桉树人工林生态系统养分循环与平衡研究Ⅳ.桉树林间种山毛豆对生态系统养分循环的作用

桉树人工林间种山毛豆，增加了凋落物量和养分归还量，改善了营养元素的生物小循环。在一个轮伐期内山毛豆归还土壤养分的数量如下：氮528.37kg／hm^2，磷28.06kg／hm^2，钾66.20kg／hm^2，钙184.96kg／hm^2，镁57.21kg／hm^2；而同期刚果W5桉归还土壤养分的数量为：氮85.98kg／hm^2，磷3.94kg／hm^2，钾11.80kg/hm^2，钙36.98kg／hm^2，镁18.30kg／hm^2。由于间种山毛豆增加了生态系统的养分收入，减少了水土流失的养分支出，系统的各种养分出现了盈余的状况。     

新西兰的“绿色经济”

岛国新西兰首都惠灵顿有“风都”之称.这座城市常年有七、八级大风乃家常便饭.然而尽管狂风大作,人们在户外行走,却绝对没有风沙林面之感.外出一天,鞋面和衣领依然干干净净.实际上,走遍新西兰任何一座城镇,眼前都是一片绿色.新西兰的天空湛蓝、洁净如洗,水色碧绿,清澈见底,到处覆盖着草地和森林,全国犹如一个大花园.新西兰的革地和树木不仅仅是对环境的美化,实际上已成为国家的经济命脉.新西兰每年出口额约200亿新元,其中一半来自牧场和森林.从某种意义上说,新西兰的经济可以称得上是“绿色经济”.     

雅安市谢家山两种密度柳杉人工林群落结构和物种多样性研究

林分密度是影响林分生长、群落结构及生物多样性的重要因素之一,对近自然森林的经营改造、森林生态系统稳定性的维持及林业可持续发展具有重要意义。为研究林分密度对群落结构和物种多样性的影响,并探索维持人工林生态系统的稳定性和促进近自然林业改造的合理林分密度,采用典型样地法,以物种丰富度指数D值、Shannon-wienner指数H值、Simpson优势度指数H′值和均匀度指数Jsw值作为综合衡量群落物种多样性的指标,对比研究了雅安市谢家山两种林分密度(高密度和低密度)对柳杉(Cryptomeria fortunei)人工林群落结构和物种多样性的影响。结果表明:(1)共记录到植物109种,隶属57科95属。高密度群落物种组成为乔木11种,灌木27种,草本41种;低密度群落物种组成为乔木17种,灌木35种,草本35种;(2)从群落结构上看,在高密度下,物种多分布在中径级(胸径11.0~23.0cm)和高高度级(高度15.0~24.0 m);在低密度下,物种多分布在小、中径级(胸径5.0~23.0 cm)和小、中高度级(高度9.0~21.0 m);(3)两种密度下群落的各指数均表现为:草本层灌木层乔木层。物种丰富度指数D值在乔木层和灌木层表现为低密度高密度,在草本层表现为低密度高密度。从Simpson指数H′值、Shannon-Wiener指数H值和均匀度指数值Jsw值分析来看,乔木层这些指数均表现为低密度高密度,而灌木和草本层则与之相反;研究认为低密度(1 250~1 375/(株·hm-2))更利于谢家山地区柳杉人工林多样性的维持及柳杉树种的自然更新。     

北京西山侧柏人工林土壤呼吸组分及其影响因素

采用挖壕法,利用LI-8100土壤CO2通量自动观测系统,确定了北京西山侧柏人工林土壤呼吸中异养呼吸和根系自养呼吸的贡献率及其影响因子,分析了土壤呼吸的日、月际时间尺度的变异特征,并利用经验模型分析了土壤温度、土壤体积含水量对土壤呼吸的影响.结果表明:1土壤呼吸速率、异养呼吸速率的昼夜变化呈现单峰变化趋势,峰值出现在14:00—15:00;月际变化也呈单峰变化趋势,峰值出现在7—8月;观测期内土壤呼吸速率日均值变化范围在0.09~12.16μmol·m-2·s-1,异养呼吸速率日均值变化范围在0.02~10.86μmol·m-2·s-1,年均贡献率为69.59%;自养呼吸速率日均值为0.01~6.79μmol·m-2·s-1,年均贡献率为30.41%.2土壤温度的日、月际变化均呈单峰形曲线变化而土壤体积含水量变化规律不明显;整个观测期间土壤呼吸速率的温度敏感系数Q10为2.91,异养呼吸速率的Q10为3.52.3模型研究表明,相对于土壤温度、土壤体积含水量单因素模型,土壤温度与土壤体积含水量的复合模型对土壤呼吸速率变化解释能力为86.8%,对异养呼吸速率的解释能力为74.4%.该研究为森林生态系统碳收支估测及碳循环提供数据依据.     

桉树人工林地土壤养分和重金属现状分析与评价

为了评价大面积人工种植桉树对当地土壤养分变化和重金属富集效应的影响，本研究以普洱市3.75万hm²桉树人工林为研究对象，通过定位观测并将其与当地次生林、撂荒地进行比较，分析土壤养分变化情况、重金属污染等级以及两者之间的相关性。结果表明，桉树林表层土壤养分的含量均高于背景值，其中有效磷、水解性氮、全磷、全钾、有机质和速效钾极显著高于撂荒地（P<0.01），全氮略高但差异不显著；与次生林相比，桉树林土壤养分全氮和水解性氮显著低（P<0.05），全钾和全磷的含量显著高（P<0.05），有效磷的含量极显著高（P<0.01），有机质和速效钾略高但差异不显著。桉树林表层土壤样品重金属综合污染指数为1.08，低于撂荒地的1.14而高于次生林的0.67，说明桉树林土壤已处于轻微度污染等级，有可能会引起农作物污染，其中铅、锌、铜、镍、砷和铬等6种重金属含量处于安全水平，而镉的单因子污染指数值介于1~2之间，表明桉树林土壤属于轻度镉污染，但相关性分析结果表明，桉树林表层土壤养分的含量与重金属的含量无显著相关。     

森林工程的核心领域——人工林综合利用技术前景分析

简述了森林工程的核心领域--人工林木材综合利用概况,阐述了人工林综合利用技术和人工林综合利用技术与装备情况.     

基于组分区分的亚热带湿地松人工林土壤呼吸对氮添加的响应

氮沉降在很大程度上会对土壤呼吸产生扰动,进而影响到生态系统碳收支.以我国亚热带湿地松人工林为研究对象,通过定位模拟氮沉降控制试验,定量研究根系呼吸和微生物呼吸对氮添加的响应差异,并通过土壤环境的同步监测,初步探讨影响上述过程的生物地球化学与微生物学机理.结果表明:不同氮素添加水平下土壤呼吸速率及其组分总体上都呈现出单峰曲线特征,峰值出现在7月或8月,氮添加对土壤呼吸的季节模式没有明显影响.CK（0,对照）、LN〔60 kg/（hm2·a）,低氮〕和HN〔120 kg/（hm2·a）,高氮〕处理下土壤总呼吸速率的年均值分别为3.91、2.30和1.73 μmol/（m2·s）,各组根系呼吸速率年均值分别为1.41、0.87和0.66 μmol/（m2·s）,各组微生物呼吸速率年均值分别为2.50、1.44和1.07 μmol/（m2·s）.施氮后土壤总呼吸及其组分都受到明显抑制,并且随着施氮水平的提高,土壤总呼吸及其组分明显减小.与对照样地微生物呼吸占比65.2%相比,低氮和高氮处理下微生物呼吸占比显著降低,降幅分别为62.6%和62.1%,说明氮素添加对微生物呼吸的抑制作用大于根系呼吸.施氮后一年,氮素输入对土壤呼吸的抑制在消退.施氮对表层土壤w（TOC）（TOC为总有机碳）、w（NH₄+）、w（NO₃-）、w（DOC）（DOC为可溶性有机碳）、w（DON）（DON为可溶性有机氮）、w（MBC）（MBC为微生物生物量碳）和w（MBN）（MBN为微生物生物量氮）都没有显著影响.氮素添加主要是通过降低土壤pH、加速湿地松人工林土壤酸化,对影响土壤有机质转化的土壤脲酶和蔗糖酶活性产生显著抑制,从而影响到土壤微生物活性,导致土壤微生物呼吸降低,这可能是土壤呼吸对氮添加响应的关键机制.      

华蓥市山区侧柏人工林土壤特性及水源涵养能力对林分密度的响应

为研究林分密度对侧柏人工林土壤特性及水源涵养能力的影响,以华蓥市7种林分密度侧柏林为研究对象,通过固定样地调查及取样分析方法,测定土壤理化性质、枯落物持水量并计算林地贮水能力,并采用方差分析、相关分析等研究了其对林分密度的响应,探讨林分最适留存密度,以期为当地侧柏人工林的可持续经营提供依据。结果显示:侧柏人工林枯落物最大持水率随林分密度增加先变大再减小,有效拦蓄量对林分密度的响应差异显著,中等密度(3 975株/hm~2)侧柏林拦蓄能力最优;林分密度对土壤团聚体分形维数、平均质量直径、平均几何直径都有显著影响,随着林分密度的增加均表现为先增加后减小的趋势,土壤团聚体有机质对林分密度响应差异显著,含量最高的为4 250株/hm~2;林分密度对土壤最大持水量和毛管持水量的影响差异显著,但较浅层土壤在675～5 300株/hm~2密度下土壤持水能力随林分密度变大而增强;综合来看,林下枯落物层是该地区侧柏人工林水源涵养功能的主体,林地有效拦蓄量按林分密度排序为3 975株/hm~21 475株/hm~24 250株/hm~25 775株/hm~25 300株/hm~22 675株/hm~2675株/hm~2,中等林分密度的涵养水源功能最佳。     

南苏格兰森林生态系统水分循环的模拟

本文描述了一个根据起源于南苏格兰爱丁堡郊区沼泽地的人工林建立的数学模型。该模型把群落的整个水分过程抽象地看作有5个分室——乔木、草本、沟、沟坡与沟底组成的生态系统;借助于数学公式和计算机技术,对包括截流、表面流、土壤贮藏水与地下水等现象在内的水文过程以定量的形式进行了模拟;模型中输入降雨和蒸发量,输出径流量。文中以1986年系统的水文过程作为一个例子,并利用模拟值与真值对模拟效果进行了检验:以天为单位的模拟效率为93.5％,以2h为单位的模拟效率为85.1％。该模型揭示了森林水分循环的机理,仅利用降雨和蒸发量就能估计径流量。它将有助于了解起源于沼泽地人工林的水文效应。     

氮沉降与生物炭对土壤可溶性有机质的影响

利用盆栽实验，探讨氮沉降与生物炭（BC）施用对杉木幼苗土壤可溶性有机碳（DOC）含量和可溶性有机质（DOM）光谱学特征的短期影响.氮沉降处理为0（对照）、40（低氮）和80kgN/（hm²·a）（高氮），在不同氮沉降下BC施用水平分别为0（对照）、12（低量BC）和36t/hm²（高量BC）.结果表明：相比对照处理，单独低氮与单独高氮处理3个月后土壤pH值分别下降了0.06和0.09（P<0.05），但单独施用BC和氮沉降背景下施用BC处理的土壤pH值均呈上升趋势，增加了0.32~0.94（P<0.05）.与对照处理相比，单独低氮处理的土壤DOC含量显著降低，单独高氮处理的则显著升高且DOM结构趋于简单；单独施用BC和氮沉降背景下施用BC处理中，低量BC处理的土壤DOC含量无明显变化，但高量BC处理的显著提高了30.1%~95.6%，并且DOM结构趋于复杂.冗余分析发现，土壤pH值是导致不同处理DOM存在差异的关键因素.因此，氮沉降背景下施用高量BC短期内可以减缓土壤酸化，提高土壤DOC含量并使DOM更加稳定.