不同发育阶段杉木人工林土壤肥力分析

[目的]研究不同发育阶段(幼龄林、中龄林、成熟林)对杉木人工林土壤肥力的影响,为揭示杉木地力衰退的原因提供依据。[方法]通过对南方杉木中心产区不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质的测定,利用数学模糊评价和主成分分析2种方法,综合比较不同发育阶段杉木人工林土壤肥力。[结果]不同发育阶段对人工林土壤物理、化学性质均有显著影响。在同一发育阶段中,杉木人工林表层土与底层土之间存在差异(p0.001);土壤质量含水量对土壤物理性质具有显著指示作用,有机质、p H值与土壤养分指标呈显著相关;主成分分析和模糊评价方法均得出不同发育阶段杉木林土壤肥力呈现幼龄林成熟林中龄林的规律。[结论]随着杉木栽植时间的增长,需要采取施肥、间伐等人工干预恢复地力,进而满足杉木速生需求。     

杉木人工林的土壤性质变化

系统研究和分析了不同代、不同发育阶段杉木林的土壤物理性质、化学性质和生物特性的变化过程,揭示了杉木人工林随着栽植代数增加(2～3代),土壤物理性质变劣,pH值下降,养分含量降低,速效P和水解N的下降尤为明显,微生物区系及酶活性也朝着生物活性下降的方向变化,也反映出杉木人工林不同发育阶段土壤肥力的差别。一般从幼龄林到中龄林土壤肥力呈下降趋势,到了成熟林阶段土壤肥力稍有上升,但不能恢复到原来的状态。在现行栽培制度下,杉木人工林连作能导致土壤功能衰退,这是杉木人工林不能保持长期生产力的主要原因之一。     

江西大岗山连栽杉木人工林土壤性质的变化

系统研究了江西大岗山连栽杉木人工林土壤性质变化状况。结果表明：1、2代杉木人工林土壤物理性质相比，不论幼龄林还是中龄林，1代林均明显好于2代林；比较土壤酶活性，各林分也表现出相似的规律，即1代林土壤酶活性较高；而比较两代林土壤化学性质则发现，在幼龄林发育阶段各土壤因于指标变化规律不明显，土壤有机质、土壤氮素等指标反而为2代林较高；但各林分发育至中龄林阶段后则有了较强的规律性，除土壤有效铁和有效铜外，其它所有指标均为2代林较低。     

甘肃小陇山日本落叶松人工林不同发育阶段土壤理化性质的变化

采用时序研究法对甘肃小陇山林区日本落叶松人工林不同发育阶段(6、15、23、35 a)的土壤物理性质、化学性质进行多因子综合比较,利用主成分分析的方法,以主成分特征贡献率为权重,计算土壤肥力综合指标值,分析土壤性质的演变规律。结果表明:日本落叶松人工林发育至近熟林阶段,土壤物理性质变差,表现为土壤密度最大1.62g·cm-3,毛管孔隙度和最大持水量降至最低,分别为29.69%、24.45%,并且土壤有机质、氮、磷、钾、镁、钙含量也明显降低;而到成熟林阶段,土壤理化性质有显著改善,土壤密度降低为1.21 g·cm-3、毛管孔隙度和最大持水量恢复至45.56%、42.65%,土壤养分含量也有了很大的提高,甚至超过了中龄林阶段的水平;同时幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林土壤性质综合得分分别为-0.329、0.188、-0.565、0.739,也表明近熟林土壤性质最差,成熟林土壤性质最好。     

区域尺度杉木林和马尾松林土壤特征

【目的】分析树种、起源和龄组对森林土壤性质的影响,从土壤物理结构和土壤养分等方面探讨区域尺度上杉木林和马尾松林的土壤特征,为森林可持续经营和立地质量精准评价提供理论依据。【方法】基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,采用方差分析、相关性分析、主成分分析等多元统计方法相结合,探究杉木林和马尾松林土壤因子在不同起源和不同龄组间的差异性及相关性。【结果】广东省马尾松林与杉木林不同树种之间森林土壤性质在有机质、全氮、全磷、碱解氮等9个指标差异显著,同一树种在天然林和人工林两种不同起源之间差异不显著,同一树种在幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林不同龄组之间差异不显著。土壤各因子之间相关性较强,全氮、碱解氮、有效磷等土壤因子与平均胸径和平均树高之间呈显著正相关,树木生长对土壤养分具有促进作用。马尾松林土壤综合得分:不同起源为天然林人工林;不同龄组为成熟林中龄林幼龄林近熟林。杉木林土壤综合得分:不同起源为人工林天然林,不同龄组为幼龄林近熟林中龄林成熟林。【结论】杉木和马尾松不同树种之间差异显著,不同起源之间差异不显著,不同龄组之间差异不显著。马尾松人工林和杉木天然林的土壤质量较好,在不同龄组中马尾松近熟林和杉木成熟林土壤质量最好。所以,要根据不同树种、不同起源和不同龄组适地适树地进行森林可持续经营。     

杉木人工林不同发育阶段根际与非根际土壤微生物变化趋势

本文通过对杉木人工林不同发育阶段根际土壤和非根际土壤微生物数量及种类的研究,发现根际土壤中的细菌数量明显高于非根际土壤的,中龄杉木林根际土壤及非根际土壤中细菌数量明显低于幼龄林和成熟林,特别是在中龄杉木林根际土壤中枯草芽孢杆菌在细菌中所占比率明显低于幼龄林和成熟林的;无论是在根际还是非根际土壤中,放线菌数量的变化均无明显规律,但在类群组成上,中龄林土壤中,主要类群仅有白色类群、黄色类群和灰褐类群,而幼龄林和成熟林类群较丰富;无论是在根际还是在非根际土壤中,从幼龄到中龄杉木人工林,土壤真菌数量呈明显下降趋势,从中龄林到成熟林,则呈上升趋势,且在种类分布上,杉木中龄林根际土壤中青霉属所占比例明显高于幼龄林和成熟林的;研究结果表明,比较研究根际土壤微生物和非根际土壤微生物对于揭示杉木人工林生长发育和土壤性质变化的关系,防治地力衰退,提高林木产量,是颇有价值的。     

封山育林对不同发育阶段杉木林植物多样性的影响

将浙江省杉木公益林划分为3个发育阶段:≤10 a为幼龄林;11~20 a为中龄林;20 a为成熟林。对杉木(Cunninghamia lanceolata)优势林和含杉木混交林的三个发育阶段的乔木层、下木层和草本层的植物多样性进行比较研究。结果表明:杉木优势林的乔木层植物多样性指数都随时间缓慢上升(15%),成熟林乔木层的异质性和均匀性高于草本层,幼龄林下木层多样性不高,物种数和异质性也都随时间缓慢上升(5%),下木层均匀性在中龄以后稳定,杉木优势林随着林龄的增加,郁闭度相应增加使得草本层的Gleason指数从2.62下降到1.68;含杉木混交林封山育林后幼龄林下木层植物多样性最高,中龄林的物种数、异质性最低,均匀度随时间逐渐降低,各层植物多样性指数在各个发育阶段都表现为下木层乔木层草本层,仅有草本层Gleason指数中幼龄林阶段较高例外;在各个发育阶段杉木优势林的乔木层和下木层的植物多样性都不如含杉木混交林,优势林草本层的物种丰富度、异质性和均匀性指数幼龄林阶段都高于含杉木混交林,中龄林阶段接近,在成熟林阶段都比含杉木混交林低;总体而言,杉木优势林的植物多样性不如相同发育阶段的含杉木混交林。     

岫岩地区不同发育阶段红松人工林土壤理化性质研究

为掌握岫岩地区红松人工林不同发育阶段土壤质量的变化情况,对不同林龄红松林的土壤理化性质进行了测定和分析。结果表明,通过土壤物理性质反映出岫岩地区不同发育阶段红松人工林的土壤质量次序为成熟林>幼龄林>中龄林>近熟林;通过土壤化学性质反映出土壤质量次序为:成熟林>中龄林>幼龄林>近熟林。近熟林阶段土壤理化性质最差,成熟林阶段土壤理化性质最佳。     

不同恢复阶段杉木人工林蓄积量的动态变化

以河南省信阳市南湾实验林场不同演替阶段的杉木人工林为研究对象,采用空间代替时间的方法分析了杉木人工林的林分蓄积量随林龄的变化规律。研究表明,杉木人工林的蓄积量随林龄的增加而逐渐上升,然后林分密度逐渐下降。杉木林蓄积量的年均生长量和连年生长量则在中龄林阶段最高,近熟林和成熟林时期的生长量逐渐下降。因此,杉木林经营应该在中龄林阶段加强间伐管理,从而提高林木生长量,缩短林分轮伐周期以恢复林地地力。     

江西大岗山不同林龄杉木人工林土壤碳氮储量

以江西大岗山5种林龄(6、15、25、32和50年生)杉木人工林为对象,对林地土壤有机碳和全氮含量及储量的变化特征进行了研究,并讨论了碳氮储量之间的关系。结果表明:在0～20 cm土层,随着林龄的增加,土壤有机碳和全氮含量变化一致,均呈先下降后上升的趋势;在20～40 cm土层,土壤有机碳含量仍呈先下降后上升的趋势;土壤全氮含量则先上升后下降。随着林龄的增加,有机碳和全氮储量均呈现先下降后上升的趋势,在幼龄林阶段碳氮储量最高。各林龄0～40 cm土层有机碳储量分别为:幼龄林85.38 t·hm-2,过熟林79.77 t·hm-2,成熟林71.62 t·hm-2,中龄林62.30 t·hm-2,近熟林60.97 t·hm-2。各林龄氮储量分别为:幼龄林5.83 t·hm-2,过熟林5.50 t·hm-2,成熟林5.47 t·hm-2,近熟林5.10 t·hm-2,中龄林4.62 t·hm-2。碳氮储量之间呈极显著正相关关系。本研究可为不同林龄杉木人工林的合理管理以及固碳能力的提升提供理论依据。     

湖南杉木人工林近自然经营问题探讨

德国人工林在19世纪,与湖南杉木人工林有相似之处,采用单一树种营造大面积人工林,造成地力消耗很大,无法实现林木的可持续利用。本文从杉木经营历史,分析了现有栽培制度下的炼山、幼林抚育、轮伐期短、林分结构单一等现状所导致的杉木人工林生产力下降、林地地力衰退。本研究引进德国森林近自然经营理念及原则改造杉木人工林,分别对杉木幼林、中林、成林进行第1代目标树经营,为第2代目标树形成创造有利条件,使林地地力得到恢复,达到可持续经营的目的,同时获得较大经济效益。     

轮伐期对杉木人工林地力维护的影响

通过对全国杉木中心产区不同发育阶段杉木人工林生长及生物量的调查,研究轮伐期对杉木人工林生物量及养分分布规律的影响,结果表明：不同轮伐期经营的杉木林林分生物量及其养分分配规律存在差异,随年龄阶段的提高,杉木枝、叶、根、边材及林冠所占比例逐年下降,干、皮和心材比例逐年增加,边材／心材及林冠／树干比例下降,轮伐期越短,每采伐单位杉木干物质所带走的养分越多,对地力的消耗越严重;同时短轮伐期还造成采伐、炼山     

杉木及其人工林自身特性对长期立地生产力的影响

本文系统地研究并综合了有关杉木及其人工林自身特性对长期立地生产力的影响的研究资料,认为杉木及其人工林自身的特性存在许多对地力维护不利的因素：（1）杉木凋落物发生晚,大量凋落物发生在14－15a前后;（2）杉木枯死枝叶具宿存特性,10－15a期间大部分枯死枝叶在树上,影响枯死枝叶的分解;（3）杉木凋落物养分含量低,如N含量只有阔叶树的30％－50％,因此枯落物营养元素积累低;（4）凋落物分解速率慢,分解速度在45％以下,而宿存于树上的枯死枝叶分解速率更慢;（5）杉木为速生树种,尤其在15a年前生长量大,吸收养分多,而养分归还少,杉木人工林养分循环速率不及40％;（6）杉木人工林培育密度较大,在15a前很少有林下植物生长,在20a后才有较好的林下植被发育,人工林长期处在单一的群落结构,很难发挥林下植被对地力的维护和改良作用。从现有的研究资料看,杉木及其人工林自身对地力维护有不利影响,是引起杉木林地土壤肥力及长期生产力下降的重要因素之一。     

多代连栽对不同发育阶段杉木人工林生产力的影响

在全国杉木中心产区的闽北林区,选择不同栽植代数、不同立地及不同发育阶段杉木人工林,进行多代连栽对不同发育阶段杉木人工林生长力影响的系统研究,结果表明:多代连栽对不同发育阶段杉木人工林生产力有较大影响。随栽植代数增加,不同发育阶段杉木林平均木生物量、林分生物量及林分净生产力均呈逐代下降趋势,表现为1代>2代>3代,其中2代16地位指数不同发育阶段杉木林林分生物量比1代下降1 45%～11 68%;3代杉木比1代下降17 44%～60 53%,比2代下降16 23%～55 31%,多代连栽导致了杉木人工林生产力的明显衰退。     

杉木幼龄林叶片营养元素含量与林木生长的相关性

本文重点论述丘陵立地条件下 ,1、2代杉木幼龄林高生长、当年高生长、胸径生长与叶片中营养元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Mn、Zn、Fe含量的相关关系 ,进而从林木营养这个角度 ,为提高林木产量、防治地力衰退提供可靠的科学依据。研究结果表明 :2代杉木幼龄林生长与N、P、Mg、Cu、Mn、Fe含量呈密切的正相关。 1代杉木幼龄林生长虽与P、Mg、Cu、Mn、Fe含量呈正相关 ,但复相关系数数值偏低。也就是说土壤养分含量尚没有明显影响 1代杉木幼龄林正常生长     

杉木人工林连作生物生产力的研究

在全国杉木中心产区，选择不同栽植代数（1、2、3代），不同生长发育阶段（5、10、15、20a)及不同立地（14、16、18地位指数）的杉木人工林，进行不同栽植代数杉木人工林生物生产力的比较研究。结果表明：连栽导致了不同生长发育阶段杉木人工林生产力的明显下降，随栽植代数增加，不同生长发育阶段杉木林林分生物量逐代递减，林下植被生物量呈递增趋势，其中2、3代20a生杉木林林分生物量分别比1代下降20.24%和38.09%，3代比2代下降22.38%。同时林分树干生物量所占比例下降，根系生物量所占比例增加，连栽刺激了杉木根系生长发育，并有利于林下植被恢复。     

亚热带地区杉木人工林和阔叶林土壤活性有机质研究(英文)

土壤活性有机质对土壤养分如氮、磷、硫的生物化学循环具有作用,其含量和质量影响土壤的初级生产力。本试验在中国科学院会同森林生态实验站通过对第一代、第二代杉木纯林和地带性阔叶林土壤活性有机质组分的对比研究,发现杉木纯林土壤活性有机质的含量低于地带性阔叶林。第一代杉木纯林易氧化有机碳、微生物生物量碳、水溶性有机碳和水溶性碳水化合物的含量分别比第二代杉木纯林高35.9%、13.7%、87.8%和50.9%,比地带性阔叶林的低15.8%、47.3%、38.1%和30.2%。在调查的三种林地内,土壤微生物生物量碳和水溶性有机碳含量下降幅度较大,其次为水溶性碳水化合物,而易氧化有机碳的变化最小。同时,杉木纯林土壤养分等理化性质也比地带性阔叶林低。这表明在杉木纯林取代地带性阔叶林以及杉木纯林连栽后林地的土壤肥力降低。图3 表2参26。     

乐昌含笑人工林的土壤肥力和涵养水源功能研究

通过对乐昌含笑和杉木人工林生物量和土壤肥力的调查,进行乐昌含笑人工林培肥土壤和涵养水源功能的研究,结果表明:营造乐昌含笑人工林后林地土壤水稳性团聚体含量增加,团聚体的稳定性增强,容重降低,总孔隙度增加,林地土壤结构、孔隙和养分状况得到不同程度的改善,乐昌含笑人工林具有比杉木林更好的培肥土壤功能;乐昌含笑叶的最大持水率明显高于杉木叶,其林分地上部分最大持水量是杉木林的1.14倍,同时由于乐昌含笑林土壤结构及孔隙状况的改善,林地蓄水能力增强,使得乐昌含笑人工林表现出比杉木林更好的水源涵养功能。     

陈山红心杉连栽林地土壤肥力综合评价

【目的】研究红心杉连栽对地力和林分生产力的影响,为红心杉人工林的可持续经营提供数据参考。【方法】选取立地条件相同的第1(G1)、2(G2)、3(G3)代红心杉人工幼林林地为研究对象,采用空间替换时间的方法,测定第1、2、3代红心杉幼林地0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层中的土壤酶活性及主要理化性质,利用主成分分析法综合评估不同代次红心杉幼林林地的土壤肥力,探究与分析连栽红心杉林地肥力下降的主要影响因子。【结果】土壤肥力的综合评价指数F值的变化范围为5.993^-4.436,23个评价指标通过“降维”成3个主成分,累计贡献率达88.913%,其中,第1主成分贡献率为71.862%,第2主成分的贡献率为9.123%,第3主成分的贡献率仅有7.927%;随着连栽代次增加和土层加深,土壤水分和孔隙指标均呈降低趋势;大量元素、有效微量元素、脲酶和磷酸酶活在第1、2、3代之间均具有显著差异(P<0.05)。【结论】在当前的种植方式下,随着红心杉连栽代次的增加,土壤肥力和容蓄能力下降,脲酶、磷酸酶、全P、碱解N、速效K、有效Cu、有效Mn和有效Fe是影响土壤肥力的关键要素。