南亚热带3种常绿阔叶次生林的生物量结构和固碳现状

相对准确地计量地带性森林碳库大小是估算区域森林碳汇潜力的前提。选择我国南亚热带地区受生态公益林保护近三四十年的3种常绿阔叶次生林:鹿角锥(Castanopsislamontii)+木荷(Schimasuperba)次生林(简称为LJZ)、华润楠(Machiluschinensis)+小红栲(C.carlesii)+黄杞(Engelhardtiaroxburghiana)次生林(简称为HRN)、罗浮栲(C.faberi)+木荷+黎蒴(C.fissa)次生林(简称为LFK),开展完整的植被生物量和土壤碳库调查,并对其碳库结构进行分析。结果表明,(1)鹿角锥+木荷林、华润楠+小红栲+黄杞林、罗浮栲+木荷+黎蒴林植被总生物量分别为235.0、231.0、261.9 t·hm~(-2),0~100cm土壤碳库分别为126.6、148.1、104.6 t·hm~(-2);采用0.45植物含碳率计算生物量碳库,则整个生态系统碳库分别为232.4、252.1、222.5 t·hm-2。(2)3种次生林总生物量的组成中,乔木层生物量比例最大,介于87%~93%,接下来为枯死木生物量比例,灌木层、草本层、凋落物层和细根(≤2 mm)的生物量比例大多在1%~2%之间。(3)3种林型乔木层生物量胸径级分布存在差异,其中,鹿角锥+木荷林和罗浮栲+木荷+黎蒴林近似正态分布,最大比例胸径级为15~20 cm,分别占总生物量的30%和36%。华润楠+小红栲+黄杞林则表现为随胸径级增加比例增大的趋势,其最大比例胸径级为35 cm以上,占总生物量的37%。(4)3种林型乔木层生物量不同组分比例大小顺序一致,即树干树根树枝树叶,且同一组分在不同林型所占比例相差较小,树干、树枝、树叶和树根比例分别约为46%、19%、3%和32%。(5)参照南亚热带顶极演替阶段季风常绿阔叶林,该研究的3种次生林碳汇潜力主要在植被固碳上,而土壤固碳潜力有限。该研究全面地计量了我国南亚热带地区3种不同群落组成的常绿阔叶次生林碳库现状,这对评估该地区较大面积的仍受干扰的次生林、低效改造林和新造乡土树种混交林等低效森林未来几十年的固碳潜力具有重要参考价值。     

杉木（Cunninghamia lanceolate）人工林生长状况与根系生物量相关性研究

为明确杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林生长状况与根系生物量的关系,进一步认知植物对环境的适应,为人工林管理提供科学依据,以福建沙县12—14年生杉木人工林为对象,选择林分生物量差异显著的3种林分(分别为高生物量CH、中生物量CM和低生物量CL),采用根钻法对根系和土壤进行取样,测定0—10、10—20、20—40 cm土层土壤C含量、土壤N含量、土壤C:N,杉木不同组分根系[吸收根(1—2级)、运输细根(3—5级)、粗根(5级以上)以及灌草根]生物量密度,并分析了不同组分根系生物量与杉木人工林林分生物量的关系。结果表明,(1)土壤C、N含量在各土层均表现为C_HC_L(P0.05)。土壤C:N在0—10 cm和10—20 cm土层无显著差异,但在20—40 cm土层表现为C_LC_MC_H(P0.05);(2)杉木根系主要分布在浅层土壤,各林分0—20 cm土层杉木吸收根,运输细根和粗根分别占0—40 cm土层的84.2%—85.9%、84.6%—85.2%和78.6%—80.0%。尽管吸收根生物量密度仅占总根生物量密度的5.0%—8.7%,但在不同林分间差异显著,在0—10 cm和10—20 cm土层表现为CHCL(P0.05)。灌草根生物量密度较低,各林分和土层间均无显著差异;(3)不同林分0—40 cm土层吸收根生物量差异显著,且与林分生物量呈正相关关系(P0.05)。该研究结果表明土壤C、N含量的差异可能是造成根系生物量和林分生物量存在差异的主要原因,土壤C、N含量高的林分,杉木吸收根生物量和林分生物量均较高。在不同组分的根系中,杉木吸收根对外界环境变化最为敏感,养分条件好的林分和土层,吸收根的生物量也更高。     

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。     

四川瓦屋山原生和次生常绿阔叶林的群落学特征

利用野外调查资料，比较分析了瓦屋山中山段（halt 1500-1900m)自然恢复的次生和原生常绿阔叶林的群落外貌，群落主要乔木物种组成，高度和径阶结构等特征。结果表明：（1）恢复42a的次生常绿阔叶林已基本形成中亚热带湿性绿阔叶的生活型外貌和以中小型单叶为主，草质叶明显的特征，但与原生的中亚热带湿性常绿阔叶林相比，落叶的中小矮高位芽植物明显较多，地面芽和地下芽植物偏少；（2）次生常绿阔叶林乔木层树种有67种，而原生林仅57种，次生和原生常绿阔叶林乔木层主要优势物种组成相似，但次生林优势种更明显，并存在较多的处于伴生状态（局部地段还居于优势地位）的落叶乔木种类；（3）次生林较相同面积上的原生林乔木层的平均胸径DBH＜2.9cm。次生林具有小径阶个体多，大径阶个体少的明显特点，但两类森林乔木大小结构分布与其它地区的异龄林基本一致，均遵从指数分布关系；（4）次生林6400m^2内h≥3m的乔木有1199株。垂直高度h分化不明显，hmax=22.8m,hav仅9.7m，而原生林6400m^2内h≥3m的乔木有1045株，平均高度12.8m。次生林缺失Ⅶ高度级（＞25m)，而Ⅵ高度级仅8株（原生林有55株），低高度级（Ⅱ-Ⅳ级）株数的比例大，占总株数的87．12％。说明次生林乔木拥挤度大，乔木层个体正竞争强烈，群落处于不稳定的发展阶段，其进一步发展必将发生乔木自疏和它疏过程；（5）次生与原生林群落学特征比较表明，严重破坏后42a来通过封山育林自然恢复的次生林已经恢复常绿阔叶林的群落外貌，已经具有了原生常绿阔叶林群落结构特征，到达了常绿阔叶林阶段，自然恢复是迅速而成功的。研究发现，自然恢复是生态恢复重建的可行性途径之一，而群落外貌（生活型、叶型谱）、主要树种组成，群落结构很好地说明了常绿阔叶林破坏后的恢复状况是良好的，因些这些指标可以作为森林恢复评价的可选指标。图2表4参35     

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)     

帽峰山森林土壤碳氮随雨季月及土壤深度的时空变化特征

采用森林生态系统定位观测及对比试验方法,对广州帽峰山常绿阔叶林和杉木人工林（16年）土壤（0~90 cm）有机碳、无机碳、总氮及有机氮的雨季月（5—10月）含量动态、垂直梯度变化特征及土壤湿度影响进行了对比观测研究。结果表明：常绿阔叶林及杉木林土壤有机碳、无机碳雨季月的剖面权均含量变化趋势均为倒S型,常绿阔叶林土壤有机碳剖面权均质量分数较相应杉木林大0.14%、土壤无机碳则小0.12%。常绿阔叶林土壤表层0~10、10~30 cm有机碳雨季月含量变差较杉木林分别高出1.83%、0.61%,土壤30~90 cm雨季月含量变差相对较小;常绿阔叶林土壤70~90 cm无机碳含量在5—8月份较高、杉木林则以土壤30~50 cm在5、6及10月含量较高;常绿阔叶林群落土壤0~20 cm的总氮雨季月含量均大于相应杉木林,植被吸收作用影响使土壤20 cm以下层的雨季各月总氮相对较低;常绿阔叶林土壤剖面雨季月无机氮含量随土层深度递减变化显著,即表层0~30 cm受矿化作用影响较大、深层30~90 cm则受植被吸收作用影响较大;而杉木林土壤剖面层无机氮含量则随雨季的月变化显著,5—7月份含量相对较小、8—10月份含量相对较大。常绿阔叶林土壤有机碳、总氮含量随土壤深度的增加均呈幂函数规律的递减,而杉木人工林土壤有机碳随土壤深度的增加呈对数函数规律的递减、土壤总氮含量则随土壤深度的增加呈二次函数规律的递减。在0~10 cm处,土壤有机碳和有机氮含量与土壤湿度呈负相关。     

闽西北地区不同龄组常绿阔叶混交林生态系统碳储量结构特征

选取福建西北部地区多群落类型组成的常绿阔叶混交林为研究对象,通过典型样地调查法,对生态系统各个层次进行取样调查,采用“相对生长法”计算乔木层生物量,灌木层、草本层和凋落物层采用全部收获法测得其生物量,对土壤层的调查采用剖面法加土钻法,代表性样品碳含量的测定采用重铬酸钾-外加热容量法。在此基础上,分析了该地区不同林龄常绿阔叶林生态系统碳储量及其格局特征,结果表明,（1）闽西北地区常绿阔叶林生态系统平均碳储量为260.63 t·hm-2。在每个发育阶段,各层片对整个生态系统碳储量的贡献率相对稳定,空间分布格局特征相似。幼龄林、中龄林、近熟林、成过熟林生态系统的碳储量分别为192.14、221.15、317.11和312.12 t·hm-2,基本表现出随林龄增加而逐渐增大的趋势。（2）乔木层、灌木层、草本层、凋落物层的平均碳质量分数分别为48.5%、46.9%、41.2%、44.0%,每个层片中,各器官的碳含量差异不大,乔木层、灌木层及草本层的碳质量分数表现出随层片高度降低而减小的趋势。土壤碳质量分数由表层到底层逐渐减小。0～10、10～20 cm土层碳质量分数均显著大于其余三个土层。（3）生物量碳储量在每个层片随着龄组不同,表现出不同的变化趋势。乔木层碳储量大小排序为近熟林﹥成过熟林﹥中龄林﹥幼龄林,灌木层与草本层在不同发育阶段的碳储量,均表现出以下规律：从幼龄林到中龄林不断增长,在中龄林达到最大值后,又随发育的进行显现出不断下降的趋势。随着地表凋落物现存量的不断增加,其碳储量也表现出幼龄林﹥中龄林﹥近熟林﹥成过熟林的趋势。土壤的平均碳储量为134.986 t·hm-2,随着林分发育,表现为成过熟林﹥近熟林﹥中龄林﹥幼龄林。     

四川省老君山常绿阔叶林乔木碳储量及其分布特征

森林生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分,在全球碳循环中发挥着重要作用。以四川省老君山典型亚热带常绿阔叶林为研究对象,通过外业样地调查与室内实验分析相结合的方法,利用2012年和2015年的植被调查数据,对其乔木层生物量和碳储量进行了计量,分析了乔木层碳储量的空间分配格局,并对不同样地年固碳能力与碳汇潜力进行了探讨。结果表明:老君山亚热带常绿阔叶林在1 500 m处普查样地和1 700 m复查样地的森林乔木层碳储量(以C计)分别为142.95和139.67 t·hm~(-2),乔木年平均固碳增量分别为7.45和7.11 t·hm~(-2),年平均增长率分别为5.83%和5.68%。其中,普查样地的乔木层碳储量、年平均固碳增量、平均年增长率均大于复查样地,显示了老君山亚热带常绿阔叶林具有较强的固碳能力,而且海拔1 500 m处的乔木层在碳蓄积方面占主导优势。另外,海拔1 500 m处常绿阔叶林乔木层碳储量主要存储在树高h≥10m(比例50.54%)和径级10 cm≤d20 cm(比例40.08%)的乔木中,1 700 m处的常绿阔叶林乔木碳储量主要存储在树高5m≤h10 m(比例56.88%)和径级10 cm≤d20 cm(比例48.82%)的乔木中。尤其是老君山常绿阔叶林目前中龄林所占的比重较大,具有较大的碳汇潜力。研究结果可为该地区森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。     

安徽查湾自然保护区常绿阔叶林不同林分土壤微生物群落代谢特征

为探讨亚热带常绿阔叶林不同林分土壤微生物群落特征,在安徽祁门县查湾自然保护区亚热带常绿阔叶林内,分别选择以甜槠(Castanopsis eyrei(Champ.)Tutch.)为单一优势种的林分P1,以青冈栎(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)、甜槠和马尾松(Pinus massoniana Lamb.)为优势种的林分P2,各设置3个重复样地,采用Biolog方法探讨了土壤微生物群落功能多样性与林分结构的关系。结果表明,林分P2土壤养分(铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳氮)均高于林分P1,但没有显著差异(P0.05);两种林分0~10 cm土层的土壤养分含量明显高于10~20 cm土层。培养48 h后,林分P2的0~10 cm与10~20 cm土层AWCD均大于P1,并且0~10 cm土层差异较大,但不同土层AWCD在两种林分之间均未达到显著差异(P0.05)。林分P2 0~10 cm土层AWCD、Shannon指数(H')、Simpson指数(D)、Mclntosh指数(U)和丰富度指数(S)均高于林分P1,林分P2的H'与D显著高于林分P1(P=0.03,P=0.02),但10~20 cm土层所有功能参数在P1与P2之间没有显著差异(P0.05)。0~10 cm土层,林分P1土壤微生物对醇类和糖类利用率较高,林分P2对糖类和酯类利用率较高。10~20 cm土层,林分P1对醇类利用率较高,林分P2对胺类和醇类利用率较高。冗余分析(RDA)显示,铵氮、林分胸高断面积、林分丰富度指数、土壤含水率、溶解性有机碳(DOC)及溶解性氮(DN)对微生物碳源利用影响较大。其中,铵氮、林分丰富度指数、含水率、DN几乎与所有碳源代谢呈正相关。林分结构因子除林分丰富度指数外均与所有碳源代谢呈负相关;蒙特卡罗置换实验显示林分胸高断面积与土壤微生物群落代谢呈显著负相关(r2=0.42,P=0.02)。以上结果说明亚热带北部常绿阔叶林土壤微生物群落代谢特征受林分结构的制约。     

滨海沙地木麻黄人工林细根生物量及其动态研究

2005年1月到11月对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根的生物量及其动态特征进行了研究.结果表明,24a生木麻黄林细根生物量分别占其地下部分生物量和林分总生物量的53.1%和3.8%;活细根的生物量随林龄的增大而逐渐增加,至30a林龄时达到最大值12.373thm-2,而后逐渐下降,死细根的生物量则呈现一直增大的趋势,木麻黄人工林细根的生物量与林分地上部分的生长具有显著的相关关系;细根生物量具有明显的季节动态,各林龄无论活细根还是死细根都表现为双峰型,3a生和18a生的活细根出现在1月和7月,而12a生出现在3月和7月,对于死细根,12a生和18a生的两个峰值出现在3月和7月,5a生则出现在7月和11月.各林龄木麻黄防护林活、死细根密度垂直分布呈单峰型,最大值出现在表层的0~10cm土层中,后随土层厚度增加逐渐减少,其中5a林龄细根生物量随土层深度增加而减少表现最为明显.在0~10cm土层中的活、死细根生物量分别占全部活细根生物量的51.9%和死细根生物量的53.3%,活细根生物量的84.6%和死细根生物量的82.8%分布在0~30cm的土层中.以后随着林龄的增加,表层土壤中细根生物量的比重降低而深层的比重增加.图3表2参31     

亚高山30a人工针叶林物种多样性的定量分析

探讨了川西地区不同海拔梯度上,30a亚高山人工针叶林乔,灌,草各层物种多样性的变化规律,并运用逐步多元回归分析方法,分析了不同立地条件下土壤因子与针叶林群落乔,灌,草各层物种多样性指数之间的关系,结果显示：30a人工针叶林灌木层和草本层多样性指数明显高于乔木层;随着海拔的升高,灌木层和草木层物种的多样性指数逐渐降低,在halt2700m处多样性最丰富,乔木物种多样性则呈现为“低→高→低”的变化趋势,符合“中间高度膨胀（mid-altitude bulge)模式,土壤因子对30a人工恢复针叶林多样性的影响主要是体现在灌木层和草本层的变化,而对乔木层物种多样性的影响不明显,土层厚度,土壤容重,石砾含量,枯枝落叶的贮量,CaO含量以及有机质的C／N比值等土壤因子与灌木层和草本层物种多样性之间存在线性相关关系,分层建立了物种数,Simpson指数,ShannonWiener指数,Menhinick指数以及Brillouin指数与相关土壤因子的回归模型。     

滇中亚高山典型森林生态系统碳储量及其分配特征

同一区域不同植被类型的生长习性、土壤类型、林分立地状况等的差异,可能导致生态系统碳储量的变化。采用标准地调查和生物量实测相结合的方法,对云南省新平县磨盘山国家森林公园5种典型森林类型——华山松(Pinusarmandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、高山栎(Quercus aquifolioides)林和常绿阔叶林各器官(叶、枝、干、皮和根)碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了比较研究,探讨该区域典型森林生态系统碳储量及其分配格局,揭示滇中亚地区各林分植被层的碳源-汇变化和土壤各层碳动态规律。结果表明,(1)5种林分类型各器官碳含量在45.60%～57.60%之间波动,乔木层、灌木层、草本层和凋落物生物量分别占植被层的56.46%～92.28%、1.12%～13.15%、0.003%～2.19%和6.21%～30.26%。各林分类型植被层碳储量大小表现为:华山松常绿阔叶林云南松滇油杉高山栎。(2)5种林分的土壤碳储量随着土层深度的增加而显著降低,主要集中在0～30 cm表土层,占总碳储量的52.6%～79.8%;0～60 cm土壤碳储量大小顺序表现为:滇油杉常绿阔叶林华山松高山栎云南松。(3)5种林分的生态系统碳储量表现为:常绿阔叶林华山松滇油杉云南松高山栎,其中乔木层和土壤层之和占总碳储量的95.1%～99.2%,林下植被层占比较低。华山松、滇油杉和常绿阔叶林生态系统具有较高的碳储量,云南松林和高山栎林植被碳储潜力较大,应通过制定出切实可行的森林管理措施,提高林分质量、增加林分碳密度,发挥其更大碳汇功能。     

几种不同更新的森林群落碳储量结构特征分析

森林更新是维持和扩大森林资源的主要途径,也是森林结构调整、森林可持续经营和构建多功能高效的森林生态系统的过程。在安徽南部的岭南林场,选择了马尾松（Pinus massoniana Lamb）人工林（MP）、杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林（CF）、阔叶混交天然次生林（MB）和针阔混交人工次生林（MN）等4种具有典型代表性的森林群落类型,研究了不同更新方式形成的森林群落的碳储量结构特征。结果表明：（1）针阔混交次生林树干生物量密度最大,为（67.32±56.57）mg.hm-2,杉木人工林生物量密度最小,为（43.79±9.13）mg.hm-2,而马尾松树干生物量所占比例最大,为（64.04±1.49）%。阔叶混交次生林碳储量最高,为（126.47±90.75）mg.hm-2;（2）4种群落类型中,阔叶混交林与马尾松群落碳密度最大,分别为95.67和98.21mg.hm-2,杉木群落碳密度最小,为55.41 mg.hm-2。阔叶混交林中的灌木层生物量碳密度最大,为（17.438±24.627）mg hm-2,马尾松林的草本层和枯落层生物量碳密度最高,分别为（1.326±0.431）、（5.517±2.846）mg.hm-2;（3）阔叶混交林群落的地下碳储量最高,为（10.5±9.8）mg.hm-2,群落地下碳储量从大到小的顺序是阔叶混交林〉针阔混交林〉杉木林〉马尾松林。相应的群落地上碳储量从大到小的顺序是阔叶混交林〉针阔混交林〉马尾松林〉杉木林。杉木林根茎比（R/S）最大,为0.21±0.01,杉木林群落中的灌木层根茎比（R/S）最大,为1.61±0.11;（4）在阔叶混交林中,株数密度与乔木层、草本层的碳比例正相关。在杉木林群落中,平均胸径、株数密度与乔木层碳所占比例成负相关。除杉木林群落外,灌木层碳含量之比与胸径及密度等调查因子都呈负相关。     

增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

土壤微生物是森林生态系统中重要的分解者,参与生物圈的物质循环和能量流动,对温度变化响应较为敏感。以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,基于野外增温实验平台,采集0-10 cm和10-20 cm土层的土壤样品,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法并结合土壤理化性质的监测,探究气温上升对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)增温处理使0-10 cm和10-20 cm土层月均温分别显著上升1.24℃和1.17℃,土层湿度变化不显著;(2)增温显著增加了土壤硝氮含量,但对其他理化性质作用不明显;(3)增温组土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(C/N)以及微生物总磷脂脂肪酸含量与对照组差异不显著;(4)增温显著改变了土壤微生物群落结构,使细菌相对丰度、细菌真菌之比(B/F)以及革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌之比(G~+/G~-)显著增加,降低了真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度;(5)进一步分析表明,土壤硝态氮和有机碳是影响土壤微生物群落结构变异的主要因子,两者共同解释了微生物群落结构60.5%的变异度。以上研究结果表明,尽管增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物生物量作用不明显,但可通过对土壤硝氮和土壤有机碳含量的影响引起土壤微生物群落结构及其相对丰度的改变,微生物群落结构和相对丰度的变化又将通过影响微生物对土壤碳氮的同化作用,最终影响土壤的碳氮过程。     

太岳山油松天然林不同土层的碳氮转化速率

采用气压过程分离(Barometric process separation,BaPS)技术,研究油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然林土壤含水量、土壤温度和细根生物量对土壤总硝化速率、反硝化速率和呼吸速率的影响及其在0～52cm土层的变化.结果表明:油松天然林内土壤总硝化速率和呼吸速率随土层深度增加呈递减趋势,反硝化速率在各层间的波动较大;土壤总硝化速率和呼吸速率与土壤含水量、土壤温度及细根生物量均显著正相关(P0.05);土壤反硝化速率和土壤含水量、土壤温度以及细根生物量相关不显著.图4表2参28     

根系隔离和氮添加对湿性常绿阔叶林土壤碳氮组分的影响

持续增加的氮(N)沉降改变了森林生态系统土壤的养分状况和光合产物的分配,从而影响了根系分泌物质和量以及根凋落物分解过程.为揭示根系在土壤碳(C)、N组分响应N沉降增加中的作用,于2013年4月起在瓦屋山湿性常绿阔叶林中开展N添加试验,N添加1年后利用壕沟法在各样地设置根系隔离子样方.N添加和根系隔离分别处理3.5年和2.5年后,取土样分析各处理腐殖土壤层(A层)和矿质土壤表层(B层)的C、N组分.结果表明:根系隔离显著降低了A层土壤的总有机C和总N含量(P0.05);N添加显著提高了A、B土壤层硝态N含量而降低了土壤pH值,且土壤pH值与土壤硝态N之间呈极显著的负相关关系(P0.05);N添加与根系隔离交互效应不显著.本研究表明根系对湿性常绿阔叶林土壤C、N储存有重要影响,而N沉降可提高土壤N可利用性并导致土壤酸化.     

城市化对南亚热带常绿阔叶林土壤生物群落结构的影响

以广州市城郊梯度上存留的南亚热带常绿阔叶林为对象,量化分析城市化对南亚热带常绿阔叶林土壤微生物和土壤动物群落结构的影响,运用生态?(Eco-exergy)理论方法,量化揭示土壤生物群落生物热力学结构对城市化的综合响应规律。结果显示,城市化对南亚热带常绿阔叶林土壤动物和微生物群落结构影响的方向、速率和机制各不相同,可能的影响主要有土壤含水率、铵态氮、有机质、硝态氮以及草本层生物量等。城市化会降低南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落生物量和生态?,并加剧干、湿季差异;而适度的城市化干扰可增加南亚热带常绿阔叶林土壤动物类群数和生态?,并减少干、湿季的差异。综合而言,广州近郊和城区残留的南亚热带常绿阔叶林土壤生物群落生态?与结构?值均高于远郊区的水平(2.39~2.99倍);南亚热带常绿阔叶土壤生物群落生态?主要由大型土壤动物贡献(64.41%),而中小型土壤动物则是结构?的主要贡献者(50.00%);不考虑生命周期,土壤微生物对于土壤生物群落生态?与结构?值的做贡献较小。生态?理论方法可以综合度量土壤生物群落的自组织程度,但在具体计量中受到权重因子的有限性制约。     

近自然经营对杉木人工林地被物和土壤碳氮积累的影响

研究针叶纯林改造为异龄针阔混交林对生态系统碳氮积累的影响,对于森林可持续经营有重要意义。为探明近自然经营对林下地被物和土壤碳氮分配格局的影响,以中国林科院热带林业实验中心的杉木(Cunninghamia lanceolate)与红锥(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia hedyosperma)异龄混交林(CCM)、杉木与格木(Quercus griffithii)和大叶栎(Erythrophleum fordii)异龄混交林(CQE)以及未改造杉木纯林(MC)为研究对象,分析不同林分的林下地被物和土壤碳氮含量、储量及其分配格局。结果表明,(1)近自然经营使地被物生物量和碳氮储量分配发生改变,灌草生物量和碳氮储量分配减少,凋落物生物量和碳氮储量分配增加。(2)林分转变后林下植被的根冠比变化,导致灌草地下部位碳储量分配增加。(3)试验林分地被物总碳储量间差异不显著,CQE地被物总氮储量约为MC的50%,凋落物碳储量呈现CCMCQEMC,凋落物氮储量为CCM大于其他林分(P0.05)。(4)各林分土壤总碳储量及表层(0—20 cm)土壤氮储量间差异不显著;表层土壤C:N比值呈现CCMCQEMC,CCM表层和次层(20—40 cm)土壤碳储量高于MC,土壤总氮储量表现为CCM低于其他林分(P0.05)。采用固氮树种(格木)改造林分有利于维持土壤氮积累功能。(5)试验林分凋落物层碳氮储量和表层土壤碳储量正相关。综上,近自然经营导致林分结构改变,增加凋落物输入和提升表层土壤C:N比值,对于促进林地表层土壤碳积累有重要作用。     

闽西北地区不同林龄常绿阔叶混交林物种多样性比较

基于野外样方数据,按照林龄与垂直分布层次,分别采用Margalef丰富度指数（Dm）、Pielou均匀度指数（J）与生态优势度指数（C）计算式,对闽西北地区主要优势种为米槠（Castanopsis carlesii）、栲树(Castanopsis fargesii)、甜槠（Cadtanopsis eyrei）、青冈（Quercus glauca）等壳斗科植物为主的天然常绿阔叶混交林群落的物种多样性进行了调查与对比分析。结果表明：（1）不同龄组常绿阔叶混交林乔木层的物种多样性存在显著差异（P<0.05）,以中龄林最为丰富,近熟林与成熟林次之,幼龄林最低,各龄组间的物种分布的均匀度与优势度差异不明显（P﹥0.05）,近熟林J值最大,幼龄林C值最大;（2）不同龄组常绿阔叶混交林灌木层间的Dm、J、C值差异显著（P<0.05）,以中龄林与成熟林内物种较为丰富,近熟林次之,幼龄林最低,物种分布以幼龄林内最为不均;（3）不同龄组常绿阔叶混交林草本层间的Dm、J、C差异显著（P<0.05）,物种多样性以成熟林内最为丰富,幼龄林次之,近熟林内最低,成熟林与幼龄林内草本层物种分布较均匀,中龄林与近熟林内则分布较集中,其物种优势度较高;（4）不同龄组常绿阔叶混交林乔、灌、草层间的物种多样性不同。在幼龄林中,Dm值大小顺序为：乔木层>草本层>灌木层,J值为草本层>乔木层>灌木层。中龄林、近熟林、成熟林的Dm值大小顺序均为：乔木层>灌木层>草本层,J值为灌木层>乔木层>草本层。研究结果可为了解闽西北地区不同龄组常绿阔叶混交林群落结构的物种组成与动态变化特征,探讨常绿阔叶混交林近自然经营及其残次林改造技术,制定其生物多样性的生态保护决策等提供理论依据。     

西北旱地苹果细根分布及水力特征对长期覆膜的响应

为探明陇东旱塬雨养农业区长期覆膜保墒措施对苹果细根形态、构型、解剖性状、土壤物理结构的影响,以18 a(长富2号/山定子)为试材,采用土壤剖面法系统调查清耕(CK)、覆膜2 a(2Y)、覆膜4 a(4Y)、覆膜6 a(6Y)根系空间分布,并对细根生物量、根长、表面积、分支数、导管直径、导管数量等进行测定,对根系水力特征指标进行计算,同时对表层土壤(0—20 cm)、亚表层土壤(20—40 cm)的含水量、容重、孔隙度、土壤质地、压实密度等进行测定、分析,探索不同覆膜年限细根生长分布、解剖结构、水力输导能力的空间异质性;并采用主成分分析,提取覆膜影响细根水力特征的主要因子,探索应对根际土壤物理退化的苹果细根生长适应策略调整。结果表明,(1)覆膜促进黏粒、物理性黏粒在亚表层土壤中的沉积,分别为表层土壤的102.29%、101.64%、102.72%,115.64%、115.58%、114.21%,导致容重、压实密度升高,有效孔隙(毛管孔隙、通气度)降低,亚表层土壤呈现不良结构。(2)覆膜处理以促进分支的方式提高表层土壤(0—20 cm)细根生物量积累、吸收功能表达,抑制亚表层土壤(20—40cm)细根分布,并降低根系活力。随着覆膜年限的增长,根系削弱系数下降,表现为根系集中分布层逐渐上升,以6Y处理最为显著(P0.05),50%根系集中分布于20.47 cm土层范围内。(3)短期覆膜(2Y)细根解剖结构与土壤水分含量呈极显著相关,形成较小直径、发达疏导组织的细根,采取增大导管管径、提升导水效率的快速吸水、输水、粗放式用水策略,并有效拓展细根分布范围,提高资源利用率。(4)随覆膜年限增加,细根解剖结构与土壤含水量无显著相关,与土壤物理特性的相关性增大。6Y亚表层土壤呈"隐性"退化,细根优先调节抗逆能力、输水安全性与有效性,而后改变轴向输水能力,以调节水力特征表达。形成导管内径、管壁厚度较大的细根,采取增大输水安全性的保守型用水策略。促进表层土壤根系生长,降低导管内径、管壁厚度,较大根长与旺盛分支形成"密集型"根系网络。