川西亚高山针叶林人工恢复过程的土壤性性质变化

研究川西岷江上游高山针叶林区不同年龄阶段的人工云杉林地凋落物及其养分贮量和土壤养分及主要理化性质的变化趋势,结果表明：（1）人工云杉林的凋落物及其氮、磷、钾贮量、以60年代抚育成熟林最高,40年代抚育成熟林大幅度下降,分别下降34．1％及49．8％,70．5％,46．7％;（2）人工云杉林地表土的有机质、全氮、全磷随林龄的增加而降低,据典型土壤剖面资料,40年代比60年代抚育林土壤分别降低72．4％,78．6％,42．2％;（3）相应于土壤有机质的变化,与60年代人工云杉成熟林相比,40年代成熟林土壤的自然含水量、总孔工、保肥力（CEC）和交换性盐某养分等均明显降低,表现出肥力退化的趋势,因此,当人工云杉林达到成熟林后,后采取诸如适当间伐等措施,以改善林地生态条件,避免土壤肥力退化,图4表6参11。     

人为干扰对川西亚高山针叶林土壤物理性质的影响

研究了川西亚高山针叶人工林在几种不同强度人为干扰下林地土壤物理性质。结果表明，随人为干扰强度的增加，土壤中细土（粉粒、粘粒）和大团聚体数量减少，小团聚体和原生土壤颗粒增加；土壤表层孔隙度减小，尤其是大孔隙明显减少；土壤有效水降低，持水供水能力减弱，渗透系数减小。川西亚高山人工针叶林土壤生态功能随人为干扰强度的增加而减弱，建议在最易受人为干扰的造林地区，最好是在造林初期封山育林。图1表5参13     

川西亚高山针叶林土壤硝化作用及其影响因素

采用BarometricProcessSeparation(BaPS)技术对川西亚高山针叶林土壤总硝化作用速率的季节动态进行了研究,并分析了各影响因素与总硝化速率的关系.通过土壤温度和水分含量的控制实验,对温度和水分含量与总硝化速率之间的关系进行了一次线性和曲线模拟.结果表明,6至10月各月份之间的总硝化速率存在显著差异(P<0.01),在7月总硝化速率达到最大值;土壤温度和水分含量与总硝化速率显著正相关(P<0.05),对总硝化速率的影响存在明显的交互作用,水分含量可能对总硝化速率的影响更大,在季节变化中温度和水分含量可能对硝化过程产生直接和间接两种作用;pH值与总硝化速率之间的相关性不明显;森林凋落量与总硝化速率间没有显著相关性,但若仅考虑6至9月,森林凋落量与总硝化速率极显著相关(P<0.01).总之,土壤温度和水分含量很可能是影响总硝化速率的两个最主要的因素.图6表2参31     

汶川大地震后川西亚高山针叶林土壤动物群落变迁

对川西亚高山针叶林土壤动物群落汶川大地震前后的结构特征进行对比研究,旨在通过土壤动物对地震的响应了解地震对川西亚高山针叶林生态系统功能及过程的影响.结果显示,地震后大型土壤动物类群数、个体密度、DG指数均有小幅增长,但无显著差异;中小型土壤动物类群中,湿生土壤动物线虫的个体密度有一定增加,而干生土壤动物蜱螨目、弹尾目的个体密度有一定减少,但均无显著差异;土壤原生动物由7 083个/g鲜土降至625个/g鲜土,有极显著差异(P0.01).研究表明,受地震影响的林地内,不同体型的土壤动物响应不同,其中,大型土壤动物多样性有所增加,主要与微域生境趋于复杂化有关,而小型和微型土壤动物多样性有所减少,则与地下水位的变化有关.图1表2参16     

川西亚高山针叶林凋落物对土壤理化性质的影响

研究了川西地区亚高山人工云杉林及天然林凋落物变化及其对土壤理化性质的影响.结果表明30 a人工云杉林、40 a人工云杉林及次生林和原始林年凋落量分别为2.67×103 kg hm-2、4.38×103 kg hm-2、4.27×103 kg hm-2和4.77×103 kg hm-2,枯枝落叶层贮量分别为3.19×104 kg hm-2、3.64×104 kg hm-2、1.42×105 kg hm-2和1.45×105 kg hm-2,通过凋落物归还土壤的营养元素(N、P、K、Ca和Mg)的年归还总量依次为82.01 kg hm-2、129.04 kg hm-2、130.57 kg hm-2、170.55 kg hm-2,凋落物年失重率分别为24.35%、22.87%、36.96%和32.23%,人工林凋落物分解一半所需时间约为2.5 a,天然林约为1.6 a.各样地土壤含水量、孔隙度和养分含量大致表现为次生林≈原始林>30 a人工林>40 a人工林.森林年凋落量、枯枝落叶层贮量、养分归还量和年失重率与土壤自然含水率、有机质、N、P、K的含量呈正相关,与土壤容重呈负相关.人工云杉林生态功能的恢复滞后于次生林,凋落物分解缓慢是影响该地区土壤水分和养分状况的重要因素.人工云杉林进入旺盛生长期后,凋落量增加,养分归还量增大,此时期森林对土壤肥力有较高的补给潜力;但凋落物分解过缓,大量养分元素累积于枯枝落叶层,不能及时进入土壤,造成土壤理化性质状况较差.图1 表6 参18     

川西米亚罗地区亚高山针叶林建群种云杉土壤种子库研究

对川西米亚罗地区天然亚高山针叶林云杉种群的种子雨和土壤种子库进行了研究 .结果表明 :云杉种子雨过程从 2 0 0 2年 10月初到翌年 1月初 ,种子雨雨量 (n)为 5 79.99± 110 .84粒 /m2 ,其中种子下落主要集中在 11月 ,占种子雨总量的 5 7.80 % .种子雨分布格局呈集群分布 .于 2 0 0 3年春季 (3月 )和夏季 (8月 )两次对该天然云杉林土壤种子库取样 ,土壤种子库大小分别为 4 72 .8± 74 .82粒 /m2 和 185 .5± 89.95粒 /m2 ;腐烂种子分别为 39.6 0± 13.2 4粒 /m2和 12 0 .0± 6 3.39粒 /m2 ,腐烂种子比例由 8.39%增加到 6 4 .6 9% ;空粒种子分别为 118.8± 4 4 .6 6粒 /m2 和 6 5 .5± 2 6 .4 8粒 /m2 ,所占比例从 2 5 .14 %增加到 35 .31% .两次取样结果都表明 ,种子库种子主要集中在枯枝落叶层 ,分别占6 6 .17%和 6 6 .0 3% ,0～ 2cm层占 2 4 .73%和 2 3.4 5 % ,2～ 5cm层占 9.10 %和 10 .5 1% .到 8月 ,土壤中几乎所有云杉种子都失去活力 ,说明云杉种子库属于Thompson和Grime定义的第Ⅱ类型 ,即土壤种子库仅在冬季存在 ,在春季萌发 .土壤中春、夏、秋季种子很少或几乎没有 .林下云杉幼苗在 2 0 0 3年 6月 3号开始出现 ,在 6月中旬左右到达出苗高峰 ,累计平均幼苗数 4 .35株 /m2 .在川西米亚罗地区天然     

川西亚高山人工针叶林枯枝落叶及苔藓层的持水性能

亚高山针叶林作为”长江上游生态屏障”的主体 ,具有重要的水源涵养和水土保持作用 .本文作者对川西地区典型的不同恢复阶段的人工云杉林、迹地、次生林和原始林下苔藓与枯枝落叶层贮量和持水性能进行了试验研究 .结果表明 ,人工云杉林在生态恢复过程中 ,苔藓与枯枝落叶层的贮量和持水性能均呈现出波动式递增 ,表现为 30a <4 0a <6 0a<5 0a,5 0a云杉林达到最大值 ,苔藓、枯枝落叶层的贮量分别为 10 .96× 10 3 kg/hm2 、76 .9× 10 3 kg /hm2 ,最大持水量分别为 4 4 .77× 10 3 kg /hm2 、182 .5× 10 3 kg /hm2 ,以后略有下降 .枯枝落叶层持水性能优于苔藓 ,说明枯枝落叶层在森林的水源涵养方面发挥了更为重要的作用 .人工林枯枝落叶层贮量和持水性能较天然林有所降低 ,反映了该地区在人工林的建设中应注意其生态功能的恢复 .图 2表 2参 8     

川西亚高山、高山森林土壤微生物生物量和酶活性动态特征

为深入了解川西亚高山/高山森林冬季生态学过程,于2008年11月─2009年10月,在土壤冻结初期、冻结期和融化期及植被生长季节,研究了不同海拔岷江冷杉林（Abies faxoniana）土壤微生物生物量和酶活性动态。各海拔森林土壤在冬季维持着较高的微生物生物量含量和酶活性,并随土壤冻融过程不断变化。土壤有机层和矿质土壤层冬季微生物生物量碳和氮含量及转化酶和尿酶活性均表现出受冻结初期土壤冻融循环影响显著降低,在冻结期变化不明显,在融化期急剧增加至融化后显著降低的趋势,且土壤有机层微生物生物量含量和酶活性在融化期具有一个明显的年高峰值。海拔变化显著影响了土壤酶活性,但对土壤微生物生物量不显著。土壤温度与土壤微生物生物量含量相关显著。这表明季节性冻融期是土壤生态过程的重要时期,土壤冻融格局显著影响川西亚高山/高山森林土壤微生物生物量和酶活性动态。     

川西亚高山针叶林次生演替对土壤持水量的影响

次生演替己成为川西亚高山针叶林迹地上的主要演替方式之一.选择川西米亚罗林区现有次生演替序列草地、灌丛、次生桦木林、原始针叶林为对象,研究川西亚高山森林采伐迹地次生演替过程中土壤物理性质以及持水性能的变化规律.结果显示,草地、灌丛和次生桦木林与原始针叶林相比,土壤容重差异性显著,分别增加了52.17％、44.93％、17...     

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。     

氮沉降下西南亚高山针叶林生长的养分限制特征

长期氮(N)沉降及其诱导的N、磷(P)养分平衡性对森林生长与生产力的生态反馈效应已成为当前森林生态学研究的前沿与热点,但目前大多研究主要基于已有文献数据整合分析,而缺乏野外原位系统性研究与试验证据.以西南亚高山两种典型人工针叶林——云杉(Picea asperata)林和华山松(Pinus armandii)林为对象,...     

川西植被恢复过程中的土壤微生物评价及与土壤因子的关系

较系统地评价了川西植被恢复过程中的土壤微生物以及土壤因子对土壤微生物恢复的制约作用。结果表明:在自然恢复的前50 a,40 a群落的微生物数量恢复最佳,40~50 a会逐渐减少,其中微生物的生理类群数量在30 a到达最好,而微生物数量(细菌、真菌和放线菌)在40 a达到最好;采用桦木、刺楸和杉木对微生物及其生理类群群落的恢复效果差,建议恢复川西中亚热带森林生态系统重新选用合适的豆科植物;人工抚育可显著地促进微生物生理类群数量;土壤中的速效K和阳离子交换量是促进土壤微生物和3种生理类群恢复的主要决定因子,而pH、有机质、全K必须通过速效K或阳离子交换量才能对土壤微生物和生理类群起到较大的作用,速效N对微生物及其生理类群没有明显的作用。     

重庆紫色土区不同森林恢复类型对土壤质量的影响

为了探讨不同森林恢复类型对土壤质量的影响,对南方紫色土区4种主要森林恢复类型及对照地土壤物理和化学特性进行了比较研究。结果表明：4种森林类型的土壤质量均高于长期干扰下对照的土地,天然次生林土壤质量又高于人工林,5种不同状况下土壤质量综合指数由大到小为：天然次生林（0.97）、石栎（Lithocarpus glaber）×木荷（Schima superba）阔叶混交林（0.77）、枫香（Liquidambar formsana）×木荷×石栎×香樟（Cinnamomum camphora）阔叶混交林（0.67）、杉木纯林（0.41）、对照（0.04）。导致人工林和对照地土壤质量相对较低的主要原因是：周期性的森林抚育使土壤结构较差、凋落物量较低和土壤养分流失严重。研究表明,在植被恢复初期阶段,自然恢复是最大限度发挥森林功能的有效途径。     

长期定位施肥田土壤酶活性的动态变化特征

为探讨长期施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化及其与土壤肥力的关系,该文对北京褐潮土定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析.结果表明.土壤过氧化氢酶、磷酸酶在玉米拔节期出现活性高峰.土壤脲酶在玉米拔节期及成熟期出现两个活性高峰,土壤蔗糖酶在整个玉米生育期内活性变化幅度较小.长期施肥能明显提高土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,其中有机肥与化肥配施对于增加土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性尤为显著.长期施肥降低土壤中过氧化氢酶活性.并且以NPK配施有机肥处理的土壤过氧化氢酶活性降低幅度最大.土壤酶之问及其与土壤养分因子之间具有明显相关性,其中蔗糖酶、脲酶及磷酸酶与土壤养分各因子均呈显著或极显著正相关,除碱解氮外,过氧化氢酶与其余各养分因子呈显著或极显著负相关.     

长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响

利用中国科学院封丘农业生态国家实验站潮土农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究不同施肥处理对土壤酶活性的影响及其年际变化,以及对土壤养分和微生物生物量的影响。结果发现,土壤脱氢酶、转化酶、脲酶及磷酸酶的活性在长期不同施肥处理之后均产生较大的差异,总体上是施肥高于不施肥,施肥处理间从高到低依次是OM(有机肥)、1/2OM 1/2NPK、NPK、NP、PK、NK。同时,土壤脱氢酶活性随着年限的增加逐渐下降,转化酶与磷酸酶的活性趋于增高,而脲酶活性的年际变化规律在不同施肥处理间互不相同。另外,OM与1/2OM 1/2NPK处理的土壤微生物生物量C、N最高,而施化肥处理中只有NPK处理的微生物生物量N显著高于不施肥对照,其它处理与对照没有显著差异。结果表明,长期施用有机肥更有利于保育土壤生物化学环境质量。     

Effects of two root-secreted phenolic compounds from a subalpine coniferous species on soil enzyme activity and microbial biomass

In order to evaluate the ecological consequences and potential mechanisms of specific C compounds on soil microbial processes under climate warming, we injected solutions of two modelled root exudates, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) and 1,2-benzenedicarboxylic acid, dibutyl ester (DBP), respectively, into soil at two concentrations (20 and 1000?µg?g^?1 soil). For all treatments, soils amended with the two phenolic compounds were incubated at two temperatures (20°C and 30°C) for 30 days. The responses of soil enzyme activity and microbial property to modelled root exudates to some extent depended on temperature regime, exudation component, and addition concentration. For example, the addition of BHT tended to decrease the soil enzyme activities. However, DBP addition generally increased the two metabolic enzyme activities at 30°C, and tended to decrease the two enzyme activities at 20°C, but a significant reduction was observed only at a high concentration at 20°C. The microbial biomass and enzyme activity were generally lower at 30°C compared to those at 20°C, when averaged across all treatment combinations. Taken together, our results indicated that the amounts and quality of liable root-derived C can differentially affect microbial processes, and various environmental changes will greatly complicate root–microbe–soil interactions in forests.     

苏南丘陵地区森林土壤酶活性季节变化

研究了苏南丘陵区不同林分土壤养分、酶活性的剖面分布以及酶活性的季节动态变化特征。研究结果表明,研究区土壤偏酸性,土壤中TN质量分数较高,有机质、TK、AK质量分数中等,TP、AP质量分数较低,土壤TN、有机质、AK、AP的质量分数及蔗糖酶、脲酶、H2O2酶、磷酸酶活性随着土壤深度的增加而逐渐降低。土壤酶活性在不同季节也存在差异,蔗糖酶活性的季节变化表现为：秋季〉夏季〉春季〉冬季,脲酶活性为：夏季〉春季〉秋季〉冬季,毛竹林土壤的磷酸酶活性为：秋季〉春季〉夏季〉冬季,其它3种林分土壤的磷酸酶活性为：秋季〉夏季〉春季〉冬季,H2O2酶活性在马尾松、麻栎、毛竹林土壤内表现为：春季〉秋季〉夏季〉冬季,在杉木内林土壤内表现为：春季〉夏季〉秋季〉冬季。在α=0.01或α=0.05水平下,土壤酶活性与土壤TN、AP、AK、有机质及重元素Pb、Cu、Zn、Cr、Ni呈显著或极显著相关,与土壤容重呈显著或极显著负相关,冬季蔗糖酶与其它3个季节的蔗糖酶呈现极显著或显著正相关;秋季磷酸酶与其它3个季节的磷酸酶呈现极显著或显著正相关;夏季脲酶与其它3个季节的脲酶呈现极显著正相关;夏季H2O2酶与其它3个季节的H2O2酶呈现极显著正相关。     

大冶矿区土壤重金属积累对土壤酶活性的影响

大冶矿区位于湖北省的东南部,是我国的青铜之乡,长期的采矿和冶炼活动已使该矿区土地生产力和农产品品质严重下降。为了探明相关重金属的污染状况,应用野外调查与采样分析相结合的方法,研究了大冶矿区土壤酶活性和土壤中重金属的累积特性。结果表明:矿区土壤Cu、Pb、Zn、Cd、As全量的平均值分别是该区土壤背景值的35.1倍、16.0倍、3.0倍、29.8倍、1.1倍。不同样点土壤酶活性存在一定程度的差异。土壤重金属胁迫对土壤酶活性主要表现为抑制作用,其中对土壤重金属响应较敏感的酶为脲酶和过氧化氢酶,这两种酶与重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As的全量分别呈显著或极显著的负相关。这些研究结果对于大冶矿区土壤环境质量评价及生态修复有一定的指导意义。