中亚热带4种森林土壤碳、氮、磷化学计量特征

以湘中丘陵区杉木人工林(CL)、马尾松—石栎针阔混交林(PM)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、石栎—青冈常绿阔叶林(LG)为对象,研究了中亚热带森林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量特征。结果表明:同一土层SOC、TN、TP含量随着森林树种增加而增加,LG、CA 0~30 cm土层SOC平均含量显著高于CL,但与PM差异不显著,CA各土壤层TN平均含量均显著高于CL、PM,但与LG差异不显著,CA各土壤层TP平均含量显著高于CL、PM、LG;4种森林土壤SOC、TN含量随土壤深度增加而下降,呈"倒金字塔"的分布模式,但TP含量随土壤深度变化不明显,呈"圆柱体"的分布模式。LG各土壤层C:N、C:P平均比值最高,其次是PM,CA、CL最低,但4种森林同一土层N∶P平均比值差异不显著,4种森林0~30 cm土层的C∶N∶P平均比值均明显高于我国土壤C∶N∶P比值的平均值(60∶5∶1),C∶N、C∶P、N∶P比值均随土壤深度增加而下降,不同森林之间的差异也随土壤深度增加而减弱。土壤SOC、TN、TP相互之间的耦合关系显著,C∶N、C∶P比值主要受土壤SOC含量的影响,N∶P比主要受到土壤SOC、TN含量的影响,土壤C∶P比对土壤C∶N、N∶P比值影响显著。     

中亚热带森林转换对地表CH4氧化的影响

利用静态箱-气相色谱法对中亚热带常绿阔叶天然林与杉木人工林地表CH4氧化速率进行17个月的定位观测研究.结果表明:在观测期间(2009 - 04-2010 - 08),天然林与人工林均表现为大气CH4汇,天然林与杉木人工林地表CH4年均氧化速率分别为32.01和25.31 μg·m -2h-1,天然林地表CH4氧化速率为10.83 ～75.02μg·m -2h-1,人工林地表CH4氧化速率为7.66 ～46.40 μg·m-2h-1;地表CH4氧化速率受土壤温度、含水量及其交互作用的影响,土壤体积含水量显著影响地表CH4氧化速率,而土壤温度对地表CH4氧化速率的影响则因土壤体积含水量和土壤深度而异.     

降水减少对红锥和马尾松温室气体排放的影响

为了揭示降水变化对森林土壤CO2、N2O、CH4通量的影响,本研究以南亚热带红锥和马尾松人工林为研究对象,设置穿透雨减少50%和不减雨(对照),2013—2015年开展野外降水控制实验,结果表明:穿透雨减少仅导致红锥雨季土壤CO2排放通量比对照显著增加了39.1%,而对红锥全年和旱季土壤CO2排放通量、以及红锥全年、旱季和雨季土壤N2O排放和CH4吸收通量均无影响。对马尾松而言,穿透雨减少对其全年、旱季和雨季土壤CO2排放、N2O排放和CH4吸收通量的影响均不显著。另外红锥土壤温室气体排放通量大于马尾松,在减雨处理下更加明显。相关分析表明,红锥和马尾松土壤CO2排放通量与5 cm土壤温度呈指数正相关,与5 cm土壤温、湿度呈二元线性正相关;红锥和马尾松土壤N2O排放通量与5 cm土壤温、湿度的线性关系不显著;红锥土壤CH4吸收通量与5 cm土壤湿度和5 cm土壤温、湿度呈显著的线性负相关,而马尾松土壤CH4吸收通量与5 cm土壤温、湿度的线性关系不显著。总之,短期降水减少可能导致红锥雨季土壤CO2排放显著增加,然而不会改变马尾松土壤CO2、N2O和CH4通量。未来降水减少可能扩大红锥和马尾松土壤温室气体排放通量的差异。     

湘中丘陵区4种森林类型土壤理化性质

为探明由不同树种组成的森林对土壤肥力的影响机制,采集湘中丘陵区地域相邻、立地条件一致、年龄相近的马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林和杉木人工林土壤(0~15、15~30 cm)进行理化性质测定。结果表明:杉木人工林两土层的容重均高于3种次生林,4种森林土壤具有南方丘陵区红壤典型质地粘重特征,均为粘壤土,但4种森林类型土壤各粒级颗粒百分含量存在一定的差异;各土层含水率的变化趋势基本一致,均表现为杉木人工林最高,其次是南酸枣落叶阔叶林和石栎+青冈常绿阔叶林,马尾松+石栎针阔混交林最低;4种森林土壤全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K平均含量均表现为0~15 cm土层高于15~30 cm土层,不同森林类型土壤养分含量及其供N、P、K强度均有明显的差异,杉木人工林土壤养分含量普遍低于3种次生林,但供N、P、K强度高于3种次生林,表明不同森林在土壤养分的积累、贮存和转化等方面差异显著。     

湖南莽山4种林型甲烷通量及其影响因子

以湖南省莽山地区4种典型森林类型(阔叶混交林、针阔混交林、常绿阔叶林及山地矮林)为研究对象,采用静态箱-气相色谱法观测4种森林类型土壤CH_4通量,比较其CH_4通量的动态及影响因子。结果表明:在生长季,4种森林类型甲烷通量总体上表现为汇,其大小顺序为常绿阔叶林(-10.290 9±9.900 5μg·m~(-2)h~(-1))山地矮林(-14.175 8±11.559 0μg·m~(-2)h~(-1))阔叶混交林(-17.115 5±11.074 8μg·m~(-2)h~(-1))针阔混交林(-23.700 2±10.484 7μg·m~(-2)h~(-1));除针阔混交林外,甲烷通量与土壤含水量无显著的相关性,4种森林类型甲烷通量均与土壤温度呈显著的负相关;甲烷通量对土壤养分的响应出现差异:山地矮林甲烷通量与土壤全氮、全磷呈显著正相关;常绿阔叶林甲烷通量与土壤有机碳呈显著负相关,与土壤全氮显著正相关,其他两种森林类型甲烷通量均与全氮呈显著正相关,说明土壤温度和土壤全氮是影响莽山地区甲烷通量的主要因素。     

尾巨桉萌芽林土壤呼吸变化及其与土壤温度和土壤含水率的关系

采用LI-8100土壤碳通量测定系统对广西吴圩森林生态系统定位观测研究站内尾巨桉萌芽林的土壤呼吸进行测定,同时测定10 cm土壤温度和土壤含水率。结果表明,在测定的1年时间内,尾巨桉萌芽林土壤呼吸速率在1.04~3.48μmol/(m2·s)间波动,不同的月份间存在极显著差异,土壤呼吸的峰值出现在夏季最热的8月份,最低值出现在冬季最冷的1月份。土壤呼吸速率的日变化呈明显的单峰曲线,最高值出现在下午14-18时之间,最低值出现在凌晨3-6时之间,土壤呼吸与10 cm土壤温度存在显著的指数相关关系,土壤温度的变化可以解释60.2%土壤呼吸的变化,Q10值为1.82。土壤呼吸速率与土壤含水率成显著线性相关关系,土壤含水率可以解释27.4%土壤呼吸的变化。     

蕉岭长潭省级自然保护区表土有机碳研究

基于UTM公里网格方法划分的66个网格的土壤剖面数据,分析了蕉岭长潭自然保护区5种典型植被类型(马尾松林、杉木林、针阔混交林、阔叶混交林和竹林)的表层土壤(0~20 cm)有机碳含量、密度、储量的分布特征与影响因子。结果表明:(1)表土有机碳含量SOC分布在12.61~66.19 g.kg-1之间,平均值为30.87±1.30 g.kg-1,大小顺序为竹林>阔叶混交林>针阔混交林>杉木林>马尾松林,多重比较显示竹林(37.63 g.kg-1)显著高于马尾松林(18.52 g.kg-1),马尾松林仅为竹林的49.21%。(2)表土有机碳密度SOCD在3.27~15.69 kg.m-2间,平均值为8.22±0.39 kg.m-2,大小排序为阔叶混交林>竹林>针阔混交林>杉木林>马尾松林,阔叶混交林(10.15 kg.m-2)和竹林(9.96 kg.m-2)的SOCD值显著高于马尾松林(4.82 kg.m-2)(p=0.005,p=0.036),马尾松林仅是阔叶混交林的47.49%。(3)蕉岭长潭保护区表土层有机碳储量为402 100 t,占总面积54.54%的针阔混交林贡献最大,其次为阔叶混交林、杉木林、竹林和马...     

针叶林阔叶化改造的森林生态防火效果初报

结合森林生态防火,引入木荷、苦槠、青冈、石栎、枫香等耐火目的树种对马尾松和杉木林退化系统进行阀叶化改造.在千岛湖区进行杉木间伐补植木荷、枫香,杉木萌芽林补植苦槠、青冈,马尾松林下补植枫香、青冈或苦槠、石栎四种不同阔叶化改造试验,3年后的调查测定结果表明:通过改造,优化了林分结构,马尾松阔叶化改造促进生态恢复的速度更为迅速.改造林分内枯落物比针叶林少,而枯落物含水率高;土壤含水率则因立地条件而异.阔叶化改造后具有明显提高生物多样性和防火效果及一定的涵养水源、保持水土作用.通过针叶林阔叶化改造,调整树种的组成结构、可燃物的空间分布,改善林地环境,以森林的片状控制代替林带控制,全方位有效控制森林火灾,在当前可持续发展和生态环境改善日益重视的社会背景与发展趋势下,具有推广应用前景.     

城市湿地毛竹林土壤二氧化碳通量研究

为了解城市湿地典型基塘系统的土壤二氧化碳(CO_2)通量特征,以杭州西溪国家湿地公园毛竹林为主要研究对象,通过静态箱式法进行土壤CO_2的通量观测。结果表明:西溪湿地毛竹林土壤是CO_2的排放源,为单峰型,CO_2通量最小值出现在冬季1月,为(127.41±24.06)mg·m~(-2)·h~(-1),最大值出现在夏季的9月,为(537.21±41.12)mg·m~(-2)·h~(-1),是1月最小通量的4倍多,全年毛竹林土壤CO_2的累积排放量为3 366.29 g·m~(-2)·a~(-1)。西溪湿地毛竹林土壤CO_2通量与10 cm土壤温度、0~20 cm土壤含水量有显著相关性,与土壤有机碳质量分数呈负相关。     

黔东南杉木纯林及其混交林凋落物年产量与月动态变化

采用空间替代时间和定位观测相结合的方法,在黔东南以杉木不同龄级纯林及中龄期混交林为研究对象,研究其凋落物年产量、月动态及影响因素,结果表明:(1)幼龄(≤10年)、近熟龄(21-25年)、成熟龄(26-35年)和过熟龄(≥36年)杉木纯林的凋落物产量为0.61t/(hm~2·a)、3.38t/(hm~2·a)、4.21t/(hm~2·a)和5.75t/(hm~2·a),中龄期柳杉-杉木林、马尾松-檫木-杉木林、毛竹-杉木林和马尾松-杉木林的凋落物产量为7.55t/(hm~2·a)、4.23t/(hm~2·a)、3.72t/(hm~2·a)和3.25 t/(hm~2·a)。(2)杉木纯林中幼龄林和近熟林、成熟林及过熟林的凋落物月产量差异显著,中龄期混交林中柳杉-杉木林和马尾松-杉木林的凋落物月产量差异也显著。杉木林凋落物月产量动态曲线呈3峰型,峰值出现在2-4月、7-10月和12月间。杉木不同龄级纯林及中龄期不同混交林类型内凋落物月产量动态曲线的X2检验值差异显著,季节性分布格局不同。(3)杉木纯林凋落物年产量和草本层植物生物量及土壤A层pH值的直线相关显著,混交林凋落物年产量和灌木层植物平均地径及高度、土壤A层及B层全磷含量的直线相关也显著。中龄期马尾松-檫木-杉木混交林及成熟龄期杉木纯林凋落物月产量和温度及降雨量相关显著,表明凋落物产量受气候-土壤-植被系统部分要素的综合影响。     

马尾松混交林土壤持水性和肥力特征

通过马尾松与格氏栲、青栲、火力楠及杉木等树种混交试验,13年生时测定不同混交林土壤的持水性、土壤结构和养分。结果表明,马尾松格氏栲和马尾松青栲混交林土壤饱和持水量大于马尾松火力楠和马尾松杉木混交林,土壤结构破坏率以马尾松格氏栲和马尾松青栲混交林较低,而马尾松格氏栲混交林土壤孔隙度最大,且马尾松格氏栲和马尾松青栲混交林土壤有机质、全量养分和速效性养分含量高于其他2种混交组合。格氏栲和青栲为马尾松伴生树种可以促进林分涵养水源,提高土壤肥力。     

中亚热带天然林改造成人工林后土壤呼吸的变化特征

【目的】研究中亚热带常绿阔叶林(天然林)改造成人工林后土壤碳排放量的变化及主要影响因子,为评估森林类型转换对土壤碳排放的影响提供科学依据。【方法】在福建农林大学西芹教学林场的常绿阔叶林及由其改造而来的38年生闽楠人工林与35年生杉木人工林中分别设置4块20 m×20 m样地,利用Li-8100土壤碳通量观测系统于2014年9月—2016年9月进行定点观测,并同期观测土壤温度、含水量、有机碳含量(SOC)、微生物生物量碳含量(MBC)、可溶性有机碳含量(DOC)、0～20 cm土层细根生物量和年凋落物量及凋落物碳氮比(C/N)。【结果】常绿阔叶林改造成闽楠(38年后)和杉木人工林(35年后),年均土壤碳排放通量由16. 22显著降为12. 71和4. 83 tC·hm^-2a^-1,分别减少21. 60%和70. 20%;各林分类型的土壤呼吸温度敏感性Q¹⁰值表现为常绿阔叶林(1. 97)<闽楠人工林(2. 03)<杉木人工林(2. 91),转换为杉木人工林后,Q¹⁰值显著升高(P<0. 05);土壤温度能分别解释常绿阔叶林、闽楠人工林与杉木人工林土壤呼吸速率变化的89. 70%、88. 50%和87. 90%,土壤呼吸速率和土壤含水量相关不显著(P>0. 05);土壤呼吸速率和SOC、MBC、DOC、年凋落物量及0～20 cm土层细根生物量均极显著正相关(P<0. 01);土壤呼吸温度敏感性指数Q¹⁰值和凋落物C/N极显著正相关(P<0. 01),而与年均土壤呼吸速率及MBC极显著负相关(P<0. 01);进一步分析发现土壤MBC和SOC含量是影响土壤呼吸速率的2个最重要因子,而凋落物C/N在影响土壤呼吸温度敏感性中的贡献最大。【结论】中亚热带地区常绿阔叶林改造成闽楠(38年)或杉木(35年)人工林后,土壤碳排放通量显著降低。林分类型转换后树种组成和林分结构发生改变,凋落物数量、质量及细根生物量显著降低,土壤SOC和MBC含量显著下降可共同导致土壤呼吸通量的下降。土壤温度是3种林分类型土壤呼吸季节变化的主导因素,而土壤总有机碳库和土壤微生物量碳库的差异是不同林分之间土壤呼吸差异的主导因素,凋落物C/N对土壤呼吸的Q¹⁰影响最大。为提高模型预测森林类型转换影响土壤碳排放的精度,应综合考虑土壤有机碳库、易变性有机碳库及底物质量的变化。     

第1代与第2代9年生杉木林分生产力及土壤肥力比较

在杉木中心产区福建省南平市峡阳镇采用以空间换时间的方法,对第1代与第2代杉木林分生产力及土壤肥力进行长期定位研究。结果表明,9年生第2代杉木林分的平均密度、平均胸径、平均树高、平均立木蓄积量和地位指数分别为2132株.hm-2、13.85 cm、9.91 m、168.94 m3.hm-2、19.54,同龄的第1代杉木林分的平均密度、平均胸径、平均树高、平均立木蓄积量和地位指数分别为1667株.hm-2、14.78 cm、10.88 m、163.53 m3.hm-2、20.86;第2代杉木林分平均树高和地位指数显著低于第1代,但蓄积量没有显著差异。第2代杉木林分的地位指数与同龄的第1代杉木林分相比下降了1.32,而与前茬(第1代)杉木林相比仅下降了0.59,第2代杉木林地土壤性质与第1代相比没有显著差异;采用杉木良种造林可延缓第2代杉木林生产力下降。     

不同光照和温度处理对杉木种子萌发的影响

为探求不同光照和温度对杉木种子萌发的影响,该研究以杉木(Cunninghamia lanceolata)种子为试验对象,设置红光、蓝光、白光3个光照处理条件,每个光照处理条件设0,5,20μmol/(m ²·s)3个光量梯度,并测量了萌发率、萌发指数和发芽势。结果表明:白光5μmol/(m ²·s)、红光20μmol/(m^( 2)·s)条件下萌发率最高(26%),但白光5μmol/(m^( 2)·s)的萌发指数更高(3.1%);不同温度处理下:高温(37℃)会使种子萌发指数下降,最终丧失活力停止萌发;低温(16℃)下种子发芽率较低(18.67%),且种子萌发指数比对照(22℃)低49.28%。     

亚热带典型丘陵坡地马尾松林土壤N2O的年通量特征

由人类活动所造成的大气中温室气体浓度急剧增加而引起的全球气候变暖和环境变化已引起全世界的广泛关注。氧化亚氮(N2O)是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的一种温室气体,在大气中含量较低却十分稳定,具有较大的增温潜能(其单分子的增温潜能是CO2的310倍)和较快的浓度增加速率(以每年0.25%的速率增加)(IPCC,2007)。N2O可吸收红外线,减少地球表面通过大气向外层空间的热辐射,导致地球表面温度增加。N2O能参与大气中许多光化学反应,破坏臭氧层(Crutzen,1970),导致到达地球表面的紫外线明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。     

广东省蕉岭长潭省级自然保护区表层土壤物性的研究

通过对广东省蕉岭长潭省级自然保护区针阔混交林、马尾松林、杉木林、毛竹林、阔叶混交林等5种不同森林类型土壤理化性质状况的比较,研究了不同森林类型对土壤肥力状况的影响。结果表明：（1）广东省蕉岭长潭省级自然保护区表层表土呈酸性,石砾含量、土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别为4.0%、1.11 g/cm3、58.01%、37.73%和20.28%;自然含水量、最大持水量、最小持水量分别为296.02,442.95,321.38 g/kg;土壤阳离子交换量为5.99-8.20 cmol（＋）/kg,电导率为57.87-97.44,全氮、碱解氮、全磷、速效磷和速效钾分别为1.88 g/kg、105.20 mg/kg、0.19 g/kg、2.22 mg/kg和130.53 mg/kg。（2）土壤孔隙度、土壤自然含水量、最小持水量、阳离子交换量、电导率、全磷、速效磷在不同林分类型间差异不显著,但土壤容重、石砾含量、最大持水量、土壤pH值、全氮、碱解氮、速效钾在不同林分类型间差异显著。马尾松林的石砾含量与针阔混交林、毛竹林、阔叶混交林有显著差异（p=0.003,p=0.009,p=0.01）,全氮与针阔混交林差异显著（p=0.025）,碱解氮与针阔混交林差异显著（p=0.028）,速效钾与阔叶混交林差异显著（p=0.012）;毛竹林pH值和杉木林、针阔混交林和阔叶混交林差异显著（p=0.026,p=0.030,p=0.035）。（3）从土壤理化性状来看,阔叶混交林、毛竹林的土壤质量和肥力要比马尾松林和杉木林好。     

川西低山丘陵区主要人工林土壤有机碳密度研究

基于森林土壤碳清查的方法,研究了川西低山丘陵区马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、巨桉(Eucalyptus grandis)和柏木(Cupressus funebris)人工林土壤的有机碳密度,结果表明,4种人工林土壤各层有机碳含量介于(4.34±0.75)～(23.41±2.75)g·kg-1,并随土壤深度的增加而降低;马尾松、杉木、巨桉和柏木人工林1 m深度内土壤平均有机碳密度分别为(79.9±10.0)、(125.9±21.2)、(145.4±22.1)和(157.9±29.2)t·hm-2;柏木混交林的土壤有机碳密度显著增加,柏木-栎针阔混交林和柏木-慈竹混交林的土壤有机碳密度分别为(187.9±16.0)和(158.6±15.4)t·hm-2.     

不同森林植被下土壤化学和生物化学肥力的综合评价

利用模糊数学和多元统计分析原理，对常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林和杉木林4类森林植被下土壤化学和生物化学肥力进行了综合评价。结果表明：4类林分土壤化学、生物化学综合肥力由高到低依次是常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林、杉木林，0－20cm土层土壤肥力综合指标值分别为0.7412、0.5796、0.4798、0.3476,20-40cm土层则分别是0.2357、0.1746、0.1592、0.1168。土壤肥力综合评价结果和单项肥力指标分析结果一致，但比单项肥力分析更具说服力。     

湖南黄桑国家级自然保护区主要植物群落类型特征的研究

通过87个样地的调查研究表明,黄桑国家级自然保护区的主要植物群落有:栲林、木荷林、亮叶水青冈林、石栎林、华榛林、鹅掌楸林、桦木林、枫香林、华南五针松林、润楠林、马尾松林、杉木林、闽楠林、云山白兰林、三尖杉林、龙胜杜鹃林、映山红灌丛、竹林、马兰灌草丛等。植物群落景观具有明显的垂直性分布:海拔1 200 m以下为常绿阔叶林带;海拔1 200~1 400 m之间为常绿与落叶阔叶混交林(包括针阔叶混交林);海拔1 400~1 700 m之间为山顶矮林;海拔1 700 m以上为中山灌丛、草丛带。植物群落物种多样性与群落结构的复杂性呈正相关,各群落类型物种多样性指数普遍较高。