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。     

三工河流域梭梭群落细根生长动态及周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义.采用土柱法和分解袋法,于2010年5-10月整个生长季内,对三工河流域梭梭(Haloxylon ammodendron)群落的细根生物量以及分解和周转规律进行研究.结果表明,梭梭群落细根生物量呈现明显的季节变化,5-8月逐渐增加,8月达到最大,9-10月逐渐下降.细根生物量月平均值为183.76 g·m-2.活细根和死细根生物量分别占细根总生物量的72.59％和27.41％.梭梭群落细根生物量表现出明显的垂直变化,随土壤深度的增加而呈现先增加后逐渐降低的趋势,其中51.36％的活细根和51.81％的死细根生物量分布在＞10～30 cm土层.梭梭群落细根年分解率为58.76％,达到50％和95％分解率所需时间为279和1 302 d.梭梭群落细根净生产力为110.73 g·m-2·a-1,年周转速率为1.25次.     

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.     

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     

北京延庆区不同林龄油松人工林土壤理化性质

为探讨林龄对北京地区油松(Pinus tabulaeformis)人工林土壤理化性质的影响,选择延庆区4个林龄(14、28、36、51年)油松人工林,研究土壤理化指标在从幼龄到成熟间随林龄增加的变化规律,阐明其在0-30 cm三个土层间的变化趋势.结果显示,随土层加深,含水率、持水量、孔隙度总体上逐渐减小,土壤容重的差异不显著,有机质、氮磷钾具有明显的表聚效应,p H总体上呈增加趋势,而电导率的变化规律不一.随林龄增加,同层土壤含水率、持水量、孔隙度则总体上逐渐增加,容重的差异不显著,有机质、氮磷总体呈增加趋势,钾素在14年和28年林分中显著高于36年与51年林分,p H呈逐渐减小,而电导率最大值出现在51年林分中.相关分析表明,土壤容重与水分特征、孔隙度均呈显著负相关;有机质与氮素、磷素呈极显著正相关,与p H呈极显著负相关,与土壤容重、全钾含量呈显著负相关,与速效钾呈负相关但不显著.本研究表明林龄的增加改善了油松人工林的土壤理化性质,结果可为北京地区油松人工林的抚育间伐、施肥管理、混交林营造等提供理论依据.     

植被因子和土壤氮对南亚热带常绿阔叶次生林细根生物量的影响

森林细根生物量与乔木层胸高断面积关系,以及在高大气N沉降背景下细根对土壤氮的响应程度,目前仍不明确。本研究选择广州市受保护40 a左右的南亚热带常绿阔叶次生林为研究对象,在全市范围内设置了48个森林样地,开展乔木层、灌草层、细根(直径≤2 mm)、土壤C含量和N含量的调查,研究乔木胸高断面积、乔木密度、灌草层生物量、土壤N含量、土壤单位碳的N含量与细根生物量之间的关系,探讨地上植被因子和土壤N对细根生物量的影响。结果表明,(1)土壤表层(0~20 cm)和土壤下层(20~40 cm)细根生物量与乔木层总胸高断面积均不相关,但与胸径30 cm以上乔木的胸高断面积所占比例负相关。(2)表层细根生物量与灌草层生物量不相关,下层细根生物量与灌草层生物量负相关。(3)除了表层细根生物量与相应土层土壤N含量不相关外,下层细根生物量与相应土层土壤N含量,以及表层和下层细根生物量与相应土层单位碳的N含量均负相关。研究表明,对于林木胸径组成差异大的南亚热带常绿阔叶次生林,对细根生物量产生影响的是胸径30 cm以上乔木的胸高断面积所占全部乔木总胸高断面积比例,而不是乔木层总胸高断面积。细根生物量与土壤N含量负相关,表明即使在高大气N沉降背景下,南亚热带常绿阔叶次生林的森林植被仍对土壤N存在响应。     

连续年龄序列桉树人工林土壤微量元素含量及其影响因素

对连续年龄序列(2 a、3 a、4 a、5 a、6 a)桉树人工林土壤三种微量元素(Fe、Mn、Zn)的含量及其影响因素进行了分析,探讨了土壤微量元素含量随林分年龄的变化规律.土壤养分之间的相关性分析表明,所有年龄阶段的桉树人工林中土壤Fe、Mn、Zn含量与土壤pH值之间呈极显著的正相关,说明土壤微量元素含量强烈受土壤酸度的影响.土壤三种微量元素含量与土壤全K、全ca、全Mg等大量养分元素含量之间均存在显著或极显著的正相关,而与土壤有机C、全N、全P的相关性不明显(0～20 cm表层土壤的Zn除外).总的来说,土壤微量元素含量随桉树人工林年龄的增加呈下降趋势,其中6 a生桉树人工林各土壤层(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)的Fe、Mn、Zn含量分别比2a生林分下降13.7%～21.8%、55.6%～57.2%和71.0%～73.2%.在当前桉树人工林种植方式下,随着林分年龄的增加,应增施有机、无机肥和Fe、Mn、Zn等微量元素肥料,以有效控制土壤地力衰退和实现桉树人工林可持续经营.     

不同林龄华北落叶松人工林生物量及营养元素分布特征

为揭示华北落叶松人工林的养分特征,以山西太岳山好地方林场3种林龄(15年生、26年生、40年生)华北落叶松人工林为研究对象,采用样地调查和实测生物量的方法,测定乔木层不同器官、林下植被层和凋落物层生物量、营养元素积累量和年存留量及土壤营养元素(C、N、P、K)含量.结果显示:1)华北落叶松人工林的总生物量由林龄从小到大的顺序分别为61.89、175.81、163.15/t/hm~2.各层生物量分配规律为乔木层凋落物层草本层灌木层.2)华北落叶松人工林乔木层树皮中的C含量最高,树根最低;N、P、K含量中树叶最高,树干最低.随着林龄增加,土壤中有机质和全N含量逐渐减少,全P和全K逐渐增加.3)15年生、26年生和40年生华北落叶松人工林营养元素的总积累量分别为26.12×103、77.29×103、69.60×103 kg/hm~2;随着林龄增加,林下植被层的营养元素积累量先增加后减小,凋落物层逐渐增加.4)26年生华北落叶松人工林林木营养元素年存留量最高.各器官中年存留量最高为树干,最低为树叶和树皮.综上,与15年生和40年生相比,26年生华北落叶松人工林的生物量、营养元素积累量和年存留量较高,因此应定期对林龄较高的华北落叶松人工林进行间伐,使林下生境条件得到改善,林下植被多样性增加,达到维持华北落叶松人工林生态系统稳定和可持续经营的目的.     

华南地区木麻黄人工林根瘤生态分布特性的研究

对广东、海南、福建和广西12个地点的木麻黄人工林根瘤生态分布特性进行了调查,结果表明,木麻黄根瘤生物量与土壤中的N、P有显著正相关,与B有显著负相关;幼年根瘤生物量除了与N、P正相关外,还与微量元素Co有显著正相关。林龄较小的木麻黄人工林根瘤数量多于林龄较大的,且小根瘤的数量占根瘤总数的绝大多数。在结构疏松的滨海沙土中。根瘤分布在5～30cm深的侧根侧面;在砖红壤的土壤中,根瘤分布在地表0～10cm范围。     

不同林分密度对尾巨桉生物产量及生产力的影响研究

对湘南低山丘岗区密度为600、900和1200株·hm-2的6年生尾巨桉丰产示范林进行了生物量及生产力的测定分析.结果表明:单株生物量随密度的增加而明显减小,低密度林分是高密度林分的4.36倍;林分生物量随密度的增加而减小,低密度林分比高密度林分高出48.26t·hm-2.年均净生物量分别达到14.86,11.42,6.82t·hm-2·a-1.林分各组分的生物量随密度的增大而减小,并出现W干>W根>W枝的规律.林分结构以低密度林分合理,叶面积指数最高,干材生物量达60%以上.在湘南低山丘岗区发展潜力大,可作为短周期纸浆材林培育首选树种.     

Nutrient utilization by Casuarina equisetifolia plantation of different ages in the tropical coastal area of South China北大核心CSCD

Casuarina equisetifolia plantation plays a key role in protecting coastal areas from hazardous climate. However, the plantations in the tropical coastal area of south China have degraded severely in recent years. This research aimed to investigate the nutrient status of the plantation ecosystem along a chronological sequence. The results showed that different parts of the Casuarina equisetifolia had very similar level of Carbon (C), 448-462 g kg-1 in the branch and trunk, 416-430 g kg-1 in the leaf and shed leaf, 320-391 g kg-1 in the fine root. Carbon content did not vary with the plantation age. High fine root biomass did not definitely lead to high soil carbon stock. Casuarina equisetifolia had Nitrogen (N) content of 9.9-11.9 g kg-1, with the highest N found in the leaf and fine root. The Phosphorus (P) content was in the order of leaf > fine root > trunk. The plantation in fast growth period of age 6 had the lowest N and P. The soil of 3-year plantation had the highest P content among the 4 age classes, which also resulted in the highest soil C and N content in plantation of 3 years among all. However, the C and N stock of the sandy soil was extremely low compared to normal soil of the region. Soil N was weakly correlated with leaf N, but soil P not correlated with leaf P. Except for the obvious dynamics of C/N and C/P ratios in the leaf, which showed a peak in 6-year plantations, the C/N and C/P ratios of different organs did not change with the plantation age. Casuarina equisetifolia retranslocated nutrients from aging leaf at a rate of 18-30% for N and 43-58% for P. The nutrient resorption efficiency was not correlated with nutrient level in either soil or plant. In summary, Casuarina equisetifolia has low level of nutrient status. The plantation growth is limited by N and P in young period, but by P in relatively older period.     

不同年龄小叶锦鸡儿固沙群落土壤酶活性及微生物生物量的变化

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是科尔沁沙地广为采用的豆科固沙植物。为探讨采用小叶锦鸡儿固定流沙后,土壤生物活性的变化特点和发展趋势,选取5、10、22年生小叶锦鸡儿人工固沙群落为对象,以半流动沙丘和天然群落为对照,研究了人工固沙群落发育过程中土壤磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶的活性和微生物生物量C、N、P质量分数的变化特征。土壤按5层取样:0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm。结果表明,随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,群落内土壤生物活性逐渐改善,沙土中5种酶的活性和土壤微生物生物量C、N和P质量分数均大幅度提高,其中0~10cm土层增幅最大。土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,5、10和22年生群落0~10cm土层中蔗糖酶的活性分别是半流动沙丘的76.80,167.27和261.63倍。22年生群落的土壤生物活性已接近于天然群落,处于相对稳定的状态。小叶锦鸡儿群落中土壤酶和微生物生物量之间存在极显著的正相关关系。以上表明,小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在本地区大面积推广应用。     

高寒沙区两种典型固沙植物改良土壤的策略

植被恢复与重建是退化土地生态修复的重要途径,植物与土壤环境的关系一直是热点科学问题,但对高寒沙区尚缺乏系统性的研究。为探明不同沙生植物对高寒沙地土壤的改良策略,以青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和乌柳(Salix cheilophila)两种典型固沙植物为研究对象,通过对比细根分布规律分析其环境适应性,结合林地土壤物理性质、有机碳含量和土壤含水量等要素,分析两种植物对土壤的改良作用。结果表明,(1)两种植物的细根主要集中在0-60 cm土层,中间锦鸡儿水平方向分布更多,且细根平均生物量密度和有机碳含量都高于乌柳。(2)乌柳人工林各深度土壤有机碳密度均高于中间锦鸡儿,其累计百分比在0-40 cm土层较高,中间锦鸡儿在40-120 cm较高。(3)两种人工林的土壤容重、最大持水量和毛管持水量均值差异不显著。中间锦鸡儿林地土壤容重在0-40 cm土层大于乌柳,在40-120 cm小于乌柳;其最大持水量和毛管持水量在0-60 cm小于乌柳,在60-120 cm大于乌柳。(4)两种人工林土壤含水量和土壤温度都呈表层高,随土壤深度递减趋势。乌柳林地各深度土壤含水量均高于中间锦鸡儿,土壤温度均低于中间锦鸡儿。研究表明,中间锦鸡儿的环境适应性和固沙能力较强,倾向于深层土壤改良和固碳策略;乌柳人工林的固碳作用和涵养水源能力较强,倾向于表层土壤改良和固碳策略;同时,两种人工林都倾向于表层保水的策略。该文通过对比分析不同沙生植物改良土壤的策略,为长期研究高寒沙区生态修复与优良固沙植物筛选等工作提供理论依据。     

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。     

不同林龄木麻黄人工林生物多样性与土壤养分状况研究

木麻黄（Casuarina equisetifolia）是我国东南沿海海岸防护林骨干树种。本文对广东省茂名市木麻黄防护林开展了不同林龄的种群结构、植物多样性、以及土壤养分特征的研究。结果表明,滨海沙地木麻黄群落在生长过程中有明显的自疏现象,18年林个体数（975株·hm-2）不足3年林个体数一半（2350株·hm-2）,3年至6年龄木麻黄生长最快。调查林地内共有植物27种,其中灌木8种,草本植物18种。随林龄的增长,林下植物种数显著增加,多样性指数、均匀度指数逐步增加,优势度指数下降。林地土壤有机碳、全氮与速效氮供应水平极低;土壤磷供应相对较好,表层有效磷一般高于3.5mg·kg-1。土壤有效养分与植物多样性显著相关,显示养分是植物定居的主要限制因素。结果表明,木麻黄林结构简单,生物多样性低,土壤养分贫乏。     

Fine root decomposition and nutrient release in Toona sinensis plantation under the reconstruction mode of low-efficiency cypress forest gaps北大核心CSCD

Fine root decomposition is an important way in which nutrients are returned to plantation soil; thus, further study of this process will be helpful for understanding material cycling in forest ecosystems. We investigated a Toona sinensis plantation in the central Sichuan hilly region using litter bags containing T. sinensis fine roots to evaluate the dynamics of fine root decomposition and nutrient release for one year in forest gaps of 50 m2 (L1), 100 m2 (L2), and 150 m2 (L3). The results showed that T. sinensis fine root decomposition was fastest in the first 90 days. As time passed, the decomposition rate slowed. One year later, the residue rate was 75.44%, 73.92%, and 72.07%, respectively. The fine root decomposition rate of L3 was greater than that of L2, which was greater than that of L1. During fine root decomposition, the dynamics of the fine root nutrient concentrations changed. C, P, and K concentrations of the fine roots declined in forest gaps, while N, Ca, and Mg concentrations increased overall in the fine roots. In conclusion, forest gaps had effects on the fine root decomposition and nutrient release of T. sinensis, and different sized forest gaps produced different results. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

毛竹根系生物量分布与季节动态变化

采用挖土柱法研究了安徽黄山地区毛竹（Phyllostachys edulis）根系生物量的分布规律,连续观测了根系生物量的季节变化,并分析了根系生物量与温度、降雨等环境因子相关性。研究结果表明：毛竹林的根系生物量平均为12.891 t·hm^-2,88.8%的根系分布在0-40 cm土层,随土层加深根系生物量逐渐减少,0-20 cm土层中的生物量占总生物量的62.3%,分别是20-40 cm与40-60 cm根系生物量的2.35倍与5.56倍;根系总生物量具有明显的季节动态,变化范围为7.686-17.386 t·hm^-2,表现为单峰型,7月份最高,2月份最低;不同深度土壤中毛竹根系生物量也存在明显的季节动态,均从2月份开始上升,达到最大值后逐渐下降,与总生物量的季节变化规律类似,其中0-20 cm与20-40 cm土层根系生物量最大值出现在7月,与总生物量一致,而40-60 cm土层最大值出现在6月,存在一定偏差;毛竹林根系生物量与气温因子显著相关,三次拟合方程为Y=0.0001X3-0.0013X2＋0.2398X＋7.6022（R2=0.956）,与降雨量因子无显著相关性。     

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.