不同林下植被管理措施对杉木大径材林分土壤真菌群落结构的影响

林下植被是人工林生态系统重要组成部分.使用高通量技术分析,研究林下植被保留(UP)、林下植被去除(UR)、林下套种楠木(IP)3种处理措施对杉木大径材人工林土壤真菌群落结构与多样性的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关关系.结果显示:相比于UR模式,IP模式与UP模式土壤真菌群落Chao l指数、Shannon指数和Ace指数较高;本研究区域杉木人工林土壤主要优势真菌为座囊菌纲与木霉属;在纲分类水平下,与其他两种模式相比,IP模式土壤中座囊菌纲相对丰度较高(23.2%),粪壳菌纲相对丰度较低(8.78%);在属分类水平下,与其他2种模式相比,UP模式土壤中木霉属真菌相对丰度较高(9.97%),Apiotrichum属相对丰度较低(0.56%);3种林下植被管理措施下,格孢菌目、Paraboeremia、Paraboeremia_selaginellea等真菌类群相对丰度差异显著(P0.05);土壤真菌多样性指数与土壤全氮、全磷、水解氮和速效钾含量呈显著正相关(P0.05);土壤速效钾含量、速效磷含量、自然含水率与非毛管孔隙度为不同管理模式下土壤真菌群落结构变化的主要因素.本研究表明IP模式下真菌群落结构所发生的变化可能更利于土壤养分的维持与土壤质量的提高,结果可为探究科学合理的林下植被管理措施及杉木人工林长期生产力维护提供技术参考.(图7表6参58)     

近自然经营对杉木人工林地被物和土壤碳氮积累的影响

研究针叶纯林改造为异龄针阔混交林对生态系统碳氮积累的影响,对于森林可持续经营有重要意义。为探明近自然经营对林下地被物和土壤碳氮分配格局的影响,以中国林科院热带林业实验中心的杉木(Cunninghamia lanceolate)与红锥(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia hedyosperma)异龄混交林(CCM)、杉木与格木(Quercus griffithii)和大叶栎(Erythrophleum fordii)异龄混交林(CQE)以及未改造杉木纯林(MC)为研究对象,分析不同林分的林下地被物和土壤碳氮含量、储量及其分配格局。结果表明,(1)近自然经营使地被物生物量和碳氮储量分配发生改变,灌草生物量和碳氮储量分配减少,凋落物生物量和碳氮储量分配增加。(2)林分转变后林下植被的根冠比变化,导致灌草地下部位碳储量分配增加。(3)试验林分地被物总碳储量间差异不显著,CQE地被物总氮储量约为MC的50%,凋落物碳储量呈现CCMCQEMC,凋落物氮储量为CCM大于其他林分(P0.05)。(4)各林分土壤总碳储量及表层(0—20 cm)土壤氮储量间差异不显著;表层土壤C:N比值呈现CCMCQEMC,CCM表层和次层(20—40 cm)土壤碳储量高于MC,土壤总氮储量表现为CCM低于其他林分(P0.05)。采用固氮树种(格木)改造林分有利于维持土壤氮积累功能。(5)试验林分凋落物层碳氮储量和表层土壤碳储量正相关。综上,近自然经营导致林分结构改变,增加凋落物输入和提升表层土壤C:N比值,对于促进林地表层土壤碳积累有重要作用。     

间伐对杉木人工林林下植被多样性及其营养元素现存量影响

间伐改变了林分结构,影响林下植被的生长和发育,但长期间伐对杉木Cunninghamia lanceolata林下植被多样性的影响尚缺乏系统研究。在浙江开化通过样地调查,采用Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数研究3种间伐处理下杉木人工林林下植被多样性的变化;分析林下植被主要营养元素含量,研究间伐对营养元素现存量的影响。以试验区传统经营方式为对照,即林木生长中期（第14年）进行1次轻度间伐（间伐强度约15%,T1）;中度（总间伐强度约35%, T2）和强度（总间伐强度约50%,T3）间伐均在第7年和第14年进行了2次间伐。间伐15年后的结果表明,3种间伐处理下,林下植物种类数分别为18种（T1）、17种（T2）和20种（T3）,林下植被总密度和盖度均随间伐强度增加而增大;林下植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数在不同间伐处理之间均没有显著差异（P＞0.05）。林下植被全碳（TC）、全磷（TP）和全钾（TK）含量在不同间伐处理之间差异不显著（P＞0.05）,全氮（TN）含量随间伐强度增加而降低,其中T3处理显著低于T1（P＜0.05）。林下植被生物量随间伐强度增大而增加,林下植被TC、TN、TP和TK现存量在不同间伐处理之间均没有显著差异（P＞0.05）。这些试验结果说明杉木人工林间伐15年后间伐强度不会显著影响林下植被多样性和营养元素的积累。     

不同密度华北落叶松林天然林土壤养分特征研究

采用样地调查和土壤采样分析方法,对五台山地区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)天然林土壤养分特征进行研究,探讨不同林分密度华北落叶松天然林土壤养分特征,旨在为华北落叶松天然林的可持续经营提供理论依据。结果表明,林下土壤总碳、铵态氮和速效钾含量在0~10、10~20、20~30 cm土层之间的差异显著,表现出明显的由上到下递减的趋势;土壤硝态氮和速效钾含量在土层之间的差异不显著,但土壤硝态氮含量也在一定程度上表现出土层之间由上到下递减的趋势;土壤速效磷含量在各土层之间的差异最不显著,但中层略高于表层和下层。在不同土层中,不同林分密度的土壤养分特征存在差异。在0~10、10~20、20~30 cm土层中,土壤总碳、硝态氮、铵态氮、速效钾含量在576~1 568 plant·hm~(-2)密度范围内都表现为随林分密度的增大而先增加后降低的总体变化趋势;速效磷含量则分别表现为:表层先增加后减少,中层缓慢减少,下层先减少后增加。林分密度对表层土壤养分影响最为明显,随着土壤深度加深,营养元素对林分密度的响应发生改变。当华北落叶松天然林林分密度为896~1 216 plant·hm~(-2)时,0~30 cm深度土壤的总碳、硝态氮、铵态氮、速效钾、速效磷保持在相对较高的水平,以土壤养分为评价指标,研究地区华北落叶松天然林适宜的保留密度为896~1 216 plant·hm~(-2)。     

不同林龄杉木人工林药用植物多样性恢复动态

野生药用植物资源是我国中医药事业和产业的重要物质基础,并与生态平衡密切相关,然而药用植物资源和物种多样性在人工林恢复中随林龄的变化知之甚少.以广东省乐昌林场选取近自然经营杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林（5、10、15、20、30和60年林龄）为研究对象,分析药用植物多样性及组成结构随林龄的变化轨迹.结果表明：（1）6个林龄下共有林下植被74科131属和178种,其中药用植物有58科86属105种.（2）杉木人工林林下植被和药用植物物种丰富度随林龄无显著的线性关系,林下植被灌木层物种多丰富度最大值出现在林龄10年（22.33）,草本层出现在林龄20年（14.33）.灌木层药用植物物种丰富度最大值出现在10年和20年的林龄（16.00）,草本层为20年林龄（8.67）.(3)杉木林草本层和灌木层的药用植物Jaccard和Morisita-Horn相似性指数比林下植被的草本层和灌木层更高;杉木人工林林下植被灌木层、草本层和灌木层药用植物随林龄间隔Jaccard相似性指数降低,而草本层药用植物增加.综上,近自然经营的杉木人工林可以培育较多药用植物,停止人为扰动后药...     

33 a生福建柏人工林群落能量的研究

在福建三明对33 a生福建柏和杉木群落能量的研究结果表明福建柏群落和杉木群落干重热值和去灰分热值均以树叶最高,最低的为草本叶和茎或草本根;两个群落不同层次干重热值和去灰分热值的大小均为乔木层>林褥层>灌木层>草本层;两个群落乔木层干重热值和去灰分热值均以干皮最低. 两个群落不同组分灰分含量差异悬殊,最高的均为草本叶和茎,最低的均为干材. 福建柏的干重热值、去灰分热值、灰分含量均高于杉木,表明福建柏生成单位重量生物量的能量耗费比杉木多. 福建柏群落的能量现存量、年净增量、年归还量(通过凋落物)、年净固定量分别是杉木群落的0.97倍、1.65倍、1.15倍和1.36倍. 福建柏群落的太阳能转化效率为1.42%,而杉木群落为1.04%. 林下植被虽然能量现存量仅占群落的很小一部分,但在能量流动中占有重要地位,林下植被的能量流动速率比乔木层大得多,这对维持和提高地力较为有利. 33 a生福建柏群落仍然具有较大的能量年净增量,轮伐期应比杉木长;具有较高的能量流动速率,地力维护的能力也较强,是优良的造林树种. 福建柏经营密度应适当降低,发育群落林下植被以改良地力. 表5 参12     

冀西北3种植被恢复类型土壤理化性质差异及肥力评价

森林植被恢复对土壤肥力的改善是森林可持续经营的重要条件。为研究冀西北3种森林植被恢复类型对土壤肥力的影响,以张家口市崇礼区清水河流域恢复年限40年的落叶松(Larix principis-rupprechtii)、油松(Pinus tabulaeformis)乔木林和虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌木林土壤为研究对象,分层测定了3种植被类型的土壤物理性状和养分特征,采用土壤肥力指数评价法对3种植被恢复类型土壤肥力进行了综合评价。结果表明,(1)3种植被恢复类型中,落叶松林与虎榛子灌木林土壤容重明显低于油松林,土壤总孔隙度和毛管孔隙度大于油松林。(2)虎榛子灌木林的土壤水分自然储量明显大于油松林和落叶松林。最大持水量、田间持水量和毛管持水量均表现为落叶松林虎榛子灌木林油松林。(3)3种植被恢复类型中,落叶松林土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾储量高,虎榛子灌木林有机质、全氮、速效钾储量高,油松林全磷、全钾、速效磷、速效钾储量高。(4)经土壤肥力指数综合评价,3种植被类型对土壤肥力的改善作用落叶松林虎榛子灌木林油松林。油松林土壤肥力与其他两种林分差距较大,主要由于其枯落物难于分解,上中层土壤(0—40 cm)有机质得不到及时补充。     

林冠氮添加和灌草去除对杉木生理生态特征的影响

氮素对植物的生长发育十分重要,但持续、过量的氮沉降将可能对植物乃至生态系统产生深远影响。去除林下灌草是常用的林业管理措施,然而氮添加与去除灌草交互对植物生理生态特征的影响还具有很大不确定性。以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,通过林冠氮添加(25kg·hm~(-2)·a~(-1))和林下灌草去除,设置对照(CK)、灌草去除(UR)、氮添加(N)和氮添加加灌草去除(UR×N)处理。以正常生长、无病虫害的标准木为样本,通过测定杉木叶片饱和光强净光合速率(A_(sat))、气孔导度(G_s)、叶绿素相对含量、全氮、全磷及非结构性碳水化合物含量以及δ~(13)C来探讨氮添加及灌草去除对杉木生理生态特征的影响。结果表明,经过两年处理,林冠氮添加、灌草去除及其交互处理对杉木叶片的光合参数、叶片养分(氮、磷)、非结构性碳水化合物含量等各项指标均未有显著影响。N处理使杉木叶片的光合氮利用效率(PNUE)和光合磷利用效率(PPUE)较CK处理分别下降了30.1%、28.9%,而N×UR处理可以使PNUE和PPUE分别较N处理上升17.1%和13.6%。N处理使杉木叶片瞬时水分利用效率提高了15.9%。林冠氮添加、灌草去除及其交互处理对杉木人工林的影响可能是一个缓慢而长期的过程,短时间内(2年)不会对杉木生理生态特征产生显著的影响,但在实际的杉木人工林经营过程中,可以通过适当的氮添加,提高杉木人工林的抗旱性。研究结果可为全球变化背景下的杉木人工林的可持续经营措施的选择提供理论依据。     

间伐对生态公益林冠层结构及土壤养分的影响

为定量分析上海城郊生态公益林间伐后林分冠层结构变化及对林下环境的影响,2009年7月采用TRAC植物冠层分析仪研究了香樟（Cinnamomum camphora）、杜英（Elaeocarpus sylvestris）和栾树（Koelreuteria paniculata）3种生态公益林间伐2年后林分冠层结构参数,设置临时样方调查各林分林下植物分布及生物量,测定了土壤N、P、K和有机质的变化。结果表明：间伐后3种林分的LAI、丛生指数和平均接触次数均降低,而间隙分数增大。间伐增加了林分间隙和LAI的空间异质性,间伐后3个树种LAI变异系数增加了19%～45%。轻度间伐后香樟、杜英和栾树林下PPFD（Photosynthetic Photon Flux Density）分别是未间伐林分的1.6、7和2.1倍,重度间伐香樟林内PPFD增大了8.9倍。间伐后林下植物种类、总盖度和干生物量随林下PPFD增加呈增大趋势。除全P和全K含量没有变化外,林地土壤全N、速效K、速效P和有机质含量均比未间伐林地有不同程度降低,但轻度间伐杜英林地速效养分消耗显著高于香樟和栾树林分。因此,研究区生态公益林结构调控需根据树种特性和林下环境变化,确定适宜的发展模式,提高公益林的综合效益。     

广西罗城马尾松、杉木、桉树人工林碳储量及其动态变化

对广西罗城仫佬族自治县杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）桉树（Eucalyptus grandis x E.urophylla）人工林生态系统碳含量、碳储量进行了研究,结果表明：不同发育阶段马尾松、杉木、桉树人工林林下植被含碳率变化幅度为37.96%~49.03%,枯落物含碳率为41.8%～49.6%之间,马尾松幼龄林林下植被含碳率最高,2年生桉树林枯落物含碳率最小。0~60 cm土层含碳率变化幅度为0.45%～2.17%,0~20 cm土层含碳率表现为杉木〉马尾松〉桉树。马尾松、杉木、桉树人工林生态系统碳储量分别为135.61、144.30、87.54 t.hm-2,马尾松和桉树人工林生态系统碳储量均表现为随林龄的增加而增加,马尾松幼龄和近熟林碳储量分别高于杉木,杉木中龄林碳储量高于马尾松中龄林。马尾松、杉木、桉树人工林乔木碳储量分别占其总碳储量的43.03%、34.44%、22.92%。马尾松、杉木、桉树人工林下植被碳储量表现为桉树（2.54 t.hm-2）〉杉木（1.91 t.hm-2）〉马尾松（0.89 t.hm-2）。马尾松、杉木、桉树人工林枯落物碳储量分别占其总碳储量的1.64%、4.56%、1.95%。马尾松、杉木、桉树人工林土壤碳储量分别为74.13、86.48、62.95 t.hm-2,杉木人工林土壤碳储量最高,桉树最小,0~20 cm土层碳储量成为土壤的主体,马尾松0~20 cm土层碳储量占其土壤总碳储量的47.03%,杉木占51.67%,桉树为42.58%。乔木和土壤碳储量成为整个森林生态系统的主要的碳储存库。     

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性,进而可能会改变生态系统碳循环。为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响,本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎(Quercus mongolica)林、林缘草地、华北落叶松(Larix pricepis-ruprechtii)人工林、山杏(Armeniaca sibirica)灌丛和山荆子(Malus baccata)林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量,探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明,土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型。生长季的土壤温度呈单峰趋势,在8月份达到最高;土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势,其范围在0.77~1.18 cm~3·cm~(-3)之间;土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,各植被类型均在8月份达到峰值,以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大(9.778μmol·m~(-2)·s~(-1)),分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍。单因素方差分析表明,生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异;华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低;生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。因此,大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子,而土壤温度是其主要的非生物因子。该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据,对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草坡、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了不同植被恢复阶段土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及相互关系。结果表明:(1)随着植被由低级向高级的演替,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著升高(p<0.05);土壤pH值、容重及根土比显著降低(p<0.05);速效氮和速效钾变化不一致;(2)灰色关联分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度,通径分析表明,土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间相互调节,相互制约,间接调控着微生物量碳的形成。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

秦岭西部不同发育阶段油松和日本落叶松人工林土壤酶活性变化和分布特征

以秦岭西部小陇山沙坝林业试验基地为研究点,采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,比较了不同发育阶段油松(Pinus tabulaeformis)和日本落叶松(Larix kaempferi)人工林林下凋落物分解层(H层)和表土层(A层)理化性质及酶活性的变化。结果表明,2种林型林下凋落物分解层各项土壤理化性质及酶活性指标均明显高于相应表土层。随着林龄的增加,除了土壤纤维素酶活性按幼龄林→中龄林→近熟林呈先升高后降低的变化趋势外,土壤荧光素二乙酸酯水解酶(FDA水解酶)、脱氢酶、蛋白酶、脲酶、酸性磷酸酶活性,以及有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量随林分的发育总体呈现先降低后升高的变化特征。从幼龄林到近熟林的发育过程中,日本落叶松林下各项土壤理化性质及酶活性指标变化波动性比油松大,说明日本落叶松的引进在一定程度上影响了土壤生物化学过程的强度和方向。除土壤脲酶与pH值之间以及酸性磷酶酸与速效氮之间以外,6种土壤酶活性与土壤pH值,有机质、全氮、速效氮、速效磷含量之间均呈在α=0.05或α=0.01水平上相关显著。     

中亚热带森林转换对土壤微生物群落结构的影响

森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统;土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,其变化与土壤肥力的改善密切相关.采用磷脂脂肪酸法对南平市顺昌县武坊林场的常绿阔叶天然次生林和杉木人工林的土壤微生物群落结构、土壤养分及其之间的相互关系进行研究.结果表明,常绿阔叶天然次生林土壤的总碳含量、全磷含量、铵态氮、微生物量碳以及碳氮比(C/N)均显著高于杉木人工林(P 0.05),而2个林分间土壤的总氮含量、有效磷含量差异无显著差异(P 0.05).常绿阔叶天然次生林的革兰氏阳性菌、真菌、总磷脂脂肪酸(总PLFAs)、革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G~+:G~-)、细菌真菌比(F:B)显著高于杉木人工林.皮尔森相关分析结果表明细菌、真菌、总磷脂脂肪酸与总碳、全磷、铵态氮、微生物量碳含量显著相关,总磷脂脂肪酸与酸碱度(pH)显著相关(P 0.05).主成分分析表明第1主成分与第2主成分共同解释了微生物群落结构变化的97.86%,表明森林转换后不同林分的土壤微生物群落结构存在显著差异.冗余分析结果表明第一轴和第二轴分别解释了89.9%和6.7%,土壤全磷、铵态氮、硝态氮对土壤微生物群落结构的影响最大.本研究结果表明森林转换下土壤微生物群落结构与土壤养分含量具有显著相关性,这对于提高土壤肥力,营造可持续发展的杉木人工林有着重要参考价值.     

修枝对杨树人工林林内小气候及林下植被的短期效应

通过研究不同修枝强度对杨树林内小气候和林下植被的影响,为杨树人工林合理修枝和林下间作提供理论依据。对5年生的南林3804杨(Populus deltoides ‘Nanlin 3804’)人工林进行不同强度的修枝处理,分别为1/2修枝强度(修去下部枝条,使枝下高达到树高的1/2)、1/3修枝强度(修去下部枝条,使枝下高达到树高的1/3)和CK(对照,不修枝)。修枝4个月后(7月)对不同处理的林下光照强度、气温、相对湿度等林内小气候以及林下植被状况进行调查与分析。结果表明,(1)修枝改变了林下光照强度和空气温湿度。与CK相比,1/2修枝强度下林内不同位点的日平均光照强度和气温分别提高了37.83%和5.30%,而空气相对湿度降低了9.56%;1/3修枝强度下不同位点的日平均光照强度和气温分别提高了15.03%和3.93%,空气相对湿度降低了7.72%。(2)1/2和1/3修枝强度的林分地表温度分别比CK提高了0.89℃和0.62℃;不同处理之间的5cm深土壤温度和土壤湿度差异均不显著。(3)修枝后林下植被会发生较大变化。与CK相比,1/2和1/3修枝强度下的林下植被生物量分别提高了76.24%和51.26%,Shannon-Weiner指数分别提高了43.63%和19.47%;1/3修枝强度下的Menhinick丰富度指数和Pielou均匀度指数均高于CK,但1/2修枝强度下的Menhinick丰富度指数和Pielou均匀度指数均低于CK。总体而言,修枝能增强林下光照强度,提高林内气温和地表温度,降低空气相对湿度,改变林下植被组成,提高林下植物物种多样性和生物量。     

封育对科尔沁沙地植被恢复和土壤特性的影响

过度放牧是科尔沁地区土地沙化的主要原因之一,围栏封育可以有效的抑制牲畜对植被的破坏,促进沙地植被恢复,从而改善区域的生态环境。本研究以科尔沁沙地主要固沙植被——小叶锦鸡儿群落为对象,采用空间序列代替时间序列的方法,分析不同封育年限和自然放牧条件下小叶锦鸡儿群落的土壤种子库和地上植被特征、土壤理化性质和土壤水分动态,较系统地探讨了封育措施对沙地植被和土壤特性的影响。结果表明:①封育措施促使固沙植被区土壤种子库密度显著增加(P<0.05),封育2 a、6 a和12 a的土壤种子库密度分别提高了15.7%、482.5%和728.1%;土壤种子库的物种多样性和均匀度随着封育年限的增加而降低。②封育措施对沙地植被恢复具有显著的促进作用(P<0.05),封育6 a和12 a后植被密度分别提高了108.0%和239.3%,植物盖度分别提高了261.6%和271.6%;适度的封育年限(<6 a)可以提高群落的物种多样性,过长的封育年限(11 a)反而使物种多样性下降。③封育措施促使土壤表层(0-10 cm)的养分(有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾)含量有所提高,土壤含水量无显著变化(P>0.05)。     

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.     

洪涝灾害干扰下受损自然恢复林地土壤基本性状及分形维数特征

选取重大洪涝灾害干扰下受损自然恢复3种不同林地(毛竹林、杉木林、次生阔叶林)为研究对象,以未受损林地为对照,测定不同林型土壤基本性状指标(包括土壤颗粒组成在内的物理性质、主要养分含量),并运用分形理论计算了分形维数D值,探讨分形维数与土壤基本性状的相关关系.结果表明:(1)3种不同林型土壤均以粉粒含量占比最大,分形维数在2.58-2.70之间,0-10 cm土层分形维数表现为毛竹林杉木林次生阔叶林,受损自然恢复林地未受损林地,其中次生阔叶林的受损自然恢复林地与未受损林地差异显著.(2)毛竹林与次生阔叶林土壤容重表现为受损自然恢复林地显著大于未受损林地,土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度与总孔隙度则相反,受损自然恢复与未受损杉木林间土壤物理性质的差异较小;各林型土壤养分含量随土层深度的增加而降低,且受损自然恢复林地显著低于未受损林地,总体恢复状况表现为杉木林次生阔叶林毛竹林.(3)土壤分形维数与土壤黏粒含量、土壤容重存在显著正相关关系,与有机质、全氮、土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度及总毛管孔隙度存在显著负相关关系.因此,分形维数能够客观地表征土壤的结构特征以及土壤养分肥力特征;受损恢复林地土壤条件还未达到未受损林地的水平,对恢复状况较差的毛竹林,可以适当地进行人工植树造林,优化群落结构,进而改善土壤条件,促进灾害干扰下受损植被的恢复进程.     

滇中亚高山典型森林生态系统碳储量及其分配特征

同一区域不同植被类型的生长习性、土壤类型、林分立地状况等的差异,可能导致生态系统碳储量的变化。采用标准地调查和生物量实测相结合的方法,对云南省新平县磨盘山国家森林公园5种典型森林类型——华山松(Pinusarmandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、高山栎(Quercus aquifolioides)林和常绿阔叶林各器官(叶、枝、干、皮和根)碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了比较研究,探讨该区域典型森林生态系统碳储量及其分配格局,揭示滇中亚地区各林分植被层的碳源-汇变化和土壤各层碳动态规律。结果表明,(1)5种林分类型各器官碳含量在45.60%～57.60%之间波动,乔木层、灌木层、草本层和凋落物生物量分别占植被层的56.46%～92.28%、1.12%～13.15%、0.003%～2.19%和6.21%～30.26%。各林分类型植被层碳储量大小表现为:华山松常绿阔叶林云南松滇油杉高山栎。(2)5种林分的土壤碳储量随着土层深度的增加而显著降低,主要集中在0～30 cm表土层,占总碳储量的52.6%～79.8%;0～60 cm土壤碳储量大小顺序表现为:滇油杉常绿阔叶林华山松高山栎云南松。(3)5种林分的生态系统碳储量表现为:常绿阔叶林华山松滇油杉云南松高山栎,其中乔木层和土壤层之和占总碳储量的95.1%～99.2%,林下植被层占比较低。华山松、滇油杉和常绿阔叶林生态系统具有较高的碳储量,云南松林和高山栎林植被碳储潜力较大,应通过制定出切实可行的森林管理措施,提高林分质量、增加林分碳密度,发挥其更大碳汇功能。     

指数施肥对杉木优良无性系生长和光合特性的影响

为探明施肥对杉木优良无性系幼苗光合特性的影响,以杉木优良无性系"洋061"轻基质扦插苗为试验材料,共设置6个处理:对照CK(0 mg/株)、常规集中施肥CF(40 mg/株)、指数施肥EF1(40 mg/株)、EF2(80 mg/株)、EF3(120 mg/株)、EF4(160 mg/株),比较杉木幼苗的生长和光合生特性对不同施肥处理响应的差异,筛选出适合杉木优良无性系"洋061"生长的施肥方式和浓度,为杉木苗期氮素养分管理提供参考.结果表明:(1)与对照相比,施肥对杉木的苗高和地径的生长具有明显的促进作用;在相同施氮量下,指数施肥处理(EF1)下杉木的苗高和地径都优于常规施肥,但二者之间差异不显著(P 0.05).(2)指数施肥处理下叶片最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_o/F_v)和实际最大量子产额(QY)均显著高于对照和常规施肥处理,且除Fv/Fm外,其余各指标均在EF3(120 mg/株)时达到最大值,而叶片初始荧光(F_o)和非光化学猝灭(NPQ)则低于对照处理.(3)施肥处理显著提高了叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、叶绿体色素和类胡萝卜素含量,而且在相同施氮量下指数施肥处理(EF1)叶片P_n、G_s、T_r、C_i、叶绿体色素和类胡萝卜素含量显著高于常规施肥,随着施氮量的增加杉木上述指标均呈先增加后降低的趋势,除叶绿体色素外,上述指标均在施氮量为120 mg/株时达到最大.综上表明,施氮量为120 mg/株的指数施肥能通过提高PSⅡ光化学效率和电子传递速率,降低光能的热耗散,增强杉木叶片光合速率,进而促进杉木幼苗生长.因此,杉木优良无性系"洋061"适宜的施氮量为120 mg/株.(图4表1参79)