净月潭国家森林公园凋落物层土壤动物群落多样性

为了解中温带地区城市森林凋落物层土壤动物群落结构及大面积针叶人工林对凋落物层土壤动物群落多样性的影响,对长春净月潭国家森林公园凋落物层土壤动物进行调查,共采获土壤动物8 630头,隶属于3门6纲18个类群,其中弹尾目、蜱螨目、膜翅目、鞘翅目、鳞翅目幼虫、蜘蛛目、双翅目幼虫和石蜈蚣目是该地区森林生态系统凋落物层土壤动物的主要类群,其个体数占土壤动物个体总数的97.91%。天然次生林与针叶人工林间凋落物土壤动物的类群数、密度、多样性指数、均匀度指数、Simpson优势度指数和密度-类群指数均无显著差异(P>0.05),而2种林分间伪蝎目、石蜈蚣目、缨翅目和鳞翅目幼虫的密度及蜱螨目和弹尾目个体数之比差异明显。2种林分Jaccard相似性系数为0.67。     

土壤温度和湿度对鲁东南杨树人工林土壤呼吸的协同影响

利用GXH．3051红外C02气体分析仪结合自制密闭箱对鲁东南中龄杨树人工林（MAP）和成熟杨树人工林（MP）土壤呼吸、自养呼吸和异氧呼吸进行了为期2a的定位研究,分析土壤温度和湿度与土壤呼吸的关系及动态变化,探讨土壤温度和湿度对土壤呼吸的协同影响。结果表明,（1）MAP和MP土壤呼吸具明显的季节特征,均呈单峰变化,7月达到高峰,分别为4．43和3．55μm01·m-2．s-1,1月处于低谷,分别为0．72和0．54tmaol·m-2．S-1。（2）土壤温度与土壤呼吸的关系可用指数模型R=ae加’进行拟合,土壤湿度与土壤呼吸的关系可用线性模型R=aW＋b进行拟合。（3）土壤温度和湿度与土壤呼吸的综合关系可用非线性模型R=aebrWc较好地拟合,共同解释了MAP和MP不同年份土壤呼吸、自养呼吸和异氧呼吸的83．3％－85．1％、71％－79．2％、58．6％－76．5％和82．4％－88．3％、68．9％－78．2％、50．2％－78．2％,双因素模型明显优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素模型,表明鲁东南杨树人工林土壤呼吸主要受土壤温度和土壤湿度的协同影响。     

闽南山区连续年龄序列桉树人工林土壤养分动态

对闽南山区连续年龄序列(2 a、3 a、4 a、5 a、6 a)的尾巨桉(Eucalyptus urophyllaxE.grandis)人工林土壤有机碳及氮、磷、钾含量进行了分析,以评价土壤养分随林分年龄的变化动态.土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷均表现出随林分年龄增加而增加,到4 a生时达到最大,随后则呈下降趋势,6 a生时下降到最低值.速效钾含量则随林分年龄增加逐步下降,6 a生林分0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm这3个土层速效钾含量分别比2 a生下降了53.2%、44.4%和55.2%;土壤全钾含量也表现出一定的下降趋势.所有年龄林分的土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾含量均随土层深度增加而降低,而土壤伞钾则表现出相反的趋势.因此,在桉树人工林经营过程中,应定期增施钾肥,适时施用有机肥及氮、磷肥,以控制地力衰退.图4表2参24     

三峡库区桉树人工林封育后的群落特征和演替趋势

为了解封育后桉树人工林的群落特征和演替趋势,以三峡库区中游地段世坪林场封育11年后的桉树人工林为研究对象,通过群落调查(样方法),分析了区系组成、群落外貌、垂直结构和主要种群年龄结构。结果显示,在4800m²样地中共记录维管植物(不含桉树)46科76属88种,科属分布型都以热带分布为主,但温带分布也占有一定比例;群落主要由具中小型革质全缘单叶的高位芽植物构成,但落叶树比例高于当地常绿阔叶林;群落层次分明,可分为乔木层、亚乔木层、灌木层、草本层;优势种巨桉(Eucalyptus grandis)更新不良,将会逐渐衰退,而杉木(Cunninghamia lanceolata)、丝栗栲(Castanopsis fargesii)和小红栲(C. carlesii)种群径级结构呈金字塔型,幼苗储备充足,为增长种群。通过分析桉树人工林的群落特征和主要种群年龄结构,认为封育后三峡库区桉树人工林处于向地带性常绿阔叶林演替过程中一个不稳定的过渡阶段,随着演替的进行,桉树的优势地位将逐渐为丝栗栲和小红栲等顶级树种所取代。     

三种类型森林林下植物多样性及生物量比较

对相同立地条件下海南天然次生林、桉树和马占相思林的林下植物多样性及生物量进行调查,通过比较,灌木植物的物种丰富度S、多样性Simpson指数、Shannon-wiener指数,Margalef指数、均匀度Pielou指数为:天然次生林＞桉树人工林＞马占相思人工林,方差分析前两者之间差异不显著,后两者之间差异极显著;而草本植物的变化趋势为:桉树人工林＞天然次生林＞马占相思人工林,方差分析结果前二者间除均匀度Pielou指数差异不显著外,其它多样性指数间差异极显著,后二者间差异不显著.灌木植物地上部分总生物量的变化趋势为:天然次生林＞桉树人工林＞马占相思人工林,草本植物的变化趋势为:桉树人工林＞马占相思人工林＞天然次生林.     

氮沉降对杉木人工林生长及林下植被碳库的影响

在12年生的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林中开展5年的模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为NO(对照)、N1、N2、N3,N沉降量依次为0、60、120、240 kg·hm-2·a-1,研究氮沉降增加对林木胸径、树高生长及林下植被碳库的影响.在氮沉降试验的前3年,N0、N1、N2、N3处理样地林木平均胸径年增长率分别为3.52%、3.77%、4.32%和4.55%,表明胸径增长随氮沉降水平的增加而增加.各处理样地平均树高年增长率依次为9.95%、10.02%、9.34%和7.99%,说明中-高氮处理(N2、N3)抑制了树高的生长;在氮沉降试验的后2年,各处理样地林木平均胸径年增长率分别为3.65%、4.52%、2.46%和3.55%,树高年增长率分别为7.19%、8.28%、6.41%和6.33%,表明低氮处理(N1)促进了林木的生长,而中-高氮处理在一定程度上抑制了林木生长.各处理样地的林下植被碳储量由大到小的顺序为NO、N1、:N2、N3,与对照相比,N1、N2、N3处理使林下植被碳储量分别降低了0.164.、0.373和0.482 t·hm-2,平均每年减少C 0.041、0.093和0.120 t·hm-2,相当于N1、N2和N3处理使林下植被每年吸存的二氧化碳量减少了0.151、0.342和0.441kg·hm-2.     

土壤温湿度对北京大兴杨树人工林土壤呼吸的影响

采用Li-cor-8150土壤呼吸测定系统,对北京大兴杨树人工林(欧美107,Populus×euramericana cv."74/76")土壤CO_2释放通量、土壤温度和水分进行了为期1年(2007)的定位连续观测,系统研究土壤温度(T_S)和土壤含水量(w)对土壤呼吸速率(R_s)的影响.结果表明:(1)土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,具有明显的白天高,夜间低的规律.非生长季土壤呼吸速率较低,自5月份土壤呼吸速率上升,8月份达到最大值.(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素,用指数模型解释全年过程中土壤温度对土壤呼吸速率变化的能力为69%.在低温段(<0℃)土壤呼吸速率随土壤温度升高而下降,而在土壤温度>0℃条件下土壤呼吸速率与土壤温度表现为正相关.土壤呼吸速率随土壤含水量上升表现出先升高后降低的趋势,三次方程模拟表明土壤水分的贡献率为33%,而当土壤含水量低于9.5%时,土壤水分的贡献率上升到51%.(3)土壤温、湿度共同作用于土壤呼吸,在不同含水量区间土壤呼吸对土壤温度的响应程度不同:在4%～10%土壤含水量范围内.土壤温度与土壤呼吸的指数模型的R~2达到0.86,而在土壤水分较高或较低时,其相关系数仅为0.6.土壤温度是影响土壤呼吸速率变化的主导因素,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤含水量的影响作用相对加强.土壤呼吸的温度敏感性受土壤温度区间和水分区间的综合影响,用指数模型模拟土壤温湿度对土壤呼吸的影响不能很好的模拟土壤湿度的作用,所以单一模型并不是描述土壤温湿度对土壤呼吸的共同影响的最优模型,而多种模型复合的数学模型有待进一步研究.     

改变碳输入对太岳山油松林土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤微生物作用于土壤环境的媒介,其活性对土壤环境的变化十分敏感,因此测定土壤酶活性对了解土壤微生物群落功能与环境因子的关系具有重要意义.为了解碳输入变化对土壤酶活性的影响,本文以山西太岳山油松(Pinus tabulaeformis)天然林和人工林为研究对象,自2009年7月开始进行对照(无人为干扰,CK)、去凋(去除凋落物,LR)、切根去凋(切断根系并去除凋落物,LRNR)3种处理,于2012年7、9月和2013年5月采集表层0-20 cm的土样,测定了多酚氧化酶(Polyphenol oxidase)、过氧化物酶(Peroxidase)、纤维素酶(Cellulase)、蔗糖酶(Invertase)、脲酶(Urease)和中性磷酸酶(Neutral phosphatase)的活性,另于2012年10月采集表层0-20 cm的土样测定土壤化学性质.结果显示:碳输入的改变对土壤酶活性影响显著,去凋处理和切根去凋处理均显著降低了土壤碳、氮含量(P0.05),并且显著抑制了土壤纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶等水解酶的活性(P0.05),但对多酚氧化酶和过氧化物酶等氧化酶的影响不显著(P0.05).切根去凋处理对水解酶的抑制作用大于去凋处理,并略微提高了土壤过氧化物酶活性.另外在天然林中蔗糖酶活性的下降比人工林更为显著,而人工林中纤维素酶活性的下降比天然林更显著.研究表明:油松天然林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌蔗糖酶,而油松人工林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌纤维素酶.土壤酶活性的变化说明,在山西油松林,碳输入的减少会降低参与有机质降解的土壤酶活性,而对参与腐殖质合成的土壤酶活性没有显著影响.图3表3参31     

人为干扰对江油地区马尾松人工林群落结构和物种多样性的影响

物种多样性是群落功能复杂性和稳定性的重要量度指标,人为干扰对森林群落的影响可以通过群落结构和物种多样性的变化而直接显现,不同干扰强度下的森林群落结构和物种多样性特征不同。采用典型样地法,对比研究两种人为干扰强度（干扰强和弱）对江油地区的马尾松（Pinus massoniana）人工林群落的物种组成、群落结构和物种多样性的影响,采用物种丰富度指数D值、Shannon-wienner指数H值、Simpson优势度指数H′值和均匀度指数Jsw值来综合衡量群落的物种多样性水平。结果表明,（1）在总面积3200 m2的8个样地中记录到124个物种,隶属于105属56科,干扰强的群落各层次物种数均低于干扰弱的群落。（2）不同强度人为干扰下马尾松人工林的群落结构不同,干扰弱的群落径级结构呈近正态分布,在径级Ⅵ（7 cm≤d〈9 cm）处出现数量的峰值26株,群落结构较稳定;干扰强的群落径级结构不呈正态分布,在径级Ⅶ（13 cm≤d〈15 cm）处出现峰值43株。干扰弱和干扰强的群落高度级结构与其径级结构具有相似性,干扰弱的群落的个体主要集中在低中高度级（3≤H〈17）;干扰强的群落的个体数在各高度级分布不均匀,主要分布在中高高度级（H≥13）;干扰强的群落的个体数在各径级和高度级分布相对不均匀,群落结构趋于不稳定。（3）人为干扰对马尾松人工林群落造成负面影响,随着人为干扰强度的增加,物种丰富度指数D值、Shannon-wiener多样性指数H值、均匀度多样性指数Jsw值降低,Simpson优势度指数H′值增大,物种多样性呈下降趋势。     

土壤酶活性对沙地樟子松人工林衰退的响应

采用时空互代法对辽宁省章古台地区10—60 a林龄的典型沙地樟子松人工林标准地土壤酶活性进行了测定,分析了土壤酶活性在时间(不同林龄)、空间(不同土层深度)的变化规律,及养分指标与土壤酶活性的关系,为分析樟子松人工林土壤退化问题及本研究区域土壤酶的后续研究提供参考.结果表明,该区域樟子松人工林土壤蔗糖酶和蛋白酶活性随林分年龄的增长而增高;土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性先增高后降低趋势,在30 a林龄时分别达到最高值;土壤脲酶活性随林分年龄的增长呈先降低,30 a后保持稳定的趋势.5种土壤酶活性均随土层的加深而降低,且表层土壤酶活性显著高于20 cm以下土层土壤酶活性.随林龄和土层的递增,土壤酶指数与理化指标的变化趋势相似,说明土壤理化性状对土壤酶活性高低起重要作用.相关性分析表明,各土壤酶活性与养分因子间呈极显著相关,可用其表征林地土壤肥力状况.综上所述,可以从改善林地土壤理化性状入手,减缓樟子松人工林的提前衰退,而评价该区域林地土壤综合质量可采用测取土壤酶活性的方法.