亚热带不同人工林土壤团聚体稳定性特征研究

为了解不同营林方式对土壤结构的影响,该研究选取了3种不同类型的林分(包括杉木林、马尾松林和毛竹林),测定了3种林分土壤团聚体的组成和稳定性。结果表明,种植毛竹后的土壤大团聚体所占比例明显低于杉木和马尾松林;毛竹林土壤团聚体平均重量直径和几何平均直径均显著小于杉木林和马尾松林,其分形维数显著高于后两者,说明毛竹林土壤结构不稳定,受到人为破坏较大,不利于土壤的稳定固持。     

典型喀斯特地区不同龄级马尾松林土壤抗蚀性研究

【目的】研究典型喀斯特地区不同龄级马尾松林下土壤抗蚀性,筛选表征喀斯特地区马尾松林土壤的最适抗蚀指标,为喀斯特地区水土保持和生态可持续发展提供理论支持。【方法】在贵州省贵阳市花溪区选择不同龄级（幼龄林（SY）、中龄林（SZ）、成熟林（SC））的马尾松林,测定了不同龄级马尾松林土壤基本理化性质、团聚体组含量、机械组成和土壤抗蚀性指标,最后选取有机质含量、抗蚀指数、团聚体破坏率、团聚状况、团聚度、分散率、分散系数、湿筛平均重量直径、湿筛平均几何直径、体积质量、干筛团聚体含量、水稳性团聚体含量、毛管持水量13个指标,采用主成分分析方法探究各龄级马尾松林土壤的最优抗蚀指标和综合抗蚀指数。【结果】（1）不同龄级马尾松林土壤理化性质存在明显差异,其中土壤平均有机质含量由大到小排序为成熟林（94.49 g/kg）>中龄林（63.78 g/kg）>幼龄林（55.29 g/kg）。(2)马尾松林土壤湿筛平均重量直径、团聚状况和水稳性团聚体含量均随土层深度的增加而下降,表现为成熟林>中龄林>幼龄林。(3)主成分分析发现,有机质、水稳性团聚体含量、抗蚀指数、团聚度、团聚状况和湿筛平均重量直径为最适抗蚀指标。(4)不同龄级马尾松林综合抗蚀指数表现为成熟林（8.04）>中龄林（－0.29）>幼龄林（－7.75）。【结论】筛选出了表征喀斯特地区马尾松林土壤抗蚀性的最适指标。随着喀斯特地区马尾松林龄的增加,土壤有机质、湿筛平均重量直径和水稳性团聚体含量均增大,团聚状况得到改善,土壤抗蚀性增强。     

晋西黄土区不同林地土壤团聚体分形维数特征与土壤养分相关关系

以山西吉县退耕还林工程中的刺槐林地、油松林地、山茱萸林地、次生林地为研究对象,以撂荒地、农地为对 照,采用Microtrace S3500 激光粒度仪对各地类0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm、20 ~ 30 cm 土层的团聚体粒径进行测定和分 级,利用分形几何学方法对土壤团聚体的分形特征进行分析,并测定了各地类土壤有机质、全N、全K 的含量,以探 讨土壤团聚体分形维数与土壤养分的关系。结果表明:各地类土壤团聚体分形维数在2.22 ~ 2.60 之间,平均值为 2.44;油松林地和刺槐林地土壤团聚体分形维数随土层深度增加有递增趋势,农地和次生林地土壤团聚体分形维 数随土层深度的变化不明显,而山茱萸林地土壤团聚体分形维数随土层深度的增加有递减趋势;土壤团聚体分形 维数与10 ~50m 的团聚体体积分数呈极显著正相关关系,与土壤团聚体粒径呈负相关关系;撂荒地土壤中有机 质、全P、全K 含量较低,肥力和质地最差,山茱萸林地土壤肥力和质地状态最佳,表明退耕林对土壤的改良效果 显著。      

北京八达岭不同密度油松土壤团聚体特征研究

为研究林分密度对土壤团聚体稳定性的影响,以北京市八达岭林场3种不同密度(低密度500~800株/hm2,中密度1 000~1 200株/hm2,高密度1 400~1 600株/hm2)油松人工林为研究对象,通过野外调查采样和室内测定,系统分析了各林分分形维数、不同粒级团聚体保存率和团聚体稳定性指数。结果表明:林分密度显著影响土壤团聚体分形维数,3种不同密度油松人工林土壤团聚体分形维数(干筛)介于2.62~2.76,低密度林地分形维数最小,高密度林地分形维数最大;土壤水稳性团聚体分形维数(湿筛)与林分密度呈正相关,变化范围是2.64-2.79;低密度林分0~10cm土层分形维数最小,高密度林分20~30 cm土层分形维数最大;各粒级团聚体保存率均大于0.5,其中0.5~0.25 mm粒级团聚体保存率最大,水稳性最强,1~0.5 mm粒级团聚体保存率最小,水稳性最弱;团聚体稳定性指数介于3.62~4.55,林分密度增加团聚体稳定性指数逐渐减小。低密度林分土壤团聚体稳定性更好,更有利于水土保持,建议将该区域油松人工林密度控制在500~800株/hm2。     

不同土壤团聚体及其有机碳库的分布特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对山西农业大学校园内的农田、灌木丛、针叶林、阁叶林和草地土壤团聚体及其有机碳库的分布特点进行了研究.结果表明：（1）不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以＞10 mm团聚体为主,总体随着团聚体粒径的减小呈先减小,后增加,再减小,然后增加,最后减小的变化.（2）0～20 cm土层中,不同土地利用方式的分形维数表现为：阔叶林＞针叶林＞农田＞灌木丛＞草地,草地的分形维数与灌木丛、阔叶林、农田、针叶林间差异极显著,在20～40 cm土层中,分形维数表现为：灌木丛＞草地＞阔叶林＞农田＞针叶林,针叶林的分形维数与灌木丛、草地、阔叶林、农田间差异极显著.（3）土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小呈先增加后降低的趋势.（4）不同土地利用方式下,随着土层深度的增加有机碳贮量降低,在0～20 cm、20～40 cm土层,有机碳贮量随着土壤粒径大小的变化趋势与不同粒级土壤团聚体质量百分比的变化趋势相同,主要以＞ 10 mm粒级团聚体最高,且与其余粒级间均呈极显著关系,＞10mm粒级的有机碳贮量表现为农田＞阔叶林＞灌木丛＞针叶林＞草地.     

用分形理论评价长期施肥对土壤理化性质的影响

为探讨不同施肥处理对土壤理化性质和团聚体分形特征的影响以及用分形特征评价长期施肥对土壤理化性质尤其是土壤团聚体稳定性的影响,采用1个现存的分形模型作为主要研究手段。结果表明,有机肥-化肥混施分形维数较小,单施化肥则较大。分形维数与团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)呈显著负相关,因此,分形维数能同时反映团聚体粒径分布和土壤结构稳定性。另外,分形维数越高,黏粒含量越高,土壤容重越大,有机质含量越少;反之,分形维数越低,大团聚体和有机质含量越高,土壤容重越小。分形维数高时,易导致大孔隙分布少,微小孔隙分布多,不利于水肥移动;分形维数低时孔隙分配较合理,水肥能得到有效利用。因此,在农业生产中应当强调有机肥和化肥配施,有机肥肥源较缺的地区应当重视秸秆还田。     

豫西黄土丘陵区不同退耕地土壤大团聚体 的组成及其分形特征

选取退耕10年左右的乔木林、灌木林、果园、人工草地及荒地,对表层土壤大团聚体的分布、稳定性及其分形特征进行研究。结果表明,2 mm的团聚体在土壤团粒结构中占主导地位,灌木地、乔木地和荒地土壤中2~5 mm和1~2 mm团聚体含量较耕地显著提高;灌木地、乔木地、果园、草地和荒地表层土壤中5mm和2~5 mm两个粒级水稳性团聚体含量较耕地均显著提高。灌木林、乔木林、草地和荒地土壤中干筛和湿筛团聚体的平均重量直径和几何平均直径较耕地均显著增加,分维数较耕地显著降低,这4种退耕地土壤结构显著改善,果园土壤结构的改善尚不明显。团聚体分维数能较好地描述土壤团聚体的分布状况且与土壤理化性质关系密切。     

秸秆还田对宁南半干旱地区土壤团聚体特征的影响

【目的】探明秸秆还田对土壤团聚体的影响,为宁南半干旱区作物生产及土壤培肥制度的建立提供参考。【方法】本研究通过4年秸秆还田定位试验,设置了不同秸秆粉碎还田量处理：谷子秸秆还田量为3 000 kg•hm-2 (低,L)、6 000 kg•hm-2 (中,M)、9 000 kg•hm-2 (高,H),玉米秸秆还田量为4 500 kg•hm-2 (低,L)、9 000 kg•hm-2 (中,M)、13 500 kg•hm-2 (高,H),对照为秸秆不还田。对不同处理条件下干筛和湿筛下各团聚体指标进行分析。【结果】各秸秆还田处理干筛下0—40 cm土层＞0.25 mm团聚体含量（DR0.25）、平均重量直径（mean weight diameter,DMWD）和几何平均直径（geometric mean diameter,DGMD）均显著高于CK处理,各还田处理的分形维数均显著低于CK;湿筛法分析表明,供试土壤中团聚体以机械稳定性团聚体为主,随秸秆还田量的增加,0—40 cm土层水稳性团聚体的平均重量直径（WMWD）、几何平均直径（WGMD）和分形维数的顺序均为：H,M处理＞L处理＞CK;各处理土壤团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（ELT）在0—40 cm土层内均表现出近似“Z”字形趋势,且CK显著高于各还田处理（P＜0.05）。【结论】在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤团聚体含量具有明显作用。     

紫色丘陵坡地不同用地类型土壤理化特征分析

对紫色土丘陵区不同用地类型土壤理化特征进行分析,结果表明：传统农耕地由于受耕作活动的影响,表层土壤松散,容重（1．46g／cm^3）最小,总孔隙度（46．3％）最大,土壤紧实程度较低,不利于抵抗径流的冲刷;竹林地土壤机械组成分形维数D（2．58）〈农林混作型耕地（2．62）〈传统农耕地（2．64）〈园地（2．67）,团聚体破坏率（PAD）竹林地（32．6％）〈园地（38．5％）〈传统农耕地（43．1％）〈农林混作型耕地（51．9％）,说明竹林地土壤结构性和团聚体水稳性相对较好,土壤抵抗侵蚀的能力更强;园地有机质、全氮、全磷、全钾含量整体优于其他3种土地利用类型;农林混作型耕地具有部分园地土壤的特点．比较上述特点,园地和农林混作型耕地两种土地利用是改善土壤结构、提高土壤肥力、减轻土壤侵蚀的有效途径．     

黄土高原中部半湿润丘陵区不同树种林地土壤团聚特征的比较

[目的]研究不同树种森林植被对土壤团聚特征的影响。[方法]以地处黄土高原中部半湿润丘陵区的黄陵县双龙林场为对象,研究了不同树种针阔叶纯林和混交林土壤的团聚体数量特征、团聚体的水稳性特征及团聚体水稳性与腐殖质组成的关系。[结果]不同林地土壤团聚体的分形维数为2.21～2.54,重量平均直径为2.07～4.86mm,几何平均直径为1.04～1.69mm,粒径均匀度指数为0.76～0.97,分形维数的大小顺序依次为华山松×辽东栎〉华北落叶松〉侧柏×辽东栎〉华山松〉白桦和油松〉侧柏〉刺槐×油松〉油松×辽东栎〉刺槐。土壤团聚体的水稳性指数为14.28～24.77,针阔混交林地土壤团聚体水稳性在0.01水平显著大于相应树种纯林土壤团聚体水稳性（侧柏除外）,纯林林地土壤团聚体水稳性指数的大小顺序为侧柏〉华山松〉油松〉华北落叶松〉白桦〉刺槐。土壤团聚体水稳性与有机碳质量分数相关性在0.05水平显著。通径分析表明,腐殖质中的富啡酸对土壤团聚体的水稳性贡献最大,胡敏酸对土壤团聚体的水稳性起了较大的制约作用。[结论]该地区营造侧柏和华山松林有利于提高土壤团聚体的水稳性,二者可以作为防护林和用材林的首选树种。     

梅江区不同森林类型土壤物理性质研究

采用区域调查和定位试验方法,系统研究梅江区不同森林类型土壤物理性质及其对水源涵养功能的影响。结果表明,在4种林地中,表层土壤砂粒含量以马尾松林地为最高,天然常绿阔叶林地最低;黏粒含量大小为马尾松林地<人工桉树林地<灌木林地<天然常绿阔叶林地。表层土壤容重和比重马尾松林地为最大,灌木林地次之,天然常绿阔叶林地最小;孔隙度与自然含水量则为天然常绿阔叶林地>人工桉树林地>灌木林地>马尾松林地。在土层垂直方向上,阔叶林地的物理性质变化差异较大,针叶林相对较小。     

不同林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳特征的影响

基于野外调查和室内分析,对人工杉木林、马尾松林、桉树林、毛竹林、天然林5种不同林分下0~20cm、20~40cm土层土壤水稳性团聚体稳定性及各粒级土壤团聚体有机碳分布特征进行研究。结果表明:1)0~20cm土层,土壤水稳性团聚体质量百分含量随粒级的减小先下降后上升,主要以0.5~0.25mm粒级最低;5种林分条件下各土层均以>0.25mm的大团聚体为主,随土层加深,大团聚体含量减少。2)各林分土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值变化趋势相似,均呈现为0~20cm土层大于20~40cm土层;林分间土壤MWD、GMD值则表现为天然林最大,桉树林最小;分形维数(D)在2个土层均以桉树最大,杉木林最小;3)5种林分各粒级团聚体中有机碳的含量均随土层的加深而减少;0~20cm土层,各林分有机碳含量随着团聚体粒级减小呈现先增大后减小再增大的趋势,最大值主要出现在5~2mm粒级,而有机碳贡献率则表现为先减小后增大的趋势。不同林分MWD、GMD差异分析结果表明,天然林土壤结构优于其他4种人工林,团聚体稳定性更高,而桉树林最低。随着土层深度变大,土壤水稳性团聚体稳定性下降;土壤团聚体有机碳含量表现为天然林最大、桉树林最小。      

天然次生林人工管理后土壤团聚体稳定性及碳氮分布变化

  目的  探究次生林转变为红松人工林后土壤结构稳定性及有机碳、氮含量的变化,分析不同阔叶树种与红松混交能否缓解单一营造红松纯林所引起的地力下降,为混交树种的选择和林地土壤质量的精准提升提供依据。  方法  以东北林业大学帽儿山林场胡桃楸红松林、水曲柳红松林、黄檗红松林和红松纯林为研究对象,以胡桃楸和水曲柳为主要组成树种的次生林为对照,采用干筛与湿筛相结合的方法进行土壤团聚体分级,测定各粒径团聚体分布及碳氮含量,通过计算土壤结构稳定性参数及各粒径团聚体有机碳、氮贡献率,分析天然次生林转化成红松人工林后土壤团聚体稳定性及碳氮分布情况的变化。  结果  次生林转变为红松人工林后 > 2 mm粒径团聚体质量分数减少,其中胡桃楸红松混交林减少程度最低,为17.94%, < 0.053 mm粒径团聚体质量分数增多,红松纯林增加程度最高,为45.78%;土壤的平均质量直径和几何平均直径降低,团聚体稳定性下降;各粒径团聚体有机碳、全氮含量均出现不同程度的下降,且胡桃楸红松林下降程度最低;次生林与3种红松混交林土壤团聚体有机碳、氮贡献率多以大团聚体为主,而红松纯林在10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层土壤团聚体有机碳、氮贡献率均以微团聚体为主。  结论  次生林转变为红松人工林后土壤团聚体稳定性和碳氮含量出现了不同程度的降低,从土壤团聚体分布、稳定性和有机碳、氮含量方面分析,胡桃楸、水曲柳和黄檗均为红松人工林适宜混交树种,3树种皆可促进红松人工林林地营养质量的提升。      

广西主要人工林土壤微生物动态特征

根据广西区杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana Lamb)、桉树(eucalyptus)3种人工林分布情况,按其在各县市的分布权重选取不同龄级(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林)典型样地,样地面积20m*50m,采用网格法采集表层土壤(0cm-10cm),采用稀释平板涂抹法测定土壤微生物数量,氯仿熏蒸法测定土壤微生物生物量。结果表明:3种人工林各林龄阶段土壤可培养微生物中,细菌数量占有绝对优势,幼龄、中龄、过熟龄阶段微生物数量大小顺序为:杉木>桉树>马尾松,杉木幼龄、马尾松、桉树近熟林微生物数量在各自的林型中最大。微生物生物量碳(Cmic)在杉木幼龄林、马尾松中龄林、桉树过熟林最大,微生物生物量氮(Nmic)在杉木过熟林、马尾松和桉树幼龄林最大,微生物生物量磷(Pmic)在杉木成熟林、马尾松幼龄林、桉树近熟林最大,杉木Cmic、Nmic、Pmic随着林龄的递增呈现出先降低后上升的趋势,马尾松和桉树微生物量随林龄的变化规律不明显。土壤Nmic与土壤细菌数量、真菌数量具有显著的(P<0.05)分形关系,其余的微生物量和微生物数量均不存在分形关系。     

赣南森林生态系统倒木特征研究

对赣南地区常绿阔叶林、杉木林、毛竹林、马尾松林4种不同森林类型30个样地内不同分解等级倒木数量特征进行研究。结果表明,不同森林类型倒木生物量和材积分别为0.04～14.60 t／hm2、0.60～23.00 m3／hm2,常绿阔叶林倒木生物量和材积最大,且与其他森林类型差异显著;不同分解等级倒木比例差异较大,中度分解倒木所占比例最大,为60.7％,轻度、重度所占比例分别为22.1％、17.2％;赣南森林倒木材积分布以Ⅴ径级木（中央直径≥20 cm）为主,占36.4％,Ⅲ径级木（中央直径10～15 cm）次之,占25.8％,Ⅰ径级木（中央直径0～5 cm）最小,占0.3％。     

亚热带地区主要林分类型蓄、洪防洪能力评价

对我国亚热带黄壤、红壤地区不同林分的蓄洪和防洪能力进行了评价。得出在黄壤地区,杉木林和马尾松林抗一次性暴雨、连续暴雨和一般暴雨能力优于常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林、毛竹林和针阔混交林;在红壤地区,在连续性暴雨和一般暴雨情况下,常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林和针阔混交林 抗洪能力优于杉木林、马尾松林和毛竹林;在一次性暴雨情况下,常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林和毛竹林抗洪 能力优于杉木林、马尾松林和针阔混交林。     

不同林龄马尾松人工林的乔木层结构特征

为了解采伐迹地马尾松（PinusMassoniana）群落的演替恢复过程,通过野外标准地群落调查和重要值计算,分析了福建沙县不同林龄（40a生,25a生和14a生）马尾松人工林乔木层结构特征的差异。结果表明：（1）不同林龄马尾松人工林乔木层群落树种组成为40a〉25a〉14a。马尾松人工林林龄越大,乔木层树种越多。（2）种群径级分布：40a生马尾松人工林,胸径级大的个体占的比重较大,随径级减少,立木株减少;25a和14a则相反。（3）马尾松种群的垂直结构：不同林龄的马尾松人工林,乔木层马尾松垂直结构服从正态分布,40a生马尾松人工林,最大株数所在的树高级越大,且随高度级减少,立木株减少;25a和14a则相反。不同林龄的人工林中物种丰富度为40a〉25a〉14a。     

马尾松林冠下套种阔叶树20年间土壤肥力变化

目的探讨马尾松公益林林相改造后土壤肥力的变化,以便为马尾松公益林经营提供依据。方法在马尾松公益林中采用间伐后套种细柄阿丁枫、木荷、闽楠的林相改造试验,把马尾松纯林改造培育为异龄复层的针阔混交林,并在改造当年、改造后5年、改造后10年、改造后20年对4种林分的土壤理化性质进行测定。结果4种林分土壤的水稳性团聚体组成、土壤孔隙、土壤的有机质及养分含量均随着时间的推移呈增加的趋势,并且这种趋势随时间的进展而加大,增加的量表现为马尾松细柄阿丁枫混交林>马尾松木荷混交林>马尾松闽楠混交林>马尾松纯林,前3种林分相差较小,但前3种林分与马尾松纯林间的差异显著。马尾松纯林套种阔叶树林相改造后20年(2016年)与套种当年(1996年)相比,马尾松细柄阿丁枫混交林、马尾松木荷混交林、马尾松闽楠混交林、马尾松纯林林地土壤0~20cm层土壤,干土>0.25mm水稳性团聚体分别增加了5.21%、4.67%、3.78%、1.24%,土壤总孔隙度分别增加了3.82%、3.78%、3.01%、0.49%,土壤有机质分别增加了9.67、8.39、7.26、2.84g/kg,土壤全N含量分别增加了0.22、0.13、0.14、0.05g/kg,土壤全P分别增加了0.10、0.06、0.05、0.04g/kg。结论马尾松公益林套种阔叶树林相改造后形成的混交林具有较好的培肥土壤功能,有利于公益林的地力维持和持续经营。