(G~-)及革兰氏阳性菌(G~+)含量差异显著.土壤微生物群落多样性研究结果表明,马尾松林低海拔丰富度指数(R),多样性指数(H')、均匀度指数(J)均显著高于高海拔,而柑橘林R在低海拔最高,H'、J则在高海拔最高.不同海拔土壤细菌、放线菌、G~-及G~+与土壤酶和环境因子之间存在相关性,细菌、放线菌、G~-及G~+与脲酶(Ure)、转化酶(Ive)、过氧化氢酶(CAT)、林分类型均呈极显著正相关,真菌与Ure、Ive、CAT呈显著正相关;而细菌、真菌、放线菌、G~-及G~+与海拔呈极显著或显著负相关.Ure、Ive、CAT、林分及海拔是影响土壤微生物PLFA变化的重要因子.     

重庆南山马尾松衰亡与土壤铝活化的关系

研究了重庆南山马尾松衰亡与铝中毒的关系.发现南山土壤中活性铝含量相当高,而活性钙含量很低,轻灾区和重灾区的Al/Ca比都已超过伤害植物的阈值.试验结果表明,铝活化是土壤严重酸化的后果.溶液培养试验结果表明,铝对马尾松幼苗生长有明显毒害作用,且毒性最大的形态是Al~(3+),铝中毒是南山酸雨危害马尾松的主要原因.     

中亚热带典型人工针叶林土壤溶解性有机碳浓度变化特征研究

土壤溶解性有机碳（DOC）是土壤有机碳库的活性组分,DOC降解影响土壤有机碳的迁移转化过程、生态系统的养分平衡和微生物的能源供给。当前大气氮沉降的增加是影响我国南方森林生态系统碳固定过程的重要因素,已引起各方广泛关注。论文基于中亚热带红壤丘陵区三种人工针叶林过去5 a 的施肥试验,重点分析了不同树种土壤DOC季节及0~30 cm土壤垂直剖面上的动态变化特征,对比分析了施肥对于不同人工林土壤DOC的影响。研究发现：① DOC浓度季节变化：湿地松林为秋季 >春季 >夏季 >冬季;马尾松林为秋季 >春季 >冬季 >夏季;杉木林为秋季>夏季>冬季>春季。DOC浓度剖面变化特征如下：湿地松林为10 cm>20 cm>30 cm;马尾松林为20 cm >10 cm >30 cm;杉木林为20 cm >30 cm >10 cm。②湿地松林土壤DOC浓度：施P肥 >对照 >施N+P肥 >施N肥;马尾松林土壤DOC浓度：对照、施N+P肥>施N肥>施P肥;杉木林：对照>施P肥>施N肥、施N+P肥。论文通过研究不同施肥条件下人工林DOC浓度在季节和剖面上的变化,可为了解大气氮沉降对中亚热带人工针叶林土壤DOC的可能影响提供重要的科学依据。     

塞罕坝华北落叶松人工林生产力及其空间分布预测

准确预测森林立地生产力是进行高效森林经营的关键。立地指数是森林生产力可靠的评价指标之一。基于地形、气候和土壤因子以及220块样地解析木数据,采用回归克里格（RK）模型对塞罕坝机械林场华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）人工林立地指数（SI）进行空间插值预测,并分析了不同半变异函数对RK模型精度的影响。拟合结果表明：基于高斯半变异函数的RK模型精度优于球状和指数RK模型,且具有较小的残差（RMSE=0.82 m,MAE=0.66 m）,表明高斯RK模型具有很强的预测SI能力;高斯半变异函数分析表明研究区华北落叶松人工林SI存在较强的空间自相关性,且在724.89 m变程内差异显著;影响华北落叶松立地指数分布的主要环境因子有土壤全氮、土壤pH、夏季降水量和春季降水量;立地生产力较高区域一般分布在春季降水适中、夏季降水较多、土壤为中性及偏酸性且全氮含量较高的东南部地区,占研究区总面积的32.00%,而在春、夏季降水量少或者春季降水量过多、土壤全氮含量过低且偏碱性的北部边缘地区立地生产力较低,仅占研究区总面积的8.90%。研究区土壤、气候因子与树木生长习性共同决定了华北落叶松人工林生产力的分布格局。通过降低土壤酸碱度和适当施加氮肥等措施,可以提高华北落叶松人工林生产力。     

A preliminary study on the characteristics of fogwater in the masson pine forest in Chongqing, China

The masson pine (Pinns massoniana Lamb.) forest of 2000 ha situated on Nanshan, the south bank of the Yangtze River near Chongqing, China. From 1982, some trees began to die. Since then, half of the trees have died and the whole forest is in danger. Prom November 1986 to January 1987, a study dealt with the characteristics of fogwater in that area was carried out, in order to explain the relationship between acid fog and masson pine decline. The results of our study showed that the acid fog might be responsible in part for the decline of the masson pine forest.     

应用PLFA法分析氮沉降对缙云山马尾松林土壤微生物群落结构的影响

氮沉降虽可提升林地生产力却会给环境造成压力,而土壤微生物对环境变化敏感.通过野外模拟试验,探讨不同氮沉降量对马尾松土壤微生物群落的影响,探索该区域马尾松土壤微生物群落与土壤温湿度、氮沉降浓度的关系,为深入研究氮沉降对马尾松林土壤生态系统的影响提供参考.2014年5月~2015年6月在缙云山马尾松林设置3个氮添加水平和一个无氮添加的对照处理:低氮[N20,20 g·(m~2·a)~(-1)]、中氮[N40,40 g·(m~2·a)~(-1)]、高氮[N60,60 g·(m~2·a)~(-1)]和对照[N0,0g·(m~2·a)~(-1)],采用磷脂脂肪酸(PLFA)标记法和ACE(automated soil CO_2 exchange station,UK)自动土壤呼吸监测系统分别对土壤微生物群落结构、土壤温度和土壤湿度进行分析测定.结果表明:1季节变化对土壤细菌、真菌、放线菌及总PLFA量有显著影响(P0.05),各类型均在春季最高,冬季最低.在不同季节,土壤微生物量对氮沉降的响应趋势不同,总体而言,春季和秋季氮沉降抑制了土壤微生物量,夏季和冬季氮沉降促进了土壤微生物量.2氮沉降对土壤微生物群落结构有显著影响(P0.05),在春季和夏季,低、中氮沉降使土壤微生物丰富度指数和多样性降低,使均匀度指数升高;在秋季和冬季,低氮和中氮则使丰富度指数、多样性指数及均匀度指数升高.高氮沉降使4个季节土壤微生物丰富度指数、多样性指数和均匀度指数降低.3相关性分析表明,氮沉降浓度与细菌呈极显著负相关(P0.01),与总PLFA呈显著负相关(P0.05);土壤温度与放线菌呈极显著负相关;土壤湿度与细菌和总PLFA呈极显著正相关.综上所述,缙云山马尾松林土壤微生物群落结构主要受土壤湿度和氮沉降的影响,受土壤温度影响较小.     

贵州地区酸雨作用下典型森林植被冠层淋溶规律研究

选择贵州龙里生态园为研究区域,对当地马尾松林和针阔混交林2种典型植被的冠层穿透水化学特征进行了比较,分析了酸雨作用下植被的冠层淋溶规律.对2007年6月～2008年11月的监测数据的分析结果表明,酸雨经过森林冠层后,pH值明显升高,针阔混交林对酸雨的缓冲性能优于马尾松林.在常年酸沉降作用下,2种冠层对NH4+具有较强的吸收作用,对NO3-也有一定的吸收,对当地土壤酸化起到了一定的缓冲作用.通过雨量加权计算,研究区森林冠层析出量最大是Mg2+、K+、Ca2+等营养元素离子,长期的酸雨影响易造成森林营养亏损.     

黔中地区不同林龄马尾松小气候特征研究

以黔中地区不同林龄马尾松人工林为研究对象,采用时空替代法,选取农田（对照）、林窗、中林龄、近熟林、成熟林和过熟林6个样地,每月选择代表日分时段测量光照强度、光通量密度、气温、相对湿度、蒸气压亏损和风速等小气候指标,同时对样地内不同垂直高度（0.5,1.0和1.5m）观测指标进行比较.结果表明：（1）除风速随测量高度变化（1.5m > 1.0m > 0.5m）差异极显著外（P<0.01）,其余观测指标随测量高度均无显著差异（P>0.05）.（2）观测时段内,不同林龄马尾松林小气候均存在显著性差异（P<0.05）,其中光照强度、光通量密度、气温、蒸气压亏损和风速变化为农田 > 林窗 > 马尾松林;相对湿度变化为马尾松林 > 林窗 > 农田.（3）与农田相比,马尾松林分别降低了光照强度、光通量密度、气温、蒸气压亏损和风速的917.36%、837.35%、5.33%、30.77%、193.58%,增加了6.39%的相对湿度,具有显著的遮阳降温、增湿保湿、维持林冠下小气候稳定的作用.在演替前期,抵挡阳光和风速的效果明显,而在后期,降温增湿以及保湿效果显著.舒适度评价显示,除冬季外,黔中地区马尾松林可发挥良好的森林康养和游憩生态功能.     

长期土壤酸化模型(LTSAM)

以碱总量守恒为基础，以Ｕｌｒｉｃｈ缓冲范围为模型主要框架建立了兼能描述酸性与石灰性土壤长期酸化反应过程的动态模型．经与ＳＭＡＲＴ模型在理论设计和模拟结果两方面作对比之后，又利用新建模型以北京地区典型褐土为例进行了硫沉降与酸（Ｈ＋）沉降的对比计算．结果表明：（１）ＬＴＳＡＭ模型能够很好地反映土壤缓冲酸的主要机制．（２）模式运行即稳定又省时．（３）大气硫沉降不同于酸沉降．也就是说，硫沉降改变时，阳离子（尤其是主要离子）沉降量的变化应当加以考虑．     

重庆南山酸雨与马尾松衰亡的关系

1985—1986年对重庆南山马尾松林衰亡与酸雨的关系进行了研究。四个月的雨水监测表明南山酸雨况情严重。酸雨频率百分之百,平均pH4.2—4.4,最低pH3.6—4.0。土壤酸化程度较重(pH3.7—4.0)。土壤酸化的主要原因是酸雨的输入。濒死树针叶中锰和钴元素大为减少,与土壤中这两种元素的减少相对应。濒死树针叶中铝大量积累,土壤中活性铝增多和铝钙比增大。初步肯定酸雨是南山马尾松衰亡的重要原因之一。     

中亚热带5种类型森林土壤微生物群落特征

采用PLFA(phospholipid fatty acids,磷脂脂肪酸)分析法研究江西省九连山国家级自然保护区杉木纯林、马尾松纯林、杉木阔叶混交林、马尾松阔叶混交林与天然常绿阔叶林的土壤微生物群落结构特征,探讨植被特征和土壤理化特征对土壤微生物群落的影响. 结果表明:①杉木阔叶混交林土壤细菌、放线菌和总微生物生物量最高,分别为7.77、1.74和18.21 nmol/g,而马尾松纯林均最低. ②针阔混交显著提高了土壤微生物生物量及其丰富度. 土壤微生物生物量及其丰富度均与土壤含水率、w(AN)(AN为有效氮)、w(TC)、w(TN)呈显著正相关(R为0.426~0.701),而与C/N〔w(TC)/w(TN)〕呈显著负相关(R分别为-0.447、-0.518). ③w(AN)对土壤微生物群落结构的解释率达55.8%. 尽管林下灌木、草本层生物量对土壤微生物生物量影响不大,但对微生物群落结构有一定影响,解释率分别为5.5%和6.3%. 灌草层丰富度与土壤微生物生物量及其丰富度呈显著正相关(R为0.369~0.452). 可见,阔叶树种和林下灌草层能够显著影响土壤微生物群落组成.      

Spatial assessment of ecosystem functions and services for air purification of forests in South Korea

Ecosystem functions can be understood as the quantified amount of an ecosystem’s role in a natural process, while ecosystem services are the requantification of the ecosystem functions by factoring in environmental conditions and human needs based on social perspectives. In this study, differences between ecosystem functions and services were presented in terms of air purification of a forest ecosystem. Forest volume growth was employed to quantify the pollutant absorption capacity of a forest and was indicated by the natural functions (NF) for air purification by a forest ecosystem. Forest ecosystem services can be requantified from the forest functions by adding the air pollutant and population densities. Air pollutant density was applied to the assessment of the environmental services (ES) of forest ecosystems. Furthermore, the environmental social services (ESS) of forest ecosystems were assessed by including population density considerations. We simulated differences in NF, ES, and ESS in relation to pollutant and population density; while NF was spatially quantified without a close relationship to air pollutant and population density, ES and ESS reacted to environmental and social condition more sensitively. These results imply that the ecosystem services of forest resources for air purification are high where the pollutant and population densities are high, while the ecosystem functions of forest resources for air purification depend solely on forest conditions and not on the density changes of air pollutants and population. This study suggests that the differences in NF, ES, and ESS are important factors to be understood and considered in the decision-making process for ecosystem services. When considering human needs and surrounding environmental conditions, the results suggest that decision makers should utilize the ES and ESS concepts, which reflect both population and pollutant density along with additional human-related factors.     

Dynamics of soil inorganic nitrogen and their responses to nitrogen additions in three subtropical forests, south China

Three forests with different historical land-use, forest age, and species assemblages in subtropical China were selected to evaluate current soil N status and investigate the responses of soil inorganic N dynamics to monthly ammonium nitrate additions. Results showed that the mature monsoon evergreen broadleaved forest that has been protected for more than 400 years exhibited an advanced soil N status than the pine （Pinus massoniana） and pine-broadleaf mixed forests, both originated from the 1930＇s clear-cut and pine plantation. Mature forests had greater extractable inorganic N pool, lower N retention capacity, higher inorganic N leaching, and higher soil C/N ratios. Mineral soil extractable NH4^＋-N and NO3-N concentrations were significantly increased by experimental N additions on several sampling dates, but repeated ANOVA showed that the effect was not significant over the whole year except NH4^＋-N in the mature forest. In contrast, inorganic N （both NH4^＋-N and NO3^--N） in soil 20-cm below the surface was significantly elevated by the N additions. From 42% to 74% of N added was retained by the upper 20 cm soils in the pine and mixed forests, while 0%-70% was retained in the mature forest. Our results suggest that land-use history, forest age and species composition were likely to be some of the important factors that determine differing forest N retention responses to elevated N deposition in the study region.     

采伐林窗对马尾松人工林土壤微生物生物量的初期影响

为了解人为采伐活动形成的林窗对马尾松低效人工林土壤微生物生物量的影响,以39 a生的马尾松人工林7 种不同大小林窗(G1:100 m²、G2:225 m²、G3:400 m²、G4:625 m²、G5:900m²、G6:1 225 m²、G7:1 600 m²)以及林下为研究对象,分析了林窗中央和林窗边缘土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)的季节变化。结果显示:①林窗大小显著影响了林窗内各位置土壤MBC和MBP,对MBN影响不显著;MBN与MBC变化趋势相同,均随林窗增大呈先升后降的单峰型变化,但MBN变化幅度较小,MBP仅在林窗中央具有单峰型变化。MBC、MBN和MBP分别在面积为400~900 m²、225~625 m²和625~900 m²的林窗较高。总体来看,中型林窗更有利于微生物生物量的增值。②季节变化对土壤MBC、MBN、MBP均有极显著影响,MBC为夏高春低,MBN夏高冬低;MBP的变化较复杂,秋季相对较高。③林窗中央与边缘间MBC、MBN、MBP差异不显著,但MBC、MBN显著高于林下。说明较之马尾松纯林,林窗内土壤微生物活性有较大提高。④土壤温度对MBC、MBN有显著影响,土壤含水量对MBN、MBP有显著影响,土壤温度和水分是林窗形成后影响土壤微生物生物量的重要环境因子。     

生态系统对酸沉降相对敏感性评价原理与方法

介绍了敏感性及生态系统对酸沉降的绝对敏感性和相对敏感性的概念,概念了水体和土壤对酸沉降绝对敏感性评价的方法。通过分析比较生态系统中各生态子对酸沉降的缓冲能力,担子同建立生态系统对酸沉降相对敏感性评价的基本原理,并介绍了建立的评价才近期的发展。     

石灰石和菱镁矿对酸化森林土壤修复作用的研究

以重庆铁山坪马尾松林下典型的酸化土壤为修复介质,将土壤溶液pH值和主要阴阳离子浓度作为测试指标,对石灰石和菱镁矿这2种化学修复剂的修复效果进行了为期1a的野外实验研究.结果表明:与未投加修复剂的土壤相比,投加石灰石和菱镁矿后土壤溶液的pH值和相应阳离子(Ca²⁺或Mg²⁺)浓度显著上升,而且无机单体铝(Al_i)浓度明显下降,从而起到了缓解土壤酸化并降低其对植被危害的效果.但是,修复剂的投加导致NO₃^{-相似文献}