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.     

高山森林不同类型粗木质残体腐殖化特征

高山森林粗木质残体腐殖化是促进生态系统土壤发育和碳吸存的主要途径之一,并可能受到腐烂等级和木质残体类型的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,在2013年8月,以青藏高原东缘海拔3 600 m左右的高山森林中具有代表性的岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,根据区域内坡度和物种组成设置3个100 m×100 m的典型样地,在研究样地内随机选取5个腐烂等级的岷江冷杉粗木质残体,每个腐烂等级3株,4种粗木质残体,共计60株,调查和研究区域内不同腐烂等级倒木、枯立木、根桩和大枯枝等主要类型粗木质残体的腐殖化特征。结果表明:枯立木、大枯枝和倒木腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量随腐烂等级增加而增大,而根桩腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量随腐烂等级增加而减小,并且枯立木在各个分解阶段腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量均保持较高水平。同时,枯立木、大枯枝和倒木的腐殖化度随腐烂等级增加呈增大趋势,根桩腐殖化度却随着腐烂等级增加而减小,其腐殖化度分别为52.93%~85.88%、49.2%~73.68%、54.94%~67.21%和53.41%~68.68%。枯立木腐殖化度明显高于其他3种类型粗木质残体,且在腐殖化后期(腐烂Ⅳ级或Ⅴ级)腐殖化度最大。这对进一步认识高山森林生态系统植物-土壤互作过程具有重要意义。     

粗枝云杉不同径级根系分解过程中4种养分元素的释放特征

植物根系分解是养分元素进入土壤的重要途径之一.为了解径级对根系分解过程中养分元素释放的潜在影响,以川西亚高山针叶林中的粗枝云杉(Picea asperata)为对象,采用原位分解试验,研究云杉3个径级(0-2 mm,2-5 mm和5-10 mm)根系分解过程中钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)和镁(Mg)元素的浓度、残留...     

川西亚高山针叶林云杉和冷杉生长季和非生长季叶片碳氮磷化学计量特征

以川西亚高山针叶林主要优势树种粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究对象,通过比较叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)浓度及其化学计量比在生长季(8月)和非生长季(1月)的特征,分析其变化规律并对碳氮磷进行相关性分析.结果显示,云杉和冷杉叶片C、N、P浓度及其计量比均受到采样季节的显著影响,云杉和冷杉叶片C浓度均表现为生长季显著高于非生长季,生长季云杉N浓度显著低于非生长季,生长季云杉和冷杉P浓度均显著低于非生长季.C:N、C:P以及N:P均表现为生长季显著高于非生长季.生长季云杉和冷杉叶C:N:P质量比分别为407:13:1、447:14:1,非生长季C:N:P质量比分别为274:11:1、235:9:1.仅C浓度存在显著的树种间差异,表现为非生长季云杉叶片C浓度显著低于冷杉.两树种叶C、N、P浓度相关性分析结果表明云杉和冷杉叶片C浓度与N浓度、P浓度呈显著负相关,N浓度和P浓度呈显著正相关.本研究表明云杉和冷杉叶中C、N、P化学计量特征主要受生长季节影响,但若要全面了解川西亚高山针叶林C、N、P化学计量特征,还需长期研究并与林下土壤C、N、P化学计量比结合起来讨论分析.     

川西亚高山不同彩叶林土壤水稳性团聚体特征

彩叶林是川西亚高山地区重要的生态系统类型之一.以川西亚高山典型彩叶林为对象,研究彩叶林不同季节土壤有机层和矿质土壤层水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征.结果表明:(1)彩叶林土壤水稳性团聚体各粒径占比总体呈现随团聚体粒径减小而降低的变化趋势,以2 mm团聚体最高,0.053-0.25 mm团聚体最低,土壤有机层和矿质土壤层2 mm团聚体分别占21.1%-54.3%和17.2%-60.0%.(2)土壤团聚体总量中大团聚体(0.25 mm)百分比(R_(0.25))占60%以上,土壤有机层R_(0.25)、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)以糙皮桦-岷江冷杉林(BAF)最高;矿质土壤层R_(0.25)以BAF最高,MWD和GMD以白桦-云杉-川滇长尾槭林(BPA)最高;两个土层的土壤粒径分形维数(D)以BAF最低.(3)彩叶林类型变化显著影响土壤水稳性团聚体粒径组成、R_(0.25)、MWD、GMD和D,但采样时期、土层及其交互作用未显著影响土壤R_(0.25)、GMD和D.上述结果表明川西亚高山森林土壤水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征随彩叶林类型变化明显不同,BAF具有较好的土壤团粒结构和稳定性.(图3表3参34)     

川西亚高山冷杉和白桦细根生物量与碳储量特征

为了解川西亚高山地下生态过程和细根在森林碳(C)库中的作用,采用钻取土芯法,研究了川两亚高山岷江冷杉(Abies faxoniana)和白桦(Betula platyphylla)2006年一个生长季节内的细根生物量动态及其C储量特征.冷杉细根现存量显著大于白桦,二者分别为(6.5790±0.220)thm-2和(3.334±0.182)t hm-2.细根生物最具有明显的月变化规律,以10月最高,6月最低.同时,每次细根大量发牛后,都随之产生大量细根死亡.细根生物量和C储量均随着土壤深度的增加而减少.冷杉83.24%的细根分布于土壤表层0～10 cm范嗣内,11～20 cm为16.76%;而白桦50.26%的细根分布在土壤表层0～lOcm的范围内,0～20 cm层为80.39%.活细根在各层中占总细根量的73%以上.冷杉和白桦细根C含量分别为47.21%±2.56%和42.71%±0.89%,对应的细根C储量分别为(3.106±0.104)t hm-2和(1.377±0.078) thm-2.图1表3参37     

川西亚高山针叶林土壤有机层酶活性

凋落物分解在维持亚高山森林的"自肥"机制及生态系统结构和功能具有不可替代的作用。以川西亚高山森林的岷江冷杉(Abies faxoniana)和粗枝云杉(Picea aspoerata)针叶林土壤有机层的新鲜凋落物层(LL)、半分解层(FL)和腐殖质层(HL)凋落叶以及矿质土壤层土壤为对象,分别模拟凋落叶的不同分解阶段,研究凋落叶不同分解阶段与碳、氮、磷转化相关的酶活性特征。结果表明,两个树种土壤有机层凋落叶有机碳和纤维素含量以及C∶N以LL最高,木质素含量以FL最高。β-1,4-外切葡聚糖酶、β-葡聚糖苷酶和酸性磷酸酶活性随凋落叶分解程度的加深而降低,而多酚氧化酶活性则相反;过氧化物酶活性随凋落叶分解程度加深在云杉林呈降低趋势,在冷杉林则呈升高趋势。云杉林凋落叶的亮氨酸氨基肽酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性随分解程度加深而先升高后降低,冷杉林的N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性随分解程度加深呈下降趋势。凋落叶层次和树种及其交互作用显著影响β-葡聚糖苷酶、过氧化物酶活性、多酚氧化酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性,树种对β-1,4-外切葡聚糖酶和亮氨酸氨基肽酶活性影响不显著。β-1,4-外切葡聚糖酶、β-葡聚糖苷酶、过氧化物酶和酸性磷酸酶活性与木质素?N比值呈极显著负相关,亮氨酸氨基肽酶和N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性与碳含量呈极显著正相关。以上结果表明基质质量变化是影响川西亚高山森林针叶林凋落叶分解过程中酶活性变化的驱动力。     

川西亚高山森林优势种对CO2浓度倍增的光合生理响应

通过对川西亚高山森林优势种高山柳(Salix paraqplesia)、岷江冷杉(Abies faxoniana)和缺苞箭竹(Fargesia denudata)幼苗光合生理参数的测定,研究了它们净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)对大气CO2浓度倍增(720 μmol·mol-1)的响应.结果显示:CO2浓度倍增对3个物种的Pn有不同程度的促进作朋,高山柳、岷江冷杉和缺苞箭竹最大净光合速率分别提高30%,81%和68%,岷汀冷杉提高幅度最大.CO2浓度倍增与对照CO2浓度(360μmol·mol2)相比各物种Cond、Tr和WUE升降不一.反映出不同物种幼莆对CO2浓度倍增响应的复杂性.作为川西亚高山森林优势种,高山柳、岷江冷杉和缺苞箭竹对CO2浓度升高的不同响应势必影响其生长和未来物种间的竞争,进而影响群落的组成和物种的多样性,甚至可能引起群落演替发生变化.     

林窗对川西亚高山云杉人工林土壤呼吸的影响

为了解林窗对川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸的影响,采用CO2通量全自动监测系统对川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内土壤呼吸及土壤温度、水分进行为期两年的连续观测,比较分析林窗和林内环境因子和土壤呼吸速率的变化.结果表明:川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内的土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率均具有显著的季节动态.在生长季节(4-10月),林窗效应使土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率较林内分别增加了48.8%、19.3%和18.6%;而冬季(11月-翌年3月)两种环境之间并无显著差异.林窗和林内土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关(P0.01),与土壤水分呈显著线性相关(P0.05).林窗和林内的土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))分别为2.46和3.01.综上所述,林窗效应对川西亚高山森林土壤呼吸具有显著刺激作用,且有明显的季节动态特征.(图3表1参33)     

川西亚高山3种典型森林土壤碳矿化特征

为了解森林转化对土壤碳矿化过程的影响,采用室内培养法对川西亚高山3种典型森林(天然林、桦木次生林和云杉人工林)土壤碳矿化过程进行219 d的动态监测.结果表明,3种森林土壤碳矿化速率随培养时间增加而下降,矿化积累量随时间增加而增加,土壤有机层碳矿化速率和积累量均显著高于对应矿质土壤层;在土壤有机层,天然林和桦木次生林土壤碳矿化速率和积累量均显著高于云杉人工林,而在矿质土壤层3种森林无显著差异.培养结束时,3种森林有机层矿化积累量占总有机碳比值分别为11%、8%和11%,矿质土壤层分别为4%、6%和4%.森林群落、土壤层次和培养时间及三者交互作用对土壤碳矿化和积累量均有显著影响.土壤生物化学特性与土壤碳矿化率和积累量显著相关.单指数模型能很好地拟合土壤碳矿化特征.综上所述,森林转化对川西亚高山土壤碳矿化影响显著,主要表现在土壤有机层.     

中幼龄粗枝云杉(Picea asperata)根系的觅食能力

于四川省理县米亚罗林区选择幼龄期及中龄期两种生长阶段粗枝云杉个体为研究对象,采用挖掘法搜集全部根系,基于根系生物量及形态指标,从觅食器官总量角度定量衡量研究对象根系的觅食能力,并结合根序分级理论,基于前五级根序生理指标对其细根内部组分觅食效率进行评价,揭示其异质性规律.结果显示,9年、12年和29年生云杉侧根总生物量分别为154.50、2 195.27、7 380.60 g,总表面积分别为3 295.38、39 564.93、179 023.54 cm2,其中细根生物量依次为27.74、188.79、1 022.89 g,总表面积分别为2 353.97、19 395.49、98 551.54 cm2.根系比根长、总氮含量同根系觅食能力存在正相关关系.随着根序的增加,云杉前五级根系比根长、总氮含量呈显著下降趋势(P=0.000),因此,一级根至五级根根系觅食能力逐渐下降,细根内部组分觅食能力存在显著异质性.其中,一级根比根长和总氮含量远远大于其他根序,是云杉细根内部觅食能力最高的部分.云杉前五级根序非结构性碳水化合物(NSC)及其组分含量较低,随根序增加无显著变化规律,各根序自身NSC储量无法成为其觅食行为的主要能量供应源.上述研究结果为植物行为学研究,乃至森林地下生态学过程研究提供了基础数据,同时进一步丰富了对树木根系结构与功能的认识.     

夜间增温和施肥对亚高山针叶林土壤呼吸的短期影响

开展土壤呼吸对全球气候变化的响应研究对预测全球碳循环具有重要作用.采用红外辐射加热器模拟增温结合外施氮肥的方法,研究川西亚高山针叶林两种主要树种幼苗——云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abiesfaxoniana)土壤呼吸动态变化对增温和施肥的短期响应.结果表明:在试验处理期间(2008年9月～2009年7月),空气平均温度和5 cm土壤平均温度分别比对照提高了2.03℃和4.10℃.两种幼苗样地土壤呼吸速率在各处理下都表现出明显的季节和日动态.增温对两种幼苗土壤呼吸速率的影响总体表现为促进作用,而施肥处理则表现为抑制效应.但两种幼苗土壤呼吸对增温和施肥处理的响应又存在一定的差异,且与季节密切相关.增温使云杉幼苗土壤呼吸年通量在非施肥和施肥条件下分别增加了22.30%和8.82%,而使冷杉土壤呼吸速率年通量分别仅增加了4.85%和4.45%.两种幼苗在各处理下土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度之间具有显著的指数关系.增温和施肥处理均提高了两种幼苗土壤呼吸速率的Q10值,但云杉幼苗土壤呼吸对温度变化的响应比冷杉更为敏感.总之,不同树种土壤呼吸特征对全球气候变化的响应差异进一步增加了对该区森林碳源/汇功能预测的不确定和复杂性,其内在机理有待进一步深入研究.     

干热河谷优势灌木种类的根系结构及碳氮磷元素含量特征

研究干热河谷优势灌木的根系特征,有助于了解植物根系的养分和水分吸收能力、固土作用及对恶劣环境的适应与生存策略,为干热河谷植被恢复和生态环境改善提供理论依据.选取马桑(Coriaria sinica)、坡柳(Dodonaea viscose)和苦刺(Sophora davidii)3种干热河谷优势灌木种类,对其根系的形态结构特征和碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量状况进行研究.研究结果表明,马桑、坡柳和苦刺的根长、根表面积、干质量以及部分径级比根长(SRL)和比表面积(SSA)无显著差异,马桑0-2 mm根系的比根长显著高于 2 mm根系,表明其0-2 mm根的养分与水分吸收能力优于 2 mm的根;坡柳和苦刺0-1 mm根系的比根长均显著高于 1 mm根系,表明其0-1 mm根的养分与水分吸收能力显著高于 1 mm的根.苦刺根系的平均C、N、P含量显著高于马桑和坡柳,不同径级的N含量均显著高于马桑和坡柳,这与苦刺为豆科植物具有较强的固氮能力有关.根据N:P判断,苦刺根系受P的限制,马桑和坡柳根系受N的限制. 3种灌木的比根长和比表面积与元素含量基本不存在显著相关性,原因在于比根长和比表面积随径级变化的趋势与根系元素含量的变化趋势不同,造成两者相关性不显著.综上所述,干热河谷3种灌木的根系形态结构特征具有一定的相似性,但元素C、N、P含量以苦刺最高,该结果有助于了解当地植物对土壤养分的利用效率和适应生存策略.(图3表4参51)     

西南亚高山冬瓜杨和峨眉冷杉吸收根特征

植物的吸收根是植物从土壤中获取资源的重要器官,其快速周转在生态系统碳循环和养分循环中充当着重要作用,而且其形态特征也反映了植物根系对地下资源利用策略的异同.以海螺沟冰川末端原生演替后期非顶极落叶阔叶林优势物种冬瓜杨(Populus purdomii)和顶极的暗针叶林群落优势物种峨眉冷杉(Abies fabri)作为研究对象,采用土钻法获取两种优势物种的吸收根,分别测定两个优势树种的吸收根形态特征及对应的林下土壤养分含量、温度和湿度.结果显示:(1)两个森林群落林下的土壤温湿度差异不显著,但峨眉冷杉群落土壤总氮、有效氮、有效磷、铵态氮及硝态氮显著高于冬瓜杨群落;(2)峨眉冷杉的总根长、根长密度、比根长和比表面积显著低于冬瓜杨,平均根直径、总根体积和生物量密度显著高于冬瓜杨;(3)冗余分析表明,冬瓜杨和峨眉冷杉的部分吸收根形态特征和土壤养分存在着正相关性,其中冬瓜杨林下土壤有效氮、总磷分别和冬瓜杨根长密度、根比表面积呈显著正相关,峨眉冷杉林下土壤有效氮和峨眉冷杉吸收根平均直径呈显著正相关.上述研究结果说明土壤中氮和有效磷养分显著不同可能是造成冬瓜杨和峨眉冷杉吸收根形态特征差异的重要因素.(图3表1参46)     

亚高山森林不同演替阶段物种间作用对土壤酶的影响及其对不同肥料的响应

为揭示西南亚高山森林恢复过程中不同演替阶段物种间相互作用对土壤酶活性的影响,采用盆栽试验,选取亚高山森林演替后期针叶树种云杉(Picea asperata)和阔叶树种红桦(Betula albo-sinensis)以及演替中期灌丛树种高山柳(Salix oritrepha),研究物种间相互作用对土壤酶活性的影响及其对不同施肥种类(无机肥和有机肥)的响应.结果表明:(1)与对照相比,添加有机肥提高了土壤多酚氧化酶、转化酶、纤维素酶和蛋白酶活性;添加无机肥后,土壤转化酶活性增加了16%-41%,纤维素酶和蛋白酶活性却显著降低;多酚氧化酶活性在单栽高山柳土壤中增加129%,而在红桦土壤中降低了43%.(2)对照组中,蛋白酶活性表现为在高山柳土壤显著低于红桦、云杉土壤;无机肥组中,蛋白酶活性表现为云杉土壤红桦土壤高山柳土壤;转化酶活性在无机肥和有机肥组中均表现为云杉根系土壤显著低于红桦和高山柳根际土壤;(3)物种混栽后,在对照组中,除云杉-红桦混栽土壤蛋白酶活性低于单栽红桦和云杉土壤蛋白酶活性外,其余物种两两混栽后土壤酶活性与单栽植物土壤酶活性没有显著差异性;但是添加无机肥和有机肥后,与单栽植物土壤酶活性相比,物种混栽可提高土壤蛋白酶和转化酶活性.(4)不同土壤酶活性受不同的土壤因子调控.可见,不同种类植物根际土壤酶活性对无机肥和有机肥的响应不同,而且物种间相互作用对土壤酶的影响及其对肥料的响应因物种而异;本研究结果不仅为认识亚高山森林恢复演替过程中微生物功能和养分循环对植物作用与施肥的响应机制提供了重要的科学依据,还为深入了解西南亚高山森林植被更新与恢复的影响机制提供了重要支撑.(图3表2参27)     

西南亚高山次生灌丛促进建群树种更新恢复技术

针对西南亚高山区大量退化灌丛恢复技术缺乏的问题,在浓密灌丛抑制建群树种幼苗更新的生态系统,采用调控灌丛冠幅和适当去除地被物层技术,以改善灌丛生态系统中限制建群树种更新和生长的环境因子,促进幼苗生长和更新;在缺乏种源的灌丛生态系统,利用灌丛微环境的直播和栽植技术补充种源.对调控处理后的幼苗存活、生长及微环境的变化进行了动态监测(2018-2020),发现:(1)水平或垂直去除部分灌丛冠幅增加了粗枝云杉(Picea asperata)建群种幼苗的基径和株高,其中水平去除处理使得幼苗基径和株高分别增加了51.5%和61.6%;(2)仅凋落物去除和地被物全部去除后,灌丛空地移栽的云杉幼苗死亡率从20.8%下降到7.1%,且株高和基径增长率为24.6%-35.8%,均高于地被物保留时的对照幼苗(4.0%-20.7%);(3)野外原位播种四川红杉(Larix mastersiana)和粗枝云杉种子的萌发率为密灌疏灌草地(P 0.05),抚育方式对种子萌发和保存的影响均为微肥CK微肥+保水剂保水剂(P 0.05);(4)未添加有机底肥条件下,栽植在灌丛根围区域和非根围区域的云杉幼苗存活率分别为56.9%和30.0%,其中栽植在灌丛坡位上方位更有利于幼苗存活,添加底肥促进了栽植在无灌丛植被区域的云杉的存活,存活率达到100%.可见,在有建群树种幼苗的浓密灌丛区,通过改善抑制幼苗生长的微环境,建群树种的生长得到明显改善;在次生灌丛无建群树种种源区,通过引入建群树种种源,能促进建群树种幼苗定居;上述研究结果为亚高山退化森林生态系统的恢复提供了新的思路和技术途径.(图8表1参46)     

不同浓度和多样性的根系分泌物对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是维持其物理结构和肥力的基础.为探究根系分泌物的浓度和多样性对土壤团聚体稳定性的影响,通过添加不同碳浓度(0.5 g/kg、1 g/kg)和多样性(3种碳源、9种碳源)人工模拟根系分泌物,研究土壤团聚体稳定性、粒级结构及其内部微生物生物量的变化.结果显示:(1)与对照相比,添加根系分泌物提高了土壤团聚体的稳定性,平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)数值增加了28%-142%,几何平均直径(Geometric mean diameter,GMD)增加了20%-33%;(2)与低碳浓度根系分泌物相比,高碳浓度根系分泌物显著增加团聚体稳定性,且主要是通过增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳;而根系分泌物多样性的增加并未提高团聚体的稳定性,也未增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳,其中在高碳浓度+低多样性处理(High carbon concentrations+low diversity,HC+LD)下 2 mm粒级团聚体的含量显著增加了560倍, 2 mm粒级团聚体中微生物生物量碳增加了3.6倍.本研究表明根系分泌物能够通过刺激微生物生长,增加土壤中大粒级团聚体的含量,进而提高团聚体的稳定性,其效应与根系分泌物的浓度和成分显著相关.(图3表2参37附图1)     

川西亚高山天然次生林生态功能恢复综合评价

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,具有重要的生态功能.现有森林生态功能评价大多为水源涵养等单一生态功能,尚缺乏针对多种生态功能的综合评价.采用空间代替时间的方法,以岷江冷杉原始林为参照,基于植物群落学与生物量调查,以及植物和土壤样品采集与测定,分析次生林植物多样性、碳储量、林地涵水能力三大生态功能恢复动态,探讨次生林生态功能恢复速率及其影响因素.结果显示:(1)随着次生林的恢复,林分综合生态功能显著提高,生态功能指数为原始暗针叶林(0.823 6)针阔叶混交林(0.5464)阔叶林(0.367 7).川西亚高山次生林生态功能恢复大约需要180年以上,不同生态功能恢复速率为植物多样性功能林地水源涵养功能固碳功能,不同演替阶段为阔叶林针阔叶混交林原始暗针叶林;(2)恢复到50-60年阔叶林具有较高的物种丰富度、Simpson和Shannon-Wiener指数,尤其是物种丰富度恢复速率较快,但恢复到老龄林相似的冠层物种组成需要较长的时间,可能与砍伐前为原始森林、残余森林呈镶嵌分布,以及桦木和岷江冷杉等建群种周转率低等有关;(3)林地持水能力以针阔混交林为最高,其中土壤蓄水量占绝对优势,针阔混交林具有较高的土壤毛管持水量,而针叶林土壤非毛管持水量较高.恢复速率为土壤毛管持水量(110年)枯落物持水量(118年)苔藓层持水量(135年);(4)随着林龄的增加,地上植被层和土壤碳储量显著增加,土壤层碳储量显著大于植被层,恢复速率为土壤(110年)地上部分(160年)枯落物层和苔藓层(200年),较快的土壤碳储存以及毛管持水量恢复速率与先前地上植被遭受严重破坏而地下土壤干扰较轻有关.本研究表明川西亚高山次生林生态功能恢复是一个漫长的过程,不同恢复阶段、不同生态功能恢复速率差异显著,应针对不同演替阶段采取不同的生态功能恢复策略,尤其要加强现有原始老龄林栖息地和残余老树的保护,注重构建针阔叶混交林结构,保护和促进次生林地被物层的恢复.(图4表5参70)     

川西亚高山/高山森林凋落物分解过程中土壤动物群落结构及其多样性动态

为进一步了解土壤动物对高寒森林凋落物分解的影响,于2011年11月至2012年10月在凋落物分解的不同时期即冻结前期、冻结期、融化期、生长季节初期、生长季节中期以及生长季节末期,采用凋落物分解袋法,研究了川西亚高山/高山森林代表性物种康定柳(Salix paraplesia)、方枝柏(Sabina saltuaria)、红桦(Betula albosinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落物中土壤动物的群落结构及其多样性动态.结果显示:(1)共捕获土壤动物7 082只,隶属2门9纲15目57科(类),不同物种凋落物中土壤动物捕获量差异显著,依次为岷江冷杉(36.01%)红桦(29.19%)康定柳(19.59%)方枝柏(15.21%).(2)冻融季节土壤动物捕获量显著小于生长季节,但仍占到总捕获量的17.69%.(3)凋落物分解的不同时期,土壤动物优势类群差异显著,但主要以弹尾目和甲螨亚目为主.(4)土壤动物功能类群以菌食性(64.17%)最多,其次是捕食性(23.89%),植食性(8.94%)次之,腐食性(3.00%)最少.(5)土壤动物多样性受温、湿度影响显著,其Shannon-Wiener多样性指数与水热条件变化趋于一致.这些结果表明凋落物质量及水热条件综合作用于川西亚高山/高山森林凋落物分解过程中土壤动物群落结构及其多样性.     

川西亚高山3种典型森林土壤氮矿化特征

采用室内培养法对川西亚高山3个典型森林群落(天然林、云杉人工林和桦木次生林)有机层和矿质层土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)积累量及净氮矿化速率进行测定.结果表明:培养4周后,天然林、云杉人工林和桦木次生林土壤有机层铵态氮含量分别增加356.85%、258.33%和176.81%,硝态氮含量分别增加872.92%、326.25%和120.32%,净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率总体表现为天然林桦木次生林云杉人工林.方差分析表明,森林类型和土壤层次及其交互作用对土壤无机氮积累量和矿化速率均有显著影响.土壤净氮矿化速率和土壤初始化学性质之间存在显著相关关系.综上所述,森林转化显著影响川西亚高山森林土壤氮矿化潜力,主要体现在土壤有机层;川西亚高山土壤净氮矿化速率在很大程度上受控于底物数量和质量.