闽西北不同经营时间毛竹林土壤渗透性研究

以福建省永安市不同经营时间的劈草、施肥、灌水毛竹林为研究对象,对不同经营时间土壤渗透性能进行了研究。结果表明,不同劈草、施肥和灌溉时间的毛竹林土壤渗透性变化规律不同。劈草和灌水毛竹林,随着经营时间的延长,土壤渗透性能呈明显的下降趋势。其中,劈草30年的毛竹林土壤初渗率、稳渗率、平均渗透速率和渗透总量与未劈草毛竹林相比,下降了71.43%,69.55%,70.43%和89.80%;灌水10年毛竹林土壤初渗率、稳渗率、平均渗透速率和渗透总量与未灌水毛竹林相比下降了53.36%,53.99%,53.92%和60.03%。在施肥毛竹林地中随着施肥时间的延长,毛竹林土壤渗透性能有升高的趋势,施肥13年毛竹林土壤初渗率、稳渗率、平均渗透速率和渗透总量比未施肥毛竹林上升了29.75%,5.45%,20.99%和10.50%。相关性分析表明,土壤渗透性的改变主要与土壤非毛管孔隙度、有机质、水解氮和速效磷的变化密切相关。通过逐步回归分析,得到初渗率、稳渗率、平均渗透速率和渗透总量的多元回归模型,经检验模型达到显著水平,土壤渗透性指标的变化幅度可以通过非毛管空隙度、土壤有机质、水解氮、速效磷的变化来反映。在回归分析过程中,均为非毛管空隙度首先进入,反映了土壤渗透能的改变主要是由非毛管空隙度的变化决定的。     

毛竹纯林土壤微生物多样性高于杉木纯林

杉木连作障碍现象普遍发生,同为人工林的毛竹则很少发生。作为土壤健康的重要指标,微生物对土壤肥力具有不可忽视的作用。采用高通量测序法对阔叶、毛竹和杉木三种林分的土壤细菌和真菌群落进行研究,结果表明,毛竹林土壤细菌和真菌Shannon多样性和Invsimpson均匀度指数均显著高于杉木林,甚至高于阔叶林;而优势物种多样性Berger-Parker指数则是杉木显著高于毛竹林;毛竹林土壤Actinobacteria门细菌相对丰度高于阔叶林和杉木林、Basidiomycota门真菌相对丰度显著高于阔叶林和杉木林,杉木林土壤Chloroflexi门细菌相对丰度和Mortierellomycota门真菌相对丰度显著高于毛竹林和阔叶林。结合土壤理化性质分析表明,杉木林土壤养分贫瘠是形成其特殊微生物群落的原因之一,而毛竹林土壤丰富的养分和高pH有利于形成良好微生物群落结构。与杉木相比,毛竹林土壤细菌和真菌特征以及土壤理化性质与阔叶的相似度更高。     

不同经营强度下毛竹丛枝菌根共生体对氨氧化微生物的影响

利用原位微宇宙试验将丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌菌丝与根系区分,设置菌根室(RA)和菌丝室(AH)两个分室处理,以粗放经营(extensive management,EM)毛竹林为对照,研究集约经营(Intensive management,IM)条件下毛竹林土壤丛枝菌根共生体对氨氧化微生物群落的影响及其响应机理。结果表明,无论集约经营还是粗放经营AH处理土壤pH均显著降低,且集约经营毛竹林AH处理土壤碱解氮显著降低;不同分室处理对硝化势没有显著影响,但集约经营毛竹林RA处理土壤硝化势显著高于粗放经营;集约经营之后氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)基因丰度显著降低,而氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)基因丰度则在两种经营强度的AH处理中显著降低。不同经营强度和分室处理并未对氨氧化微生物群落组成结构产生显著影响,但网络分析显示集约经营毛竹林氨氧化微生物之间的互作和共生关系优于粗放经营,粗放经营毛竹林氨氧化微生物之间的竞争更为激烈。研究结果为更好地理解毛竹林AM真菌与氨氧化微生物之间的互作关系提供了理论基础。     

赤水河下游不同林地类型土壤物理特性及其水源涵养功能

对赤水河下游地区毛竹林、杉木林和马尾松林的土壤容重、孔隙度、枯落物累积量与持水量以及林地土壤贮水性能等进行了研究.结果表明,不同林分类型的土壤容重和土壤孔隙度差异明显,且土壤容重均随土壤深度的增加而不断增加,土壤总孔隙度与毛管孔隙度均随土壤深度的增加而不断减小;杉木林(1.52 g/cm3)与马尾松林(1.54 g/cm3)平均土壤容重是毛竹林(1.18 g/c,3)的约1.3倍,土壤总孔隙度为:毛竹林>马尾松林>杉木林,非毛管孔隙度为:毛竹林>杉木林>马尾松林;枯落物持水量表现为杉木林(18.01 t/hm2)>马尾松林(14.04 t/hm2)>毛竹林(10.59 t/hm2);土壤平均最大蓄水量为:毛竹林(878.92 t/hm2)>马尾松林(652.80 t/hm2)>杉木林(643.18t/hm2),非毛管蓄水量为毛竹林(49.32 t/hm2)>杉木林(34.65 t/hm2)>马尾松(33.77 t/hm2),平均土壤稳渗速率为:毛竹林>杉木林>马尾松林;根据林地总贮水量的大小,水源涵养能力依次为:毛竹林(889.51 t/hm2)>马尾松林(666.84 t/hmz)>杉木林(661.19 t/hm2).在相同的立地条件下,毛竹林的水源涵养功能最好.     

集约经营毛竹林土壤活性有机碳库研究

为了解毛竹林集约经营后土壤有机碳库发生的变化,采集了集约经营历史5～10年竹林的土壤样品进行分析,并与粗放经营毛竹林进行比较。研究结果表明:毛竹林集约经营后土壤总有机碳、水溶性有机碳和微生物量碳含量都明显减少,与粗放经营毛竹林之间有显著差异(P<0.05),并且微生物量碳占总有机碳比例也显著降低,水溶性有机物质的分子量也明显变小。集约经营后竹林土壤矿化态碳数量及其占总有机碳比例增强,说明毛竹集约经营使土壤有机物质稳定性变差,矿化率增加。毛竹林土壤总有机碳、水溶性碳、微生物量碳及矿化态碳两两之间相关性均达极显著水平(P<0.01),土壤各类有机碳含量与土壤全氮、水解氮含量间相关性也达显著或极显著水平。毛竹集约经营未改变各类有机碳的剖面变化特征。     

不同经营模式对毛竹土壤活性有机碳的影响

以起始于1984年的长期不同经营模式毛竹林为研究对象,探讨了夏季毛竹林集约经营后土壤有机碳的变化。结果表明:(1)集约经营后0~80 cm土层毛竹林土壤总有机碳平均增加了5.48%,易氧化碳含量平均增加了15.14%,水溶性有机碳含量平均下降了3.98%,三者均未达到显著差异。(2)两种毛竹林土壤总有机碳、易氧化碳、水溶性有机碳的剖面特征均随土层深度的增加而呈现下降趋势,但下降速度不同。集约经营在一定程度上影响毛竹土壤易氧化碳剖面特征。(3)土壤总有机碳、易氧化碳与土壤养分之间相关性均达到极显著水平,而水溶性有机碳与土壤养分之间相关性不显著。(4)集约经营提高了土壤易氧化碳占总有机碳的比例、土壤碳库活度,并在土壤剖面部分土层差异达到显著水平。但其水溶性有机碳占总有机碳的比例3.74%,低于粗放经营毛竹林的4.10%。因此,集约经营的毛竹林,通过配施恰当比例的有机无机肥,结合土壤垦复、除草、合理的竹株留养和采伐等综合竹林经营技术,以达到改善土壤质量和实现毛竹林可持续经营的目的,也可改善土壤生物化学活性。     

苏南丘陵区主要林分类型土壤水文效应

以苏南丘陵区杉木、马尾松、栎林、毛竹等4种林分土壤为研究对象,研究了该区域内不同林分类型土壤层的水文效应。结果表明:不同林分类型土壤的蓄水能力、渗透性能均存在着一定的差异,其中毛竹林地土壤蓄水能力最好,为2 096 t/hm2,渗透性能也以毛竹林最好,为17.56mm/m in;通过测定4种林地土壤的入渗速率与入渗过程,对其入渗曲线进行拟合,得出土壤渗透速率与渗透时间呈乘幂函数关系,复相关系数为0.93~0.97,说明方程拟合效果较好,可以较好地描述各林地的土壤入渗过程;土壤理化因子与土壤渗透性能的相关分析显示研究区土壤渗透性能受多个因素影响,其中土壤非毛管孔隙度、有机质含量与土壤初渗、稳渗速率相关性最高,为首要影响因素;基于主成分分析,各样地土壤综合水文效应优劣依次为:毛竹栎树杉木马尾松。     

不同管护模式毛竹林碳氮分布特征及其耦合关系

以福建省永安市不同管护模式的毛竹林为研究对象,对毛竹林Ⅰ(挖笋+劈草)、Ⅱ(挖笋+劈草+专用肥)和Ⅲ(挖笋+劈草+专用肥+灌水)的碳氮分配格局及其耦合关系进行了研究。结果表明:毛竹林不同组分碳氮比差异较大,其排列顺序为竹秆竹根竹蔸竹枝竹鞭鞭根竹叶,分别为293.64,223.11,163.83,158.53,128.97,93.04和41.73。管护模式不仅可以影响毛竹林碳氮年分配量,而且对碳氮比值也有重要影响。碳氮年分配量的排列顺序为ⅡⅢⅠ,碳年分配量分别为31 130.42,23 152.67,14 466.17kg/(hm2.a),氮年分配量分别为264.19,210.53,104.06kg/(hm2.a),且其差异达到极显著水平;碳氮比的排列顺序为ⅠⅢⅡ,分别为139.67,129.10,117.83,林分Ⅰ碳氮比显著高于林分Ⅱ和Ⅲ,Ⅱ和Ⅲ之间差异不显著。土壤中碳氮随着经营强度的增加呈降低趋势,而碳氮比呈增加趋势。3种管护模式毛竹林地土壤碳氮比在24～38之间,说明3种管护模式林地微生物分解能力较强,林地肥力较好。毛竹林年分配碳氮量以及土壤中碳氮元素含量存在着很强的耦合性,碳氮元素之间的耦合关系可以用一次线性模型来模拟。     

不同森林植被下土壤水溶性有机碳研究

在我国亚热带采集了常绿阔叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林土壤,分析了土壤总有机碳和水溶性有机碳含量。结果表明:土壤总有机碳含量常绿阔叶林和毛竹林显著高于杉木林和马尾松林。土壤水溶性有机碳含量毛竹林显著高于杉木林,极显著高于马尾松林,阔叶林和杉木林也显著高于马尾松林。水溶性有机碳占总有机碳比率以杉木林最高,达1 26%(25℃)和1 82%(100℃),马尾松林最低,仅0 78%(25℃)和1 30%(100℃)。马尾松林、杉木林和毛竹林土壤水溶性有机碳与土壤总有机碳含量间的相关性均达显著水平,相关系数分别为0 5106 (100℃提取),0 4739 (25℃提取)和0 4752 (25℃提取)。     

笋材两用毛竹林平衡施肥技术研究

为探索毛竹笋材两用林平衡施肥技术,在三明市三元区中村对毛竹笋材林设立固定样地,开展平衡施肥对竹林生长状况的影响研究。结果表明:在N、P、K配比为1∶0∶39∶0.33时,笋材两用竹林的新竹平均胸径最大,新竹株数也在较高水平,配合施用少量的有机肥(有机含量≥50%,N、P、K按干计为6%)和炭质肥(竹炭15%+竹醋液5%+动物粪便72%+废菌棒8%)能有效地提高新竹数,降低退笋率。