林窗边缘效应对马尾松和香樟凋落叶分解的影响

为了解马尾松(Pinus massoniana)人工林不同面积林窗边缘凋落叶分解的养分释放规律,采用凋落袋分解实验,以长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松人工林7种不同大小林窗(G1:100 m~2;G2:225 m~2;G3:400 m~2;G4:625 m~2;G5:900 m~2;G6:1 225 m~2;G7:1 600 m~2)为研究对象,以林下为对照,探讨马尾松和香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶的质量损失率和养分释放率.结果表明:除钾释放率外,林窗边缘两种凋落叶的质量损失率和养分释放率均显著高于林下.在1.5年分解过程中,两种凋落叶的质量损失率和碳释放率呈持续上升趋势.分解前90 d,两种凋落叶的质量损失速率和养分释放速率最快;分解90-360 d后,部分林窗出现氮和磷的富集现象;180-270 d和1.5年后,部分林窗出现钾的富集现象.随林窗面积增大,除钾释放率外,两种凋落叶在中型林窗边缘(400、600和900 m~2)具有较高的质量损失率和养分释放率.在凋落叶分解过程中,质量损失率和碳、氮释放率与土壤含水率均呈显著正相关.中型林窗(400-900 m~2)对凋落物的分解具有更显著的边缘效应,而这种边缘效应与物种有一定关联.因此,在马尾松低效林改造过程中,可利用中型林窗(400-900 m~2)边缘这一显著作用,引入乡土阔叶树种加速马尾松人工林的物质循环,维持林分地力.     

林窗大小对马尾松和樟凋落叶质量损失的影响

林窗在人工林林分结构优化和调整上具有重要价值.为了解林窗面积对凋落物分解是否有显著影响以及哪种面积林窗下凋落物分解更快,以采伐形成的42年生的马尾松(Pinus massoniana)人工林7种不同大小的林窗(G1,100m~2;G2,225 m~2;G3,400 m~2;G4,6 25 m~2;G5,900 m~2;G6,1 225 m~2;G7,1 600 m~2)为研究对象,以林下为对照,采用凋落袋分解实验,探讨不同林窗面积对马尾松(Pinus massoniana)和樟(Cinnamomum camphora)凋落叶分解的影响.结果表明:1)林窗面积对凋落叶的分解具有显著(P0.05)影响,即Olson经典分解模型拟合凋落叶质量损失的分解系数k值比较,马尾松为G4G1CKG2G3G5G6G7,樟为G2G4G1CKG5G6G7G3.可见中型(G4:625 m~2)林窗下马尾松和樟的质量损失率高于其它林窗和林下.2)马尾松和樟凋落叶(每30天)质量损失速率都表现出先升高(0-90 d)后降低的趋势.分解一年后,两种凋落叶在3个孔径凋落袋内的质量损失率比较,马尾松为0.04 mm(35%)0.5 mm(43%)3 mm(51%),樟为0.04 mm(42%)0.5 mm(49%)3 mm(60%),两者的分解95%的平均时间分别为马尾松4.35年和樟3.60年.可见樟凋落叶比马尾松凋落叶分解得更快.综上,林窗面积对凋落物分解有显著影响,在马尾松低效林改造过程中,可利用中型林窗这一显著作用,引入乡土阔叶树种樟,加速马尾松人工林的物质循环,维持林分地力.     

高寒沙地两种柳树不同径级细根分解动态特征

为了解高寒沙区杨柳科植物的细根分解特征,以青海共和的乌柳(Salix cheilophila)和沙柳(Salix psammophila)为研究对象,探讨不同径级细根(0~0.5、0.5~1和1~2 mm)的分解规律、养分释放规律及其影响因素,对评价两种杨柳科灌木人工林在共和盆地的长期适应性具有重要意义,为长期研究高寒沙区土壤碳循环和养分循环规律提供理论依据。利用埋袋法,比较不同径级细根在经历了489 d分解后的质量残留率、养分(C、N、P、K)释放率及分解速率与初始养分含量的相关性,总结乌柳和沙柳细根分解动态特征;运用非线性指数衰减模型拟合估算细根分解系数以及分解50%、95%所需的时间。结果表明,细根分解率表现为第一年生长季6—10月分解速率快,11月—次年6月分解速率缓慢,次年生长季6—10月分解速率加快的趋势。两种柳树在前120天均为快速分解阶段,各径级细根质量残留率为77.24%~85.26%,120~360 d为缓慢分解阶段,从第360天开始分解速率缓慢上升。经过489 d分解后,两种柳树细根质量显著下降,残留率为66.44%~82.23%,且分解速率随细根直径增大而增大。通过指数衰减模型拟合得到乌柳和沙柳细根分解极其缓慢,损失95%质量分别需要26 a和38 a。细根分解过程中,乌柳和沙柳不同养分的释放特征不同。细根C、N、P以释放为主,且养分释放速率总体上随细根直径增大而增大。细根质量残留率与初始C/N值呈显著负相关关系(P0.01),即初始底物C/N值越大,细根初始分解速率越小。     

模拟氮沉降下滇中亚高山森林凋落物养分元素释放特征

凋落物的养分元素释放在森林生态系统养分循环中起到了重要作用。森林生态系统受氮沉降的影响在近几十年内正显著增加,开展氮沉降背景下不同林分凋落物养分释放的研究,可为预测该区域森林生态系统养分循环及对氮沉降增加的响应提供理论依据。采用凋落物分解袋法,以滇中亚高山常绿阔叶林、高山栎(Quercus semicarpifolia)、华山松(Pinus armandii)和云南松(Pinus yunnanensis)4种林分的凋落叶和枝为研究对象,设置不同氮沉降水平,分别为对照(CK,N 0 g·m~(-2)·a~(-1))、低氮(LN,N 5 g·m~(-2)·a~(-1))、中氮(MN,N 15 g·m~(-2)·a~(-1))和高氮(HN,N 30 g·m~(-2)·a~(-1)),探究4种林分凋落物营养元素释放特征、影响因素以及生态化学计量比对不同氮沉降水平的响应特征。结果表明:氮沉降12个月后,氮沉降抑制凋落叶和枝C、N元素的释放;除华山松外,氮沉降抑制其他3种林分类型P元素的释放;K元素的释放则在各林分中表现为LN促进,MN和HN抑制。各氮沉降水平降低了各林分凋落物的C/N(1.34%—37.15%)以及高山栎林和云南松林的C/P(2.29%—24.34%),LN与MN下华山松林、LN下常绿阔叶林的C/P显著提高(1.26%—7.37%)。双因素和冗余分析表明,4种林分下凋落叶和枝的元素释放受林分类型的影响最大,受施氮水平的影响次之。可见,模拟氮沉降在凋落叶和枝的分解过程中起到了抑制作用,且在不同林分间差异显著。     

马尾松人工林林窗内土壤动物对凋落物微生物生物量的影响

选择长江上游人工采伐形成的7种不同大小的马尾松人工林林窗(G1:100 m~2;G2:225 m~2;G3:400 m~2;G4:625 m~2;G5:900 m~2;G6:1 225 m~2;G7:1 600 m~2),探讨不同林窗大小、位置和凋落物分解时间下土壤动物对凋落物微生物生物量的影响.结果显示:中等林窗(G4和G5)内,土壤动物显著影响了凋落物的微生物生物量氮(MBN)(P0.05),MBN分别增加了28.16%和26.18%.同时,林窗边缘的土壤动物使凋落物的MBN增加了29.06%(P0.05).此外,分解30 d,土壤动物使凋落物的MBN增加了26.52%(P0.05);分解90 d,土壤动物使凋落物中微生物生物量碳(MBC)显著增加了49.10%(P0.05);但在180 d时,土壤动物显著降低了MBC(P0.05).这些结果说明,在马尾松人工林林窗内马尾松凋落物分解初期,土壤动物对微生物生物量的增加有一定的促进作用,但其作用大小受到林窗大小、林窗位置和凋落物分解时间的影响而表现出一定的差异.     

川西地区7种常见彩叶树种凋落物分解

凋落物分解是森林土壤碳和养分的重要来源.彩叶林为川西地区重要的生态系统类型之一,为探索川西地区常见彩叶树种凋落物分解速率与养分释放,采用尼龙分解袋法研究常见彩叶物种葛罗枫(Acer grosseri)、落叶松(Larix kaempferi)、青榨槭(Acer davidii)、元宝枫(Acer truncatum)、黄栌(Cotinus coggygria)、红桦(Betula albosinensis)和花楸(Sorbuspohuashanensis)凋落物分解过程中的质量损失和养分释放特征.结果表明,分解两年后7种彩叶树种凋落物质量残留率从高到低依次为元宝枫(66.4%)、落叶松(64.1%)、红桦(63.7%)、青榨槭(59.6%)、黄栌(58.9%)、葛罗枫(50.8%)和花楸(50.1%);凋落物质量损失主要发生在第一年,第一年凋落物质量损失率显著高于第二年.两年分解过程中,7种彩叶树种凋落物碳浓度下降,碳表现为净释放.氮磷释放特征在物种间差异显著,其中,花楸凋落物氮磷均表现为净释放.相关性分析表明,初始养分(氮和磷)含量与分解速率呈正相关,而难分解物质(木质素和纤维素)含量与分解速率呈负相关.综上所述,川西彩叶树种凋落物分解和氮磷释放因树种和分解时期而不同,花楸凋落物分解和养分释放速率相对较快;研究结果可为川西彩叶林景观恢复重建的物种选择提供科学依据.(图3表3参41)     

杨树人工林生态系统凋落物生物量及其分解特征

凋落物是森林土壤有机质的主要来源,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要载体。而凋落物分解是森林生态系统养分生物地球化学循环的重要过程,是土壤有效养分供应能力的决定因素之一,与森林生产力及可持续生长密切相关。通过研究杨树人工林凋落物生物量及其分解过程,掌握其养分数量及其释放规律,为人工林可持续经营提供重要依据。采用凋落物收集网法和凋落物分解袋法,对长江中下游地区南京市浦口区13年生的杨树(Populus deltoides Bartr.cv."Lux"I-69/55)人工林生态系统凋落物生物量以及不同类型凋落物的分解特征进行了系统研究,结果表明:杨树人工林凋落物生物量约为5t·hm~(-2)·a~(-1),叶片是凋落物的主要成分,占凋落物总量的70%左右;通过Olson指数模型拟合得出的各凋落物的半分解时间及95%分解时间均表现为杨树枯枝杨树枯叶混合凋落物枯死的林下植被杨树根系。2年连续分解试验表明,凋落物中的N整体上呈先富集后释放的模式,P整体上呈持续富集的模式,K呈早期释放模式,而Ca和Mg的释放模式比较复杂。分解2年后,杨树地上部分凋落物(枯叶和枯枝)养分总释放量(N、P、K、Ca和Mg的总和)为86.1 kg·hm~(-2),养分回归率约为60%;林下植被凋落物养分总释放量为92.3 kg·hm~(-2),养分回归率达75%以上,表明林下植被凋落物是杨树人工林生态系统养分归还的重要组成部分。     

华山松林凋落物养分释放及土壤生态化学计量特征对模拟氮沉降的短期响应

研究模拟氮(N)沉降下森林生态系统凋落物-土壤C/N/P化学计量特征,对探究在全球气候变化背景下森林生态系统物质循环内在机理具有重要科学意义。以滇中亚高山华山松林(Pinus armandii forest)为研究对象,采用尼龙网袋法于2018年2月—2019年1月在华山松林开展模拟N沉降下凋落叶、枝原位分解试验,分别设置4个N沉降水平:对照CK(N 0g·m~(-2)·a~(-1))、低氮LN(N 5 g·m~(-2)·a~(-1))、中氮MN(N 15 g·m~(-2)·a~(-1))和高氮HN(N 30 g·m~(-2)·a~(-1))。结果表明:华山松林凋落叶和枝C元素均为直接释放模式;凋落叶和枝N元素分别为淋溶-富集-释放和富集-释放模式;凋落叶和枝P元素分别为淋溶-富集-释放和富集-释放模式;凋落叶的C、N、P养分释放速率(40.71%、53.83%、47.06%)均高于凋落枝(20.98%、22.04%、13.15%);各N处理下,凋落叶和枝C释放速率均表现为LNMNCKHN;N沉降总体增加了凋落叶C、N含量,但对P含量无显著影响;N沉降显著降低了凋落叶ω_((C))/ω_((N))和ω_((N))/ω_((P))、凋落枝ω_((C))/ω_((N));凋落叶、枝N、P含量与土壤N、P含量密切相关,土壤P对凋落叶化学计量影响最大,土壤N对凋落枝化学计量影响最大,土壤C对凋落物化学计量影响最小。在短期内N沉降能抑制凋落物分解过程中C、N、P的释放,但对土壤化学计量特征无明显影响,滇中华山松林凋落物分解过程中的化学计量变化特征及养分释放的研究有助于了解森林生态系统对N沉降的响应机理,特别是土壤N、P对凋落物分解的影响将为后续研究的重点内容。     

马尾松人工林林窗内3种树种凋落叶全碳释放的季节动态

通过探究马尾松(Pinus massoniana)人工林不同林窗下3个树种凋落叶全碳释放动态,为低山丘陵区低效人工林林分改造及结构调整提供科学依据。以长江上游低山丘陵区人为采伐形成的4种面积的马尾松人工林林窗(G1:100m~2、G3:400 m~2、G4:900 m~2、G5:1600 m~2)为研究对象,以林下为对照,对比分析林窗内马尾松、樟(Cinnamomum camphora)、桢楠(Phoebe zhennan)凋落叶的全碳释放率。结果表明:林窗面积对凋落叶全碳释放有显著影响,900m~2林窗更利于凋落叶中有机质的释放;樟凋落叶春季的全碳释放率显著高于其他三季,而马尾松和桢楠凋落叶春、夏、秋季的全碳释放率较高,冬季最低,表明凋落叶的碳释放具有明显的季节动态。当前的研究结果表明凋落叶的碳释放受林窗面积、季节以及不同树种的综合影响。     

林窗大小对川西马尾松人工林林下物种多样性和生物量的影响

林窗是植被演替和森林循环的重要驱动力,研究林窗大小对物种多样性和生物量的影响有利于揭示林窗干扰在生态系统恢复中的作用.以川西莲花山马尾松人工林为研究对象,划分出5种不同面积(81-625 m~2)的林窗共计15个和3个非林窗(林下)作对照(CK),对其群落物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Simpson优势度指数H’、Shannon-Wiener指数H、Pielou均匀度指数J_(sw))和林下生物量(灌木层生物量、草本层生物量)进行调查研究.结果表明:(1)在总面积为5 493 m~2的样地中,共记录到维管植物99种,隶属56科84属;草本层和灌木层物种数随林窗面积增加均呈单峰格局,前者的物种数变化较后者明显.(2)总的来看,林窗下的D、H、J_(sw)值较林下大,H’值较林下小,且400-450 m~2面积的林窗下灌木、草本各物种多样性指数值达到一个较高水平.(3)林窗内的生物量显著大于林下生物量,200-250 m~2林窗下的生物量最大.(4)群落各层次物种多样性指数与对应层次地上、地下、全株生物量的相关性均不显著.因此认为,大面积林窗(400-450 m~2)有利于增加马尾松人工林林下群落物种丰富度,提升林下群落物种多样性水平;而中等面积林窗(200-250 m~2)则有利于增加林下生物量.     

林窗大小对2种针叶林更新效果的初步分析

为了解采伐林窗对2种人工林更新效果的影响,在浙江省丽水市白云山选择生境条件基本一致的马尾松林和杉木林,以林下为对照,比较了通过采伐获得的不同大小林窗(50～500 m~2)内人工和天然更新植物效果。结果表明:(1)10个人工更新树种在杉木林中生长优于马尾松林,马尾松林中枫香、无患子、山乌桕和细柄蕈树生长情况好于其他树种,杉木林中枫香、山乌桕、南方红豆杉、无患子和细柄蕈树生长情况好于其他树种。(2)林分类型显著影响南方红豆杉生长,特别是对树高的影响极为显著(P0.01),林窗大小对木荷地径和树高均有显著影响(P0.05),林分和林窗的交互作用对除朴树、闽楠和浙江楠外的其他树种均有显著影响。(3)不同大小林窗下天然更新植物物种数、Simpson生态优势度、Shannon多样性指数存在显著差异(P0.05),林分类型对物种数和Shannon多样性指数具有显著影响(P0.05),但对Simpson生态优势度没有影响。2种林分林窗间天然更新植物相似度介于0.4～0.9之间,同一林分林窗间物种相似度均大于林窗与对照之间。马尾松林阔叶化改造可采伐中等林窗(250 m~2),目标更新树种可选枫香、无患子、细柄蕈树和木荷;杉木林以大(500 m~2)或小林窗(50 m~2)为主,可选树种有枫香、南方红豆杉、山乌桕、无患子和细柄蕈树。     

林窗对川西亚高山6种植物凋落叶纤维素降解的影响

凋落物纤维素降解是森林生态系统碳循环的关键过程,其可能受到林窗直接或间接的影响.采用凋落物分解袋法,通过3年连续监测,研究川西亚高山6种常见木本植物凋落叶(岷江冷杉、红桦、四川红杉、方枝柏、康定柳和高山杜鹃)在不同林冠环境下(林窗中心、林缘林窗、扩展林窗和郁闭林下)冬季和生长季纤维素降解特征.结果显示:川西亚高山6种凋落叶分解过程中纤维素含量和残留率均呈现下降趋势,分解3年后纤维素含量为5.5%-12.1%且残留率下降至23.1%-44.6%.林窗中心处整体上具有较低的凋落叶纤维素含量和残留率,但这种差异性在分解3年后消失.相关性分析表明凋落叶纤维素含量和残留率与均温、初始纤维素、木质素含量和C/N值呈显著负相关,与冻融循环和初始有机溶性组分含量呈显著正相关.表明林窗的形成通过提供较高的温度或减少冻融循环的发生促进凋落叶纤维素的降解,但这种差异随着分解进程逐渐减弱,且受到凋落叶初始质量所代表的物种差异的影响.本研究表明林窗通过改变林内微环境促进凋落叶纤维素早期的降解,上述结果有助于进一步认识林窗在亚高山森林生态系统物质循环中的生态作用和意义.(图4表2参39)     

氮沉降对杉木人工林凋落物叶分解过程中养分释放的影响

凋落物的养分释放是生态系统养分循环的重要组成部分,是维持森林生态系统养分平衡的关键过程。近几十年来,森林生态系统正受到氮沉降增加的影响,开展氮沉降全球化背景下凋落物养分释放的研究,有助于揭示森林养分循环对氮沉降的响应机制。以亚热带有代表性的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(福建官庄国有林场1992年造林)为研究对象,自2004年1月开始进行氮沉降模拟试验,设置4个氮沉降处理,分别为0(N0)、60(N60)、120(N120)、240(N240)kg·hm~(-2)·a~(-1),采用分解袋法进行原位分解试验,将分解袋随机投放至林地表面,每隔60天取样1次,共持续660 d,探讨凋落物叶在分解过程中养分(P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Fe)的释放动态。结果表明,在模拟氮沉降初期,氮沉降总体上促进了养分元素的释放,相对于N0处理,氮沉降分别使K的周转期缩短22.14%-26.09%,Ca周转期缩短15.31%-34.59%,Mg的周转期缩短5.25%-27.03%,Mn的周转期缩短17.85%-46.80%,Zn的周转期缩短20.51%-33.18%;就P和Fe而言,仅有N_2处理对其表现为促进作用,周转期分别缩短11.02%和26.01%。在各氮沉降水平中,120 kg·hm~(-2)·a~(-1)的施入量对凋落物养分释放作用最显著,说明此时杉木人工林还未达到氮饱和状态,随着时间的推移,当杉木人工林生态系统达到氮饱合时,则有可能对凋落物的养分释放产生不利的影响。     

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.     

细根对中亚热带森林几种优势树种凋落叶分解的影响

为深入理解森林生态系统中进入凋落物层生长的细根对凋落叶分解的影响,通过分解袋控制实验,以多花黑麦草(Lolium multiflorum)根系为研究对象,探讨细根对中亚热带森林中四川山矾、薯豆、香樟和马尾松等4种优势树种单一及其混合凋落叶分解速率的影响.结果显示,进入分解袋中生长的活根生物量因凋落叶性质不同差异极显著(P 0.001),其中薯豆分解袋中的细根在生长高峰期时生物量最大(131.5 mg/袋).凋落物质量和细根存在与否以及二者的交互作用均对分解过程产生显著影响.经过270 d的分解,生长进入分解袋中的细根能一定程度加速凋落叶分解,其中细根对薯豆凋落叶质量损失的相对贡献率最大(57.78%),而对马尾松的贡献率最小(6%),凋落叶初始C/N值显著影响细根对凋落叶质量损失的相对贡献率.同一类型凋落叶在两种根处理条件下,凋落叶表面细菌及真菌群落结构均存在较大差异,有根处理能显著提高细菌群落的多样性及数量,且细根的存在及其吸收作用对3种阔叶树种凋落叶的混合分解产生协同效应.本研究表明进入凋落物层生长的细根生物量与凋落叶初始质量相关,细根通过改变凋落叶表面分解者的群落结构与数量,并且主动调控其生长的养分需求从而加速分解.(图4表7参35)     

滇中高原5种森林类型凋落物及营养元素储量研究

森林凋落物在维持森林生态系统正常的物质循环和养分平衡方面起着重要作用,凋落物分解为森林生态系统提供可持续利用的养分。研究滇中高原森林凋落物现存量及分解过程,掌握其凋落物营养元素的含量和储量特征,可为森林生态系统的可持续经营提供依据。以云南玉溪磨盘山华山松(Pinus armandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、高山栎(Quercus semecarpifolia)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、常绿阔叶林5种森林类型为研究对象,通过野外调查、室内实验相结合的方法,对滇中高原5类森林凋落物现存量及分解强度、凋落物营养元素含量及储量进行研究。结果表明,(1)磨盘山5类森林凋落物现存量表现为:滇油杉林(30.28 t·hm~(-2))云南松林(29.81 t·hm~(-2))华山松林(25.15 t·hm~(-2))高山栎林(11.92t·hm~(-2))常绿阔叶林(11.91 t·hm~(-2)),其中分解层凋落物量最丰富,占总现存量的40%以上;云南松林和华山松林的新鲜凋落物分解强度高,分解一段时间后分解强度减弱,而常绿阔叶林则与之相反;高山栎和滇油杉凋落物分解强度在不同阶段无显著差异。(2)随凋落物分解程度的加剧,5类森林凋落物中P、N、Zn含量总体呈增大趋势,S、Fe、Na含量逐层增大,Ca、Mg含量逐层减少,K、Mn含量分布无明显规律性。(3)5种森林类型凋落物营养元素总储量表现为:滇油杉林(988.63kg·hm~(-2))华山松林(719.79kg·hm~(-2))云南松林(624.27kg·hm~(-2))高山栎林(308.82kg·hm~(-2))常绿阔叶林(290.41kg·hm~(-2)),凋落物营养元素储量在凋落物下层有明显的积累,其中N、P、K、Al、Fe、Na、Zn在分解层积累,而Ca、Mg、Mn则在半分解层就发生积累。     

汶川地震对森林土壤养分动态的影响

地震导致地表植被严重破坏,土壤物理性质和养分循环发生明显变化,这对震后植被恢复有重要影响.选取两处受汶川地震影响的森林植被区,分别设置4个处理,即地震迹地、地震迹地枯木旁、邻近未受损森林、邻近未受损林窗,对比研究表层土壤(0-20 cm)物理因子、有机质、速效养分以及微生物等.结果显示两处研究地点有大致一样的趋势:地震迹地与地震迹地枯木旁温差与p H值浮动变化显著大于未受损森林与林窗,土壤含水量明显低于未受损森林和林窗;震后造成土壤有机质含量显著降低,损失高达50%,速效养分损失高达80%;速效养分(铵态氮和硝态氮)与微生物生物量碳氮含量由高到低顺序为邻近未受损森林、邻近未受损林窗、地震迹地枯木旁、地震迹地;震后枯木在地震迹地形成养分热点,其速效养分及微生物生物量碳、氮高于地震迹地,在生长季节较为显著,其速效养分硝态氮含量最高是地震迹地的5.88倍.本研究表明汶川地震导致受损森林系统表层土壤有机质等的极大流失,同时震后迹地土壤有效养分、微生物生物量显著降低,地震迹地枯木旁形成土壤"肥力岛",震后生态系统恢复将经历养分富集和植被演替过程.     

油松人工林不同林窗位置凋落物酶活性的变化

研究林窗不同位置对凋落物酶活性变化的影响,可为促进养分循环、森林更新和提升生态系统服务提供理论依据。在北京八达岭地区油松(Pinus tabulaeformis)人工林中,选择形成时间为1年、面积为40~50 m~2的林冠林窗为研究对象,分别在林窗中心、林缘和林下样地,采集未分解凋落物(L层)和半分解凋落物(F层)样品,分析不同林窗位置的凋落物化学性质和酶活性,并探讨不同化学性质凋落物对酶活性的影响。结果表明,林窗中心凋落物的水溶性有机碳、易氧化碳、铵态氮和硝态氮的质量分数显著高于林缘和林下;林缘凋落物的全氮质量分数显著高于林窗中心和林下;而凋落物的pH值和全磷质量分数在不同林窗位置间的差异不显著。与林下凋落物酶活性相比,林窗中心的α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性分别显著提高了26.75%、31.29%、32.17%、53.41%、11.24%、8.19%和10.03%;而相应的林缘凋落物的酶活性则分别显著提高了20.94%、10.74%、22.25%、26.78%、22.88%、3.55%和20.32%;凋落物脱氢酶活性在不同林窗位置间的差异不显著。双因素方差分析表明,凋落物层次对凋落物化学性质和酶活性的影响程度大于林窗位置及两者的交互作用。回归分析表明,凋落物水溶性有机碳和铵态氮质量分数的增加可促进酶活性的提高。总体来说,林窗不同位置对凋落物化学性质和酶活性具有显著影响,在研究过程中应关注凋落物层次的作用。     

川西亚高山3个优势树种细根形态特征

林木细根(直径2 mm)拥有庞大而复杂的分枝系统,在森林生态系统养分循环过程中发挥重要作用,因此研究不同树种细根构型形态对树种地下生态位分离、共存和森林生态系统功能过程具有重要意义.选取川西亚高山3个优势树种——岷江冷杉(Abies faxoniana)、粗枝云杉(Picea asperate)和红桦(Butula albosinensis),采用挖掘法采集完整的细根根系,依据根序分级方法,测定细根形态参数(直径、根长、比根长和比表面积).结果表明:细根形态在不同根序间差异显著,3个树种细根直径、根长随根序的升高而升高,比根长和比表面积随序级的升高而降低.不同树种间细根形态也表现出极显著差异,岷江冷杉、粗枝云杉和红桦细直径变化范围分别为0.31-0.85 mm、0.29-0.65 mm和0.23-0.55 mm,两个针叶树种(岷江冷杉和粗枝云杉)直径与根长均大于红桦.红桦的比根长和比表面积则高于两个针叶树种.综上所述,低级别根吸收能力更强而构建消耗更低;红桦比岷江冷杉和粗枝云杉根系吸收能力更强.     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中微生物生物量特征

马尾松(Pinus massoniana)因其针叶凋落物分解迟缓而致使林地养分归还慢,严重影响着中国南方林业的可持续发展。营造针阔混交林可改善凋落物组成,促进分解从而提高养分归还。在营造混交林前,了解伴生树种凋落叶与主要树种凋落叶之间微生物生物量特征,有助于认识混交林的微生物群落的变化特征,为实施中国大面积人工纯林生态系统转化为混交林生态系统提供科学依据。将马尾松与3种珍贵乡土阔叶树种(檫木Sassafras tzumu,香樟Cinnamomum Camphora,香椿Toona sinensis)凋落叶混合分解,总共35个处理,对其在分解过程中的微生物生物量特征进行研究,结果如下,(1)马尾松凋落叶与阔叶混合后增加了微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)的含量。MBC在马尾松+香樟组合中6?4和马尾松+檫木+香椿组合中7?1?2最为显著。MBN在马尾松+香樟+香椿组合中6?2?2和6?1?3比例最为显著。(2)微生物生物量碳在大部分处理中表现出加合效应,少数处理在第一年为拮抗作用而在第二年为协同作用。MBN的非加和效应均体现为显著的协同作用,且在前3个分解时期尤为显著之后降低。马尾松+香椿和马尾松+檫木组合中阔叶占30%—40%、马尾松+香樟+香椿组合中7?1?2和6?2?2比例表现出协同作用。拮抗作用主要出现在马尾松占较大比例而香椿凋落叶占较小比例的组合中。(3)分解系数k值、凋落叶初始性质(N、P、MBN、MBC、木质素/N)与微生物生物量混合效应呈显著相关。与其他阔叶相比,马尾松与香椿和香樟凋落叶混合更能增加MBC和MBN的含量呈协同效应。相比于其他组合,马尾松+香樟+香椿组合中阔叶占较大比例也许更有利于增加微生物生物量,促进整个凋落叶的分解,尤其是马尾松+香樟+香椿组合中7?1?2、6?2?2。若仅从引入阔叶树种后能促进林地凋落物分解的角度考虑,香樟和香椿阔叶树种适宜于马尾松纯林改造。