飞播马尾松林生物产量及生产力研究

湘乡市16年生不同密度的马尾松(Pinus massoniana)飞播林林分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2 42倍,高出18.33kg;当林分密度一定后,林分生物量同样随密度的增加而减小,低密度林分比高密度林分高出21.81t/hm2。林分各组生物量随密度增大而减小,并出现W>W根>W枝>W皮>W叶的规律。年均净生长量低密度林分是高密度林分的1.40倍。     

模拟酸雨对华南典型树种生长及营养元素含量的影响

我国是世界上的第3大酸雨区,而华南地区是我国酸雨比较严重的地区之一。越来越严重的酸雨将对森林生态系统林木生长产生负面影响。本文采用盆栽试验模拟研究酸雨对华南典型树种尾叶桉和马尾松幼树生长及营养元素含量的影响。酸雨水平有4个:pH6.8(CK)、pH5、pH4和pH3。幼树生长期间观察并记录其酸雨受害症状,每隔10a测量一次树高,4个月后统计生物量、叶面积情况,并分析植株样品中的N、P、K、Ca、Mg等元素的质量分数。试验结果表明,在不同酸度酸雨的协迫下,尾叶桉和马尾松幼苗表现出不同程度的受害症状,酸度越高受害越严重。酸雨显著地抑制尾叶桉和马尾松的树高生长,降低幼苗生物量,减少叶面积生长。与对照相比,生长四个月后,pH5、pH4和pH3处理分别导致尾叶桉生物量降低10.79%、19.21%和27.25%,马尾松降低12.78%、22.98%和28.70%。尾叶桉植株内P、Mg、Ca质量分数不同程度地受到酸雨的影响,而N、K质量分数不受酸雨影响;马尾松除了P元素以外,其它元素质量分数在各个酸雨处理之间差异不显著。     

广州城郊环境梯度下马尾松针叶元素质量分数变化特征

城市化、工业化迅速发展及人类活动的加剧给城市及其周边地区森林生态系统带来前所未有的干扰和压力。植物冠层是植物与大气直接进行气体交换的界面,冠层叶组织化学分析已成为评价环境污染对森林树木健康的影响,指示环境污染的有效手段。文章以广州黄埔工业区(丹水坑风景区)、城郊接壤区(华南植物园)和近郊(帽峰山森林公园)这一环境梯度为对象,在各研究点上选定自然生长的、成熟健康的马尾松(Pinus massonianaL.)5株,分别采集树冠中部向阳枝条上的当年生(Current,C)和一年生(Current 1,C 1)针叶,然后将每组针叶区分为带叶鞘针叶、去叶鞘针叶和叶鞘3个组分进行样本制备,测定N、Al、Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni元素质量分数,旨在探讨利用马尾松针叶不同组分的元素质量分数用于指示城郊梯度环境质量变化的适宜性和可靠性。研究结果表明:①当年生带叶鞘针叶中Al质量分数显著高于当年生去叶鞘针叶(p<0.05),其余元素在当年生和一年生的去叶鞘针叶与带叶鞘的完整针叶间均无显著差异;②Ni在当年生针叶及其叶鞘间没有显著差异(p<0.05),其它被测定的金属元素无论在当年生还是一年生针叶中,均表现为叶鞘中的元素质量分数均显著高于去叶鞘针叶(p<0.05),体现了针叶与叶鞘在形态结构上的差异引起重金属积累的差异;而非金属元素N质量分数则针叶显著高于叶鞘;③一年生针叶中Ni质量分数显著低于当年生针叶,但Al、Pb、Zn质量分数显著高于当年生针叶,一年生叶鞘中所有金属元素的质量分数都显著高于当年生叶鞘,表现出随暴露时间和针叶寿命的延长而持续累积的特征;而营养元素N质量分数在当年生针叶和一年生针叶以及当年生叶鞘和一年生叶鞘间无显著差异;④城乡环境梯度下生长的马尾松为研究环境质量演变提供了一个天然的实验室,受人类活动干扰大的城区马尾松一年生针叶的Cd和N质量分数及其叶鞘中的Cu、Cr、Ni质量分数显著高于受人为干扰较少的郊区,表明植物组织中元素化学特征反映了城市发展过程中人类活动的足迹。在城市环境尤其是重金属污染的监测中,成熟的一年生叶鞘更具指示意义,效果更显著。     

封育次生马尾松(Pinus massoniana)林优势种群竞争密度效应

以退化红壤区封山育林植被恢复过程中优势种群马尾松为研究对象,研究不同恢复阶段马尾松种群竞争密度效应,并提出一个适用性更强的竞争密度效应模型.研究表明,退化红壤区植被恢复过程中优势种群马尾松竞争密度效应明显,优势种群平均胸径(D)、平均胸高断面积(S)、平均单株材积(V)、林分蓄积量 (M)与种群密度 (ρ)的竞争密度关系密切,达到极显著水平(α<0. 01);新竞争密度效应模型较前人模型描述C-D效应效果更理想,可在森林竞争密度效应研究中应用. 表 4参 19     

马尾松纯林及其与阔叶树混交林的凋落量与养分通量

在25a生马尾松林下分别套种1a生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲等阔叶树种的幼苗,16a后形成郁闭的针阔混交异龄林.通过定位监测和化学分析,对上述6种混交林类型及林下未套种阔叶树的马尾松纯林的森林凋落量及养分通量进行了研究.统计结果显示,6个混交群落的年凋落量分别为7137.3kghm-2、6741.1kghm-2、8041.7kghm-2、7151.3kghm-2、7533.2kghm-2和6149.1kghm-2,而马尾松纯林的年凋落量仅3442.8kghm-2.在所有林分的凋落物组成中,枯叶占绝对优势,占凋落物总量的49.7%~71.5%,其余依次为枯枝(5.7%~26.1%)、其它组分(5.5%~17.1%)、树皮(7.7%~18.9%)和果实(0.7%~2.0%).各混交林分中来自马尾松的凋落物占50.4%~58.0%,而来自阔叶树的凋落物占42.0%~49.6%,且两者的组成存在明显差异.各林分总凋落量的季节动态呈双峰型,第1次峰值出现在2~4月份,第2次峰值出现在8、9月份.凋落物中主要养分元素的含量依林分类型、凋落物组分和凋落时间不同而异,N、P、K、Ca和Mg的含量范围依次为3.25~12.98gkg-1、0.23~0.97gkg-1、0.42~4.02gkg-1、7.34~32.57gkg-1和1.34~5.58gkg-1.不同的林分类型,凋落物中各养分元素的年通量大小均为:Ca>N>Mg>K>P.马尾松纯林中,通过凋落物的5种养分元素的年流通量为142.01kghm-2;而在林下分别套种上述6种阔叶树后,其养分年流通量依次增加到204.95kghm-2、223.93kghm-2、304.12kghm-2、288.46kghm-2、213.77kghm-2、238.05kghm-2.图3表4参13     

桂东南地区马尾松工程幼林郁闭过程的生态环境变化特征

１９９１ ～１９９６ 年,对桂东南马尾松工程幼林郁闭过程的生态环境变化进行定位观测研究．结果表明：①１ ～３ ａ 林地与灌草坡的主要气象要素无多大差别,４ ａ 后,林地逐渐显示增湿降温等良好的小气候环境,至ａ６ 基本恢复到成熟林的水平．②１～６ ａ 林地的水土流失量为３３８．５９～２１３６．９２ｔｈｍ －２ａ－１ ,径流系数２ ．１４％ ～２１．５０％ ,比灌草坡减少１２．５ ％ ～２９．４％ ,其中１ ～３ ａ 林的泥沙流失量比灌草坡增大１１２．９％ ～２１４．５ ％ ,４ ａ 后,林地泥沙流失量逐渐减少,至６ ａ 林时比灌草坡减少１８．２％ ．③６ ａ 林时的土壤物理性质比造林前有所改善,但土壤的主要养分（ 有机质、Ｎ、Ｐ、Ｋ）含量则比造林前降低４．３％ ～７．０％ ．④６ ａ 林的林木蓄积量为３６．１６ ｍ３／ｈｍ２ ,产出与投入的比值为２ ．９９ ,经济效益极为显著．     

不同林龄马尾松（Pinus massoniana）人工林碳氮磷分配格局及化学计量特征

为了解长江上游低山丘陵区马尾松（Pinus massoniana）人工林生态系统的C、N、P分配格局及化学计量特征,本文采用时空互代的方法,在宜宾高县来复林区选取三种不同林龄（5年生幼龄林、14年生中龄林、39年生成熟林）,但立地条件相近、样地情况基本一致的马尾松（Pinus massoniana）人工林作为研究对象,对马尾松针叶、凋落物及土壤中的C、N、P含量及 w（C）？w（N）？w（P）化学计量特征进行测定和分析。结果表明,（1）C、N、P 含量均表现为针叶〉凋落物〉土壤,且在三个库之间差异显著;（2）林龄对针叶、凋落物、土壤的 C、N、P 及 w（C）？w（N）、w（C）？w（P）计量比均有显著影响。（3）土壤 C、N、P含量在成熟林中最高;针叶和凋落物的C含量在成熟林中最低,N、P含量则在中龄林中最高。（4）随林龄增加马尾松对N、P的利用效率降低,针叶、凋落物及土壤的w（C）？w（N）与 w（C）？w（P）均表现为下降。（5）马尾松针叶w（N）？w（P）比值在14.37~15.53之间,说明该地区马尾松人工林受N和P的共同限制,但林龄对N、P养分限制的影响不显著。为提高该区马尾松人工林的生产力,建议在人工林的抚育管理中要适当增加N肥和P肥,同时也可在马尾松人工林引入豆科固氮植物以提高地力。该研究将马尾松针叶、凋落物及土壤结合起来探究随林龄增长C、N、P养分元素的分配格局及化学计量特征的变化,有助于全面、系统地揭示马尾松人工林生态系统的养分循环,对指导马尾松人工林生产,调节和改善林木生长环境,提高系统的养分利用效率及林地生产力具有重要意义。     

马尾松凋落针叶热解燃烧烟气排放机理

使用热重一红外光谱分析仪联用（热红联用）技术棚4定了马尾松凋落针叶热解燃烧的起始温度、烟气成分、排放量及其达到峰值时的温度等。结果表明,针叶在250℃时气体排放开始大量增加,当升温至600℃左右时,有氧条件下其气体排放基本结束,而无氧条件下则继续排放气体,甚至在950℃时仍然有CO2和CO排出;针叶释放的无机烟气以CO2和CO为主,在有氧和无氧条件下,气态有机物在种类和排放量上均有较大差异,无氧条件下气态有机物的排放量最高。实验还发现,无氧条件下,CO和气态有机物排放量出现了多峰值现象,表明针叶在无氧条件发生了2—3次热解排放高峰。     

酸沉降对马尾松菌根内Al积累和细胞损伤的影响

研究了酸沉降下马尾松(Pinus massoniana Lamb)彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)菌根共生体内Al的积累分布和根系细胞损伤状况,探讨了Al在马尾松根系和菌根的毒害位点及马尾松菌根的抗Al机制.结果表明,低pH值促进了Al在马尾松根尖皮层细胞壁和胞间大量积累;根系伸长区内Al含量明显低于根尖对照;茎、叶中Al含量较少;菌根能积累大量Al于菌丝内.酸和Al处理后根系超氧化物歧化酶(SOD)活性明显升高,丙二醛(MDA)增加.同时,根尖皮层细胞膨大变形,膜系统严重受损,细胞核膨大,核质凝集,线粒体膜明显受损;液泡增多并膨大,在150祄ol/L Al³⁺和pH值2.0处理时细胞明显衰老并出现空泡化;而菌根的形成能明显减轻酸和Al对细胞的损伤.     

采伐林窗对马尾松人工林土壤微生物生物量的初期影响

为了解人为采伐活动形成的林窗对马尾松低效人工林土壤微生物生物量的影响,以39 a生的马尾松人工林7 种不同大小林窗(G1:100 m²、G2:225 m²、G3:400 m²、G4:625 m²、G5:900m²、G6:1 225 m²、G7:1 600 m²)以及林下为研究对象,分析了林窗中央和林窗边缘土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)的季节变化。结果显示:①林窗大小显著影响了林窗内各位置土壤MBC和MBP,对MBN影响不显著;MBN与MBC变化趋势相同,均随林窗增大呈先升后降的单峰型变化,但MBN变化幅度较小,MBP仅在林窗中央具有单峰型变化。MBC、MBN和MBP分别在面积为400~900 m²、225~625 m²和625~900 m²的林窗较高。总体来看,中型林窗更有利于微生物生物量的增值。②季节变化对土壤MBC、MBN、MBP均有极显著影响,MBC为夏高春低,MBN夏高冬低;MBP的变化较复杂,秋季相对较高。③林窗中央与边缘间MBC、MBN、MBP差异不显著,但MBC、MBN显著高于林下。说明较之马尾松纯林,林窗内土壤微生物活性有较大提高。④土壤温度对MBC、MBN有显著影响,土壤含水量对MBN、MBP有显著影响,土壤温度和水分是林窗形成后影响土壤微生物生物量的重要环境因子。