Effects of two forest types on the dynamics of four base cations along with rainfall partitioning in middle subtropical forests北大核心CSCD

盐基离子随穿透雨和树干茎流的迁移成为森林元素输入的重要组成部分.在迁移过程中,冠层淋溶、树干冲刷等改变了盐基离子含量,而不同林型的林冠特征、树皮性质等存在差异,因此盐基离子含量在不同林型中可能存在差异对米槠次生林和杉木人工林穿透雨、树干茎流进行为期4年的监测,对比研究4种盐基离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+)浓度和输入量的动态特征.结果显示:(1)米槠次生林树干茎流Ca2+、Mg2+浓度显著低于杉木人工林而K+浓度显著高于杉木人工林;穿透雨除Na+浓度外均为米槠次生林显著高于杉木人工林.穿透雨和树干茎流Na+浓度林型差异不显著.(2)两种林型盐基离子季节动态变化基本一致,在雨季旱季各有一个峰值,雨季浓度普遍低于旱季.米槠次生林盐基离子浓度稳定性普遍高于杉木人工林.(3)分析盐基离子浓度与降雨强度的关系发现:Ca2+、K+、Mg2+浓度随雨量级的增加而降低,Na+浓度随雨量级的增加而增加.(4)观测期间米槠次生林穿透雨累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为47.97、35.17、7.15和12.94 kg/hm2,树干茎流累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为11.38、6.21、1.54和3.00 kg/hm2;杉木人工林穿透雨累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为47.24、26.63、6.43和11.55 kg/hm2,树干茎流累计输入Ca2+、K+、Mg2+和Na+总量分别为4.11、1.20、0.50和0.83 kg/hm2.米槠次生林的林内雨盐基离子输入量大于杉木人工林.总体而言,米槠次生林比杉木人工林有更高的养分输入,能更好地维持生态系统养分的供应;上述结果有助于进一步认识森林物质随水文过程的流动,可为人工林经营管理提供一定科学基础数据.(图6表1参36)     

红椿凋落叶全碳释放的林窗效应

为了调整低山丘陵区低效林林分结构,探明马尾松人工林不同林窗下凋落物的全碳释放规律,论文以长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松（Pinus massoniana）人工林7种不同大小林窗（G1：100 m²,G2：225 m²,G3：400 m²,G4：625 m²,G5：900 m²,G6：1 225 m²,G7： 1 600 m²）为研究对象,以林下为对照,研究了乡土阔叶树种红椿（Toona ciliata）凋落叶近1 a的全碳释放率和全碳释放速率（每30 a）。结果表明：1）相对小型（100~200 m²）和大型（1 225~ 1 600 m²）林窗以及林下,中型（400~625 m²）林窗更能促进凋落叶全碳的释放;2）全碳释放速率表现出先快后慢的变化趋势,在分解中后期（90~270 d）,出现碳的富集现象;3）凋落物全碳的释放受林窗大小、位置、分解时间的交互作用,分解时间对红椿凋落叶的全碳释放率影响极显著（P < 0.01）,林窗大小对全碳释放有显著影响（P < 0.05）,而林窗内不同位置（中心和边缘）对凋落叶碳释放无显著影响;4）凋落物分解温度、含水率和全碳释放率、质量损失速率表现出极显著正相关（P < 0.01）。     

广东鹤山三种南亚热带人工林的生态系统服务价值动态

在鹤山国家森林生态系统定位研究站长期定位研究的基础上,参照和修订了我国LY/T 1721-2008《森林生态系统服务功能评估规范》给出的生态系统服务价值量化方法与服务价格,分析揭示了三种人工林生态系统0~22龄间的服务价值结构特点及其动态规律。结果显示：南亚热带人工林各生态系统服务呈现非线性、不同步的动态发展特征：涵养水源和总服务价值动态特征为先大幅上涨,然后上升速度减缓,最终维持在一定价值高度出现小幅波动;固碳释氧和林木积累营养物质价值动态特征为迅速增长,然后趋于缓慢下降;生物保育价值和保育土壤价值动态特征为一直处于上升态势,但上升过程中变幅较大。0~22龄间,涵养水源始终是三种人工林生态系统服务价值组成中的最大组分,其次是固碳释氧和生物保育。三种人工林相比,在12龄以前马占相思林生态系统服务总价值最高,之后三者生态系统服务总值差异明显变小,乡土混交林生态系统服务功能总价值逐渐超越马占相思林。     

堆肥污泥对杨树幼苗主要抗逆生理动态变化的影响

采用温室盆栽实验研究堆肥污泥对两个杨树品种[凌丰三号(Populus×euramaricanacl.‘Lingfeng 3’)和欧美杨108号(Populus×euramericana‘Guariento’)]幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)及丙二醛(MDA)含量在不同生长季(污泥施用后的4周、9周、16周和21周)动态变化的影响,分别设置低量污泥(15 t hm-2,LS)、中量污泥(30 t hm-2,MS)、高量污泥(60 t hm-2,HS)和对照(不施污泥,CK)4个处理。结果表明:施用堆肥污泥对2个杨树品种幼苗叶片的SOD、POD及CAT活性的影响在不同生长季均为显著,其中POD活性普遍有所降低,SOD活性基本呈现降低趋势,而CAT活性则因不同品种、污泥用量和生长季而异。施用堆肥污泥对两个品种叶片Pro含量的影响除了污泥施用前期(4周后)外,其他生长季均为显著。污泥对2个品种叶片的膜质过氧化的影响在不同生长季有所差异,在4周和21周后的影响均显著,而在9周和16周后的影响均不显著,并且在污泥施用前、中期(即4周和16周后),叶片的MDA含量基本呈现增加趋势,而在21周后MDA含量则普遍有所降低。由此说明,杨树幼苗对污泥施用有一个适应过程,但因品种和污泥用量而异。     

土壤温度和湿度对鲁东南杨树人工林土壤呼吸的协同影响

利用GXH．3051红外C02气体分析仪结合自制密闭箱对鲁东南中龄杨树人工林（MAP）和成熟杨树人工林（MP）土壤呼吸、自养呼吸和异氧呼吸进行了为期2a的定位研究,分析土壤温度和湿度与土壤呼吸的关系及动态变化,探讨土壤温度和湿度对土壤呼吸的协同影响。结果表明,（1）MAP和MP土壤呼吸具明显的季节特征,均呈单峰变化,7月达到高峰,分别为4．43和3．55μm01·m-2．s-1,1月处于低谷,分别为0．72和0．54tmaol·m-2．S-1。（2）土壤温度与土壤呼吸的关系可用指数模型R=ae加’进行拟合,土壤湿度与土壤呼吸的关系可用线性模型R=aW＋b进行拟合。（3）土壤温度和湿度与土壤呼吸的综合关系可用非线性模型R=aebrWc较好地拟合,共同解释了MAP和MP不同年份土壤呼吸、自养呼吸和异氧呼吸的83．3％－85．1％、71％－79．2％、58．6％－76．5％和82．4％－88．3％、68．9％－78．2％、50．2％－78．2％,双因素模型明显优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素模型,表明鲁东南杨树人工林土壤呼吸主要受土壤温度和土壤湿度的协同影响。     

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     

三峡库区桉树人工林封育后的群落特征和演替趋势

为了解封育后桉树人工林的群落特征和演替趋势,以三峡库区中游地段世坪林场封育11年后的桉树人工林为研究对象,通过群落调查(样方法),分析了区系组成、群落外貌、垂直结构和主要种群年龄结构。结果显示,在4800m²样地中共记录维管植物(不含桉树)46科76属88种,科属分布型都以热带分布为主,但温带分布也占有一定比例;群落主要由具中小型革质全缘单叶的高位芽植物构成,但落叶树比例高于当地常绿阔叶林;群落层次分明,可分为乔木层、亚乔木层、灌木层、草本层;优势种巨桉(Eucalyptus grandis)更新不良,将会逐渐衰退,而杉木(Cunninghamia lanceolata)、丝栗栲(Castanopsis fargesii)和小红栲(C. carlesii)种群径级结构呈金字塔型,幼苗储备充足,为增长种群。通过分析桉树人工林的群落特征和主要种群年龄结构,认为封育后三峡库区桉树人工林处于向地带性常绿阔叶林演替过程中一个不稳定的过渡阶段,随着演替的进行,桉树的优势地位将逐渐为丝栗栲和小红栲等顶级树种所取代。     

三种类型森林林下植物多样性及生物量比较

对相同立地条件下海南天然次生林、桉树和马占相思林的林下植物多样性及生物量进行调查,通过比较,灌木植物的物种丰富度S、多样性Simpson指数、Shannon-wiener指数,Margalef指数、均匀度Pielou指数为:天然次生林＞桉树人工林＞马占相思人工林,方差分析前两者之间差异不显著,后两者之间差异极显著;而草本植物的变化趋势为:桉树人工林＞天然次生林＞马占相思人工林,方差分析结果前二者间除均匀度Pielou指数差异不显著外,其它多样性指数间差异极显著,后二者间差异不显著.灌木植物地上部分总生物量的变化趋势为:天然次生林＞桉树人工林＞马占相思人工林,草本植物的变化趋势为:桉树人工林＞马占相思人工林＞天然次生林.     

土壤温湿度对北京大兴杨树人工林土壤呼吸的影响

采用Li-cor-8150土壤呼吸测定系统,对北京大兴杨树人工林(欧美107,Populus×euramericana cv."74/76")土壤CO_2释放通量、土壤温度和水分进行了为期1年(2007)的定位连续观测,系统研究土壤温度(T_S)和土壤含水量(w)对土壤呼吸速率(R_s)的影响.结果表明:(1)土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,具有明显的白天高,夜间低的规律.非生长季土壤呼吸速率较低,自5月份土壤呼吸速率上升,8月份达到最大值.(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素,用指数模型解释全年过程中土壤温度对土壤呼吸速率变化的能力为69%.在低温段(<0℃)土壤呼吸速率随土壤温度升高而下降,而在土壤温度>0℃条件下土壤呼吸速率与土壤温度表现为正相关.土壤呼吸速率随土壤含水量上升表现出先升高后降低的趋势,三次方程模拟表明土壤水分的贡献率为33%,而当土壤含水量低于9.5%时,土壤水分的贡献率上升到51%.(3)土壤温、湿度共同作用于土壤呼吸,在不同含水量区间土壤呼吸对土壤温度的响应程度不同:在4%～10%土壤含水量范围内.土壤温度与土壤呼吸的指数模型的R~2达到0.86,而在土壤水分较高或较低时,其相关系数仅为0.6.土壤温度是影响土壤呼吸速率变化的主导因素,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤含水量的影响作用相对加强.土壤呼吸的温度敏感性受土壤温度区间和水分区间的综合影响,用指数模型模拟土壤温湿度对土壤呼吸的影响不能很好的模拟土壤湿度的作用,所以单一模型并不是描述土壤温湿度对土壤呼吸的共同影响的最优模型,而多种模型复合的数学模型有待进一步研究.     

改变碳输入对太岳山油松林土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤微生物作用于土壤环境的媒介,其活性对土壤环境的变化十分敏感,因此测定土壤酶活性对了解土壤微生物群落功能与环境因子的关系具有重要意义.为了解碳输入变化对土壤酶活性的影响,本文以山西太岳山油松(Pinus tabulaeformis)天然林和人工林为研究对象,自2009年7月开始进行对照(无人为干扰,CK)、去凋(去除凋落物,LR)、切根去凋(切断根系并去除凋落物,LRNR)3种处理,于2012年7、9月和2013年5月采集表层0-20 cm的土样,测定了多酚氧化酶(Polyphenol oxidase)、过氧化物酶(Peroxidase)、纤维素酶(Cellulase)、蔗糖酶(Invertase)、脲酶(Urease)和中性磷酸酶(Neutral phosphatase)的活性,另于2012年10月采集表层0-20 cm的土样测定土壤化学性质.结果显示:碳输入的改变对土壤酶活性影响显著,去凋处理和切根去凋处理均显著降低了土壤碳、氮含量(P0.05),并且显著抑制了土壤纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶等水解酶的活性(P0.05),但对多酚氧化酶和过氧化物酶等氧化酶的影响不显著(P0.05).切根去凋处理对水解酶的抑制作用大于去凋处理,并略微提高了土壤过氧化物酶活性.另外在天然林中蔗糖酶活性的下降比人工林更为显著,而人工林中纤维素酶活性的下降比天然林更显著.研究表明:油松天然林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌蔗糖酶,而油松人工林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌纤维素酶.土壤酶活性的变化说明,在山西油松林,碳输入的减少会降低参与有机质降解的土壤酶活性,而对参与腐殖质合成的土壤酶活性没有显著影响.图3表3参31