杉木采伐迹地改植尾巨桉后对土壤水分及物理性质的影响

以厚荚相思林和灌草坡自然恢复植被为对照,研究了尾巨桉人工林随着植被恢复过程对土壤水分及物理性质的影响.结果表明:(1)尾巨桉林地在连续晴天和连续雨天情况下土壤(0～80 cm土层)平均含水率依次为18.33%～22.69%和22.29%～26.66%,分别比厚荚相思林和灌草坡减少1.0%～18.1%;(2)尾巨桉林地(0-1 m)平均土壤渗透速度为2.72～10.56mm·min-1,比灌草坡增加2.5%～7.1%,而比厚荚相思林减少6.5%～25.4%;(3)尾巨桉林地(0～1 m)平均土壤容重为1.219～1.499 g·cm3,比灌草坡下降0.6%～2.6%,而比厚荚相思林增大0.8%～2.5%;(4)尾巨桉林地((0～1 m)土壤非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度依次为8.3%～12.8%、33.2%～36.0%和43.2%～46.0%,比灌草坡提高1.6%～2.4%,而比厚荚相思林降低1.5%～3.2%;(5)尾巨桉林地(0-1 m)土壤最大持水量、毛管持水量及最小持水量依次为433.30 mm、347.44mm和253.14 mm,分别比灌草坡和厚荚相思林降低1.5%～3.3%;(6)尾巨桉林地(0～1 m)土壤有效贮水量为265.6mm,比灌草坡和厚荚相思林降低1.5%～3.3%.     

雾灵山典型林分枯落物和土壤水文效应

通过标准地调查、枯落物持水能力测定、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验对雾灵山5种林分类型枯落物和土壤水文效应做了初步研究,结果表明:1)华北落叶松林(Larix principic-rupprechtii)枯落物储量最大,为45.73 t·hm~(-2);核桃楸林(Juglans mandshurica)最大持水量最高,为118.73 t·hm~(-2),相当于11.87 mm的水深;华北落叶松林有效持水量最大,为112.68t·hm~(-2),相当于11.27 mm的水深.2)5种不同林分类型土壤层持水能力相差很大,山杨林(Populus davidiana)的有效持水量最大,为122.80t·hm~(-2),相当于12.28 mm的水深,利用幂函数对土壤入渗速率与入渗时间进行拟合,结果显示相关系数都在0.94以上.     

2种短周期工业用材林种植恢复过程对林内小气候的影响

在广西南宁市北郊的杉木林采伐迹地上,经过炼山清理,营造厚荚相思林和尾巨桉林以及灌草坡自然恢复3种植被类型,分别对主要气象要素进行连续4 a的对比观测.结果表明:(1)厚荚相思林和尾巨桉林内太阳辐[射]照度日平均值分别为126.6和90.8 W·m-2,分别占灌草坡植被的50.4%和36.1%;并随着林龄增大林内太阳辐[射]照度呈波浪式下降趋势.(2)厚荚相思林和尾巨桉林内年平均空气温度和地面温度分别比灌草坡植被降低0.7～0.8和1.8～2.7 ℃,并随着林龄增大温度逐渐降低.2种林分各年份空气相对湿度比灌草坡植被提高1～3百分点;并随着林龄增大而使林分内的增湿作用越明显.(3)2种短周期工业用材林种植恢复到5年生时,对林内小气候的调节作用已达到了成熟林分的水平,且厚荚相思林优于尾巨桉林.     

厚荚相思和尾叶桉人工林土壤线虫群落研究

相思树和桉树等树种因其生长迅速、耐性好以及适合制作纸浆等特点,近年来在华南地区大面积种植,带来了巨大的经济利益,但是相思树和桉树如何影响林下土壤生物多样性和土壤肥力还不清楚,科学评价其林下土壤健康水平十分必要。土壤线虫的种类和数量十分丰富,在土壤食物网各营养级中占据重要位置,对土壤环境变化反应敏感,作为土壤健康的指示生物被广泛应用。本文以幼龄厚荚相思 Acacia crassicapa和尾叶桉 Eucalyptus urophylla人工林为研究对象,于干季和湿季分别对2个林分根区和非根区土壤线虫进行研究,探讨土壤线虫这种指示生物的数量、各营养类群比例和多样性的变化规律,以及它们和环境因子的关系。主要结果表明：（1）厚荚相思土壤线虫总数为每公斤干土6741条,显著高于尾叶桉线虫总数的28.3%。厚荚相思人工林土壤食细菌线虫的百分比相比尾叶桉人工林高6.3%,且差异显著。（2）土壤线虫的群落组成变化具有明显的季节波动,湿季土壤食细菌线虫比例上升,而植物寄生线虫的比例下降,多样性指数由干季的0.87减小到0.75,统计差异均达到了显著水平。（3）根区比非根区显著提高了线虫数量的89.1%,这是由根区积累更多的有机碳和总氮引起的。总之,厚荚相思人工林为土壤自由生活线虫提供了优良环境,且在幼龄期没有表现出土壤酸化,生态效应优于尾叶桉人工林,在华南地区人工林营林过程中可适当增加厚荚相思林分面积。     

香港人工林改造对林分土壤理化性质、土壤微生物生物量及土壤酶活性的季节影响

土壤理化性质、土壤微生物及土壤酶活性是土壤生态系统的重要组成部分,研究林分改造对土壤因子的影响,可为人工林改造与林地土壤质量恢复提供科学依据。文章对香港地区20年生尾叶桉(Eucalyptus urophylla)和马占相思(Acacia mangiumin)人工林进行间伐套种处理(套种密度为1 665 plants·hm~(-2),以不间伐林分为对照),采用野外调查与室内试验相结合的方法分析间伐套种3 a后2种林分的土壤理化性质、土壤微生物生物量和土壤酶活性的季节变化。结果表明,(1)间伐套种3 a后,各林分土壤均呈酸性,间伐对林分土壤容重和孔隙度影响不显著,但提高了冬夏季林分土壤电导率。(2)间伐套种对冬季和夏季2种林分土壤理化性质的影响存在差异。与未间伐林分相比,间伐套种减少了冬季尾叶桉林分土壤养分的消耗,但提高了夏季林分土壤养分的含量。间伐套种降低了冬季马占相思林分土壤氮素含量及夏季土壤交换性Ca含量,提高了冬季林分土壤交换性元素和夏季土壤氮素含量。(3)无论是间伐套种林分还是未间伐林分,夏季2种林分的土壤微生物生物量C(226.35~619.44 mg·kg~(-1))和微生物生物量N(21.18~52.44 mg·kg~(-1))均高于冬季。间伐套种处理促进了尾叶桉林分土壤微生物生物量的增加,而马占相思林分则相反。(4)间伐套种处理对2种林分过氧化氢酶活性的季节影响不显著,对尾叶桉的土壤磷酸酶和脲酶的季节影响不一致,但降低了马占相思林分的土壤酶活性。(5)综合分析,间伐套种处理改善了尾叶桉林分的土壤理化性质,提高了土壤微生物生物量和土壤酶活性;但对马占相思林分的土壤肥力改善作用并不明显。     

不同林龄兴安落叶松枯落物及土壤水文效应研究

林地植被和枯枝落叶层共同发挥着森林生态系统所特有的水文生态功能。对大兴安岭兴安落叶松(Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen.)中龄林、近熟林、成熟林、过熟林四种林下枯落物及土壤进行野外实地取样和室内样品处理进行分析,结果表明:兴安落叶松林下枯落物层表现为随林龄增加总存储量增加,变化在18.02~21.65 t·hm-2,半分解层的存储量为未分解层的4.8~5.9倍,其中近熟林枯落物半分解层蓄积量所占比例最大为85.3%。不同林龄枯落物最大持水量和最大持水率均表现为半分解层大于未分解层,且以过熟林最大。最大持水量为过熟林近熟林成熟林中龄林,变动在40.13~75.60 t·hm-2之间,最大持水率为过熟林近熟林中龄林成熟林,变动在5.94%~7.93%之间。不同林龄枯落物有效拦蓄率差异很大,变化在30.18%~422.98%,林龄越大,分解程度越大,有效拦蓄越强,总体未分解层均小于半分解层。有效拦蓄能力也有差异,过熟林表现为最强,总有效拦蓄量达70.57 t·hm-2,相当于拦蓄7.26 mm的降雨,不论从最大持水量、最大持水率还是有效拦蓄量过熟林一致表现为最强。不同林龄枯落物持水过程,在浸泡0.5 h内吸水速率最大,4 h之后减小,8 h时持水量基本达稳定,在整个持水过程中半分解层持水能力均高于未分解层。不同林龄土壤透水性、通气性均比较好。10~20 cm土层表现为随林龄增加而减小,变化在0.48~0.88 g·cm-3;20~40 cm土层则表现为随林龄增加而增加,变化在1.03~1.41 g·cm-3之间;各层土壤毛管孔隙度均表现为中龄林近熟林成熟林过熟林。各土层持水性能无论是毛管持水量、最小持水量还是最大持水量都表现为中龄林最大,随林龄增加而减小的趋势,并且持水能力浅层均较深层的大。中龄林在10~20 cm土层分别达是162.16、122.07和213.00 t·hm-2,20~40 cm土层分别达是77.22、58.13和86.43 t·hm-2;过熟林在10~20 cm土层为100.36、68.43和156.98 t·hm-2,20~40 cm土层只有31.09、24.26和37.83 t·hm-2,不同林龄各层土壤质量含水量、体积含水量也表现出相同的变化规律。该研究可为制定科学合理有效的经营管理方式和砍伐措施提供理论依据。     

南亚热带不同人工林生态系统服务功能评估

中国南亚热带地区人口稠密,经济发展迅速,环境破坏严重,区域生态系统退化加剧。种植人工林被认为是减少水土流失、实现植被快速恢复的有效措施之一。目前对生态恢复过程中的人工林土壤养分含量、蓄水量、土壤酶活性等已开展了较多研究,但基于实测数据对不同人工林生态系统服务功能进行评估的研究较为少见。以广东鹤山10树种混交林(10 species mixedplantation,10NS)、16树种混交林(16speciesmixedplantation,16NS)2种人工混交林,尾叶桉纯林(Eucalypyus urophylla monoculture,EU)、红锥纯林(Castanopsis hystrix monoculture,CM)、厚荚相思纯林(Acacia crassicaipa monoculture,AC)3种人工纯林和自然恢复的灌草坡(Shrub and herb land,SH)为研究对象,对其涵养水源、保育土壤、积累营养物质、固碳释氧、生物多样性保护等主要生态系统服务功能进行了评估,为南亚热带地区人工林合理种植和管理提供科学依据。结果表明,13林龄时,土壤保育能力为10树种混交林最强,红锥纯林最弱,尾叶桉纯林、厚荚相思纯林和灌草坡之间无显著差异;植被固碳释氧能力为10树种混交林、16树种混交林和尾叶桉纯林较高且无显著差异,红锥纯林最弱;涵养水源能力为灌草坡最强,其次为10树种混交林,尾叶桉纯林最差。研究表明,人工林改造或退化生态系统恢复时要注意结合不同人工林的生态系统服务功能进行科学种植:尾叶桉纯林土壤固碳作用和积累营养物质能力较强,宜作为用材林和碳汇林种植;厚荚相思纯林生物量较高且具有固氮作用,但抗风能力较弱,不适宜于沿海或台风多发地带种植;红锥纯林在保肥和水源涵养方面的生态服务功能相对较弱,但经济价值较高,适宜以大径材近自然林经营;10树种混交林的土壤养分含量最高且地表径流最小,林分调节水量和保育土壤功能最强,最适于生态恢复,可用作水土保持林、水源涵养林等,也可用于特种用途中的风景林建设。     

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。     

库布齐沙漠人工防护林林下枯落物及土壤水文效应研究

在库布齐沙漠东北缘采用样地调查和室内浸泡法对库布齐沙漠防风固沙林林下枯落物及土壤层水文效应进行了初步研究,比较分析不同防风固沙林下枯落物及土壤的水文差异,以期为库布齐沙漠防护林的建设与养护提供参考。研究发现,杨树(Populus popular)林的枯落物蓄积量高于同期沙柳(Salix psammophila)林、沙枣(Elaeagnus angustifolia)林及樟子松(Pinus sylvestris)林,杨树林枯落物覆盖下的土壤容重、持水量、孔隙度等物理性状与其他3种林分相比变化显著。不同林龄的4种防风固沙林林下枯落物的厚度介于0.70—2.10 cm,枯落物蓄积量介于7.71—34.37 t·hm~(-2),最大持水量总和介于20.86—59.59 t·hm~(-2),最大拦蓄量总和介于19.27—45.23 t·hm~(-2),有效拦蓄量总和介于16.14—36.29 t·hm~(-2),自然含水率介于19.44%—87.15%。枯落物下土壤容重介于1.44—1.50 g·cm~(-3),土壤最大持水量介于228.80—284.59 g·kg~(-1),土壤总孔隙度介于37.30%—45.08%。回归分析表明,枯落物持水量与浸水时间符合关系式Q=alnt+b,相关系数R2均大于0.881;吸水速率与浸水时间符合关系式V=ktn,相关系数R2均大于0.986。通过对研究区枯落物水文功能参数与土壤性质进行相关分析发现,枯落物的水文功能参数对土壤容重及土壤总孔隙度的影响作用较大。综合研究发现在同林龄不同林分的防护林中,杨树林枯落物的水源涵养能力优于其他3种林分。     

天然次生林人工更新后对土壤物理性质及碳贮量的影响

天然林被人工林取代后对土壤水文物珲性质及土壤碳贮量有重要的影响.文章以海南天然次生林人工更新为尾细桉(Eucalyptus urophylla×E.tereticornis)和马占相思(Acacia mangium)林前后的土壤为研究对象,研究分析了人工植被更新对土壤水文物理性质和土壤碳贮量的影响.结果表明:天然次生林更新为桉树、马占相思人工林后,土壤容重增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度减小,0～80 cm土壤的最大贮水量、毛管贮水量和非毛管贮水量降低,桉树和马占相思人工林最大贮水量分别降低19.8 mm和43.3mm,桉树人工林0～40cm土壤碳贮量降低6.77t·hm-2,马占相思人工林的增加14.68t·hm-2.     

千年桐与毛竹凋落叶混合分解对土壤酶活性的影响

在16年生千年桐人工林中按5种分解模式(模式A:千年桐叶100%;模式B:毛竹叶100%;模式C:千年桐叶50%+毛竹叶50%;模式D:千年桐叶75%+毛竹叶25%;模式E:千年桐叶80%+毛竹叶20%)进行千年桐、毛竹凋落叶及其混合分解的野外模拟试验,分析千年桐与毛竹凋落叶混合分解对土壤酶活性的影响及其与凋落物主要营养元素全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK),微量元素钠(Na)、钙(Ca)、锰(Mn)、镁(Mg)、锌(Zn)及有机碳(OC)的释放量之间的关系.结果表明:5种模式叶凋落物分解1年后TN、TP、TK、OC和Na、Ca、Mn、Mg、Zn的释放量大小并不一致,不同元素释放量在5种分解模式之间均存在显著差异;5种混合分解模式下,蔗糖酶和过氧化氢酶的最强活性区均出现在5～10 cm土层,其中蔗糖酶活性比较为模式E>C>A>CK>D>B,过氧化氢酶活性比较为模式E>CK>B>D>A>C.80%千年桐叶+20%毛竹叶的配比对土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性的增强作用比较明显,在实际的人工林栽培中,可考虑以千年桐和毛竹4:1的比例进行毛阔混交林的营造,以最大程度地增强土壤肥力,提高土壤质量,促进两种树种的共同生长.图2表2参37     

森林新近凋落叶溶出DOM的性质及其对菲增溶作用的影响

凋落叶作为森林凋落物的主要组成部分,其溶出的大量有机质也是森林土壤可溶性有机质（DOM）的主要来源之一。研究森林凋落叶溶出DOM对PAHs增溶作用的影响有利于合理预测及评价森林土壤中PAHs的环境行为和生态风险。本研究采集了南亚热带常绿阔叶人工林的4种常见树种--尾叶桉（Eucalyptus urophylla）、木荷（Schima superba）、大叶相思（Acacia auriculiformis）和湿地松（Pinus elliottii）的新近凋落叶为试验材料,研究其DOM含量、组成与性质,对比分析了不同凋落叶DOM对菲的増溶作用及其与DOM性质的相关关系。结果表明,4种凋落叶的可溶性有机碳（DOC）质量分数在C 11.61~36.25 mg·g-1之间,其中尾叶桉的含量最大,湿地松最小。尾叶桉和木荷DOM的主要组分是可溶性糖（SS）和可溶性酚（SP）,两者总C量占DOC的比例超过47%,而大叶相思和湿地松中SS和SP两者总量所占比例均低于30%。另外,4种凋落叶DOM的质量分数（以C计）与其电导率的线性关系图中有明显转折点,说明它们均具有表面活性剂的性质。凋落叶DOM在临界胶束浓度（CMC）之上对菲具有不同程度的増溶作用,其与菲的结合系数（logKDOC）的大小顺序为尾叶桉（3.05 L·kg-1）＞木荷（3.02 L·kg-1）＞大叶相思（2.79 L·kg-1）＞湿地松（2.54 L·kg-1）,这表明尾叶桉和木荷DOM的增溶作用明显高于大叶相思和湿地松DOM。经分析表明,logKDOC与各DOM在254、280 nm处的特征紫外吸光度值（SUV-A254、SUV-A280）及其SS、SP的相对含量均呈显著正相关（p＜0.01）,与A240/A420、A254/A400比值呈显著负相关（p＜0.01）,说明DOM的芳香化程度越高,分子量越大, SS与SP所占比例越高,其对菲的増溶效果越明显。     

Ecological stoichiometric characteristics of carbon,nitrogen, and phosphorus in three forests in the Lüliang Mountainous Area of Shanxi Province北大核心CSCD

Using a standard plot method, the stoichiometry of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) in leaves, litter, and soil (0-20 cm depth) was investigated for three forest types: Populus davidiana, Larix principis-rupprechtii, and Pinus tabuliformis. The results showed that the stoichiometry of C, N, and P of the same component in the three forests were significantly different. The C and N contents in leaves, litter, and soil in P. davidiana forest were higher than those in L. principis-rupprechtii and P. tabuliformis forests were. However, P in the L. principis-rupprechtii forest was higher than that in the P. davidiana forest and P. tabuliformis forests were. The C, N, and P contents of the components in the three forests were, in order, leaves > litter > soil, and the three nutrient contents were significantly higher in leaves and litter than they were in soil. C:N and C:P in the three forests exhibited a trend of litter > leaves > soil, whereas that for N:P was leaves > soil > litter. There were highly significant positive relationships in N:P between the litter and the soil in the P. davidiana forest. Leaf C:N and litter C:P in the L. principis-rupprechtii forest were significantly negatively correlated, whereas N:P in the leaves and soil was positively correlated. There was a significant positive correlation in N:P between the leaves and the soil in the P. tabuliformis forest. In conclusion, the N contents in leaves and soil exhibited a significant positive correlation, whereas there was no significant correlation between C, N, and P in litter or soil. Environmental factors had a large influence on the stoichiometry of C, N, and P in soil. In particular, latitude and altitude had the most significant effects on C, N, P, C:N, and C:P and were significantly p ositively correlated. T hese results provide a scientific basis for f urther studies on nutrient utilization a nd t he cyclic characteristics of different forests in this area. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

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。     

Seasonal variations in plant species effects on soil N and P dynamics

It is well established that plant species influence ecosystem processes, but we have little ability to predict which vegetation changes will alter ecosystems, or how the effects of a given species might vary seasonally. We established monocultures of eight plant species in a California grassland in order to determine the plant traits that account for species impacts on nitrogen and phosphorus cycling. Plant species differed in their effects on net N mineralization and nitrification rates, and the patterns of species differences varied seasonally. Soil PO4- and microbial P were more strongly affected by slope position than by species. Although most studies focus on litter chemistry as the main determinant of plant species effects on nutrient cycling, this study showed that plant species affected biogeochemical cycling through many traits, including direct traits (litter chemistry and biomass, live-tissue chemistry and biomass) and indirect traits (plant modification of soil bioavailable C and soil microclimate). In fact, species significantly altered N and P cycling even without litter inputs. It became particularly critical to consider the effects of these multiple traits in order to account for seasonal changes in plant species effects on ecosystems. For example, species effects on potential rates of net N mineralization were most strongly influenced by soil bioavailable C in the fall and by litter chemistry in the winter and spring. Under field conditions, species effects on soil microclimate influenced rates of mineralization and nitrification, with species effects on soil temperature being critical in the fall and species effects on soil moisture being important in the dry spring. Overall, this study clearly demonstrated that in order to gain a mechanistic, predictive understanding of plant species effects on ecosystems, it is critical to look beyond plant litter chemistry and to incorporate the effects of multiple plant traits on ecosystems.     

桂北地区桉树林及其他三种森林类型土壤有机碳含量及密度特征

以桂北地区桉树（Eucalyptus grandis×E.urophylla）林、杉木（Cunninghamia lanceolata）林、马尾松（Pinus massoniana）林和毛竹（Phyllostachys edulis）林的土层0~60 cm土壤为研究对象,对比分析了4种森林类型的土壤有机碳质量分数及密度分布特征。结果表明：（1）在4种森林类型土层中,有机碳质量分数的最大值[（49.49±1.16）g·kg-1]和最小值[（4.50±0.52）g·kg-1]分别出现在毛竹林土层0~15 cm和马尾松林土层45~60 cm。土层0~60 cm有机碳质量分数平均值按大小顺序排列为：毛竹林（28.16g·kg-1）〉杉木林（25.10 g·kg-1）〉桉树林（14.52 g·kg-1）〉马尾松林（9.56 g·kg-1）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳质量分数所占的比例分别为28.29%、39.14%、55.44%和43.94%。（2）4种森林类型土层中有机碳密度的最大值[（6.71±1.72）kg·m-2]和最小值[（1.14±0.11）kg·m-2]分别出现在杉木林土层0~15 cm和马尾松林土层40~60 cm。土层0~60 cm的有机碳密度平均值按大小顺序排列为：杉木林（19.60 kg·m-2）〉毛竹林（18.85 kg·m-2）〉桉树林（12.91 kg·m-2）〉马尾松林（8.47kg·m-2）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳密度所占的比例分别为25.12%、34.25%、52.07%和32.64%。4种森林类型土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随着土层深度的增加呈降低的趋势。     

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)     

A process-based model of nitrogen cycling in forest plantations: Part I. Structure,calibration and analysis of the decomposition model

We present a new decomposition model of C and N cycling in forest ecosystems that simulates N mineralisation from decomposing tree litter. It incorporates a mechanistic representation of the role of soil organisms in the N mineralisation-immobilisation turnover process during decomposition. We first calibrate the model using data from decomposition of ¹⁴C-labelled cellulose and lignin and ¹⁴C-labelled legume material and then calibrate and test it using mass loss and N loss data from decomposing Eucalyptus globulus residues. The model has been linked to the plant production submodel of the G’DAY ecosystem model, which previously used the CENTURY decomposition submodel for simulating C and N cycling. The key differences between this new decomposition model and the previous one, based on the CENTURY model, are: (1) growth of microbial biomass is the process that drives N mineralisation-immobilisation, and microbial succession is simulated; (2) decomposition of litter can be N-limited, depending on soil inorganic N availability relative to N requirements for microbial growth; (3) ‘quality’ of leaf and fine root litter is expressed in terms of biochemically measurable fractions; (4) the N:C ratio of microbial biomass active in decomposing litter is a function of litter quality and N availability; and (5) the N:C ratios of soil organic matter (SOM) pools are not prescribed but are instead simulated output variables defined by litter characteristics and soil inorganic N availability. With these modifications the model is able to provide reasonable estimates of both mass loss and N loss by decomposing E. globulus leaf and branch harvest residues in litterbag experiments. A sensitivity analysis of the decomposition model to selected parameters indicates that parameters regulating the stabilisation of organic C and N, as well as those describing incorporation of soil inorganic N in Young-SOM (biochemical immobilisation of N) are particularly critical for long-term applications of the model. A parameter identifiability analysis demonstrates that simulated short-term C and N loss from decomposing litter is highly sensitive to three model parameters that are identifiable from the E. globulus litterbag data.