城郊4种人工林林下植被物种多样性、生物量与土壤养分相关性

采用样方调查及取样分析方法,研究了长沙市城郊4种人工林林下植被物种多样性、生物量及其土壤理化性质,并探讨了它们之间的相关性。结果表明:4种人工林灌木层植物丰富度、多样性指数均高于草本层,但均匀度指数却低于草本层;林下植被生物量总体表现为针叶林高于阔叶林;土壤养分含量垂直分布表现为随土壤深度增加而下降规律明显;土壤全N、全K、速效K含量与林下植物物种多样性指标呈显著相关性(p0.05),林地土壤含水率、速效P、速效K含量对各项多样性指标影响较为明显;灌木层生物量与pH值、枯落物生物量与全N的相关性较大,草本层生物量与有机质呈显著的负相关(p0.05),总生物量与全N相关性显著(p0.05)。     

林分密度对马尾松林下土壤养分及酶活性的影响

以退化马尾松林下土壤为对象,通过调查我国红壤丘陵区典型林分密度的马尾松人工林,研究林分密度对土壤养分和土壤酶活性的影响。3种林分密度中,1 560株/hm2 左右中等林分密度的马尾松土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、全磷、交换性钙和交换性镁等较高,但土壤酸化也较严重;同时,1 560株/hm2 左右马尾松林的土壤转化酶活性、脲酶活性和多酚氧化酶活性均较高,但过氧化氢酶活性表现最低;林分密度对马尾松土壤酸性磷酸酶活性影响不明显。因此,适宜林分密度的马尾松人工林一定程度上可改善该区林下土壤肥力及生化强度。     

火烧对福建三明杉木人工林迹地土壤养分的影响

为了研究福建三明地区火烧迹地杉木人工林地的土壤速效养分变化,采用调查取样和室内分析相结合的方法,对上、中和下3个坡位的土壤,分别在火烧前、火烧2个月、1年和2年后,分析速效性养分质量分数的变化.结果表明:硝态氮质量分数在火烧2个月和1年后相比火烧前均有上升趋势,且火烧1年内,上坡位较中坡位和下坡位的硝态氮质量分数要低,在火烧2年后硝态氮质量分数略低于火烧前水平,但未达到显著差异;铵态氮质量分数与硝态氮质量分数的变化趋势相反,在火烧的第1年内持续下降,但在火烧第2年后显著升高;不同时间的速效磷质量分数,在不同坡位间无显著差异,火烧的第1年内,其质量分数变化不明显,在火烧2年后显著升高,这可能是土壤矿化速度加快造成的结果;无机氮/速效磷比值在火烧2年后显著降低,速效磷质量分数剧增是影响其比值的主要因素.火烧在短期内,加快了土壤速效性养分循环,但要注意可能造成氮素从森林生态系统中流失.研究以期为火烧对土壤养分的长期影响提供数据基础,为森林生态系统火烧迹地的人工林经营,提供科学的理论依据.     

杉木人工林水文学过程对林分生产力的影响

利用湖南省会同杉木林生态系统国家野外科学研究站2004--2005年2年连续定位测定数据,分析杉木人工林水文学过程对林分生产力的影响。结果表明：大气降水不仅提供了杉木生长所需要的水分,而且,降水过程中雨水对枝叶和树干的淋溶、冲洗作用,把林冠层截留的干尘降及其自身携带的养分带入林地,降水量的多少决定进入林地的水分并影响林地的养分量;林木生长的季节变化虽然受本身生物节律的影响,但降水的月分配格局,决定着林木生长季节的水肥供给状况,进而影响着林分生产力过程;土壤水分动态与林木生长关系密切,生长季节,当土壤含水量在30％-40％（相对含水量）范围时,林木生长迅速,25％-30％范围时,林木生长速率一般,25％以下时生长速率明显下降;林木蒸腾作用与光合作用有一定的关联,但不能用蒸腾量的大小简单地预示整个林分光合作用的强弱;系统内水分输出对林分生产力的影响体现在养分的保存和损失上,通过蒸腾蒸发作用以水汽形式逸散,失去的只有水分,可以保存营养物质和保持林地的土壤肥力,有利于林木生长,而通过径流以液态形式流走时,不仅失去水分,而且流走了大量营养物质和表土,造成土样瘠薄,进而影响林分的生产力。     

密度调控对鲁北黄泛平原区人工林土壤物理性质及植物多样性的影响

[目的] 分析黄泛平原林分密度调控对不同林分土壤物理性质和植物多样性的影响,为优化林分生长,改良土壤物理性质和增加林下植被多样性提供理论依据。[方法] 以山东省东营市利津县王庄沙区林场相同立地条件下3种人工林（白蜡、旱柳、白榆）为研究对象,调查不同密度（株行距3 m×3 m,3 m×6 m）各林分土壤容重、孔隙度、持水量和植被生长情况。[结果] ①林分密度由3 m×3 m降至3 m×6 m,两种林分密度均可增加各林分的冠幅、胸径和树高;林下植物生物量及其多样性,与其他林分相比,白榆人工林的林分因子各指标增加最为显著。②林分密度3 m×6 m降低了同一土层非毛管孔隙度,增加了同一土层毛管孔隙度和总孔隙度。③林分密度3 m×6 m显著提高了白蜡、旱柳、白榆3种人工林0—20 cm土层的饱和持水量和毛管持水量（p<0.05）,显著提高了白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量（p<0.05）。[结论] 低林分密度调控,白榆人工林林下植物生物量、多样性的增加最明显;白蜡人工林林下土壤毛管孔隙度和总孔隙度提高最明显;白蜡、白榆、旱柳人工林0—20 cm土层的土壤饱和持水量和毛管持水量均显著提高,且白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量的提高显著。     

秦岭山脉典型林分土壤酶活性与土壤养分关系的探讨

秦岭作为我国南北方气候的分界线,其上生长着许多独特林分,加之未受到人为活动扰动,故对其包括土壤酶及养分等在内的土壤效应研究具有重要参比性,且可为揭示不同林分的土壤效应及筛选最优林分奠定基础。选取秦岭不同海拔生长的五种典型林分(锐齿栎、油松、华山松、云杉及松栎混交)土壤,分析了7种土壤酶活性和养分变化特征,并探讨了二者间关系及林分的影响。结果表明:不同林分下土壤养分及酶活性变化差异较大,土壤性质强烈受到林分种类及海拔等生态环境条件的影响,其中云杉土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、缓效钾含量均较高,是秦岭山脉生长较好的树种之一;且土壤有机质、全氮、碱解氮等养分变化规律较一致;土壤碱性磷酸酶、荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶及总体酶活性(TEI)与土壤养分呈显著或极显著正相关,表明林分和海拔对这三种酶的影响与养分是一致的;采用单独土壤酶活性与土壤酶和化学性质复合开展的主成分分析结果一致,获得的综合得分与上述三种酶类达显著或极显著正相关,揭示出它们在一定程度上可表征森林土壤的质量水平,且单一酶类中土壤碱性磷酸酶活性可更容易、简便地反映土壤肥力状况的变化。     

皆伐对杉木林土壤养分的短期影响

对杉木林刚皆伐和皆伐半年后的土壤剖面的pH值、有机质、水解性氮、速效磷和速效钾含量进行了分析,目的在于为杉木人工林的更新和维护地力的机制提供依据.与刚皆伐各土层的土壤相比,皆伐半年后相应土层的土壤pH值均有所下降,土壤有机质及除土层0-5 cm外的速效磷和速效钾含量均有所增加,而水解性氮含量在一些土层增加,在其它土层中下降.     

间伐对杉木人工林土壤理化性质的季节影响

以南京市溧水林场实施了4种间伐强度（CK:0%、LIT:30%、MIT:50%、HIT:70%）的25 a生杉木人工林为研究对象,探讨了间伐7 a后0—20 cm土层的土壤温度、含水率、土壤全C、全N、全P,C/N和N/P的季节变化。结果表明,间伐对土壤理化性质的影响存在明显的季节差异性。春季,间伐对土壤温度、含水率和全C均无显著影响,MIT显著降低了土壤全N和全P的22%和26%,HIT显著降低了土壤全N的11%。夏季,间伐对土壤温度、全N、全P和N/P无显著影响,但3种间伐强度均显著提高了土壤含水率,平均为22%,MIT和HIT均显著降低了土壤全C和C/N。秋季,间伐对土壤理化性质的各个指标均有不同程度的显著影响。其中,3种间伐强度均显著提高了土壤温度、含水率、N/P,但显著降低了全P。冬季,间伐对土壤理化性质影响较小,除MIT显著降低了土壤温度而提高了土壤C/N及HIT显著提高了土壤全P外,间伐对其余指标均无显著影响。这些结果表明,在评价间伐对土壤理化性质影响时应考虑季节差异。间伐7 a后林内土壤全N和全P在一定程度上有所降低,尤其是土壤全P,建议在春季对LIT施适量的氮肥,对MIT施适量的氮肥和磷肥,在秋季对3种间伐处理施适量的磷肥,以提高土壤肥力促进林木生长。从土壤N和P年平均值来看,HIT最有利于保持林地的氮磷养分,LIT次之,MIT最差。     

皆伐对不同坡度及结构的林分土壤理化性状的影响

选择人工林伐区3种不同坡度和4种不同结构林分的林地作为试验地,研究分析各种林地皆伐作业前后土壤理化性状的变化情况.结果表明:皆伐后除土壤容重和结构体破坏率2项指标增大外,其余土壤理化性质指标均下降.土壤持水性能变差,孔隙度减小,养分含量降低,且土壤理化性质的变化幅度与林地坡度大小及林分结构有关.主成分分析结果表明:皆伐对不同坡度林地土壤理化性质的干扰程度,由大到小依次为30°的林地、23°的林地和16°的林地;皆伐对不同结构林分林地土壤理化性状的干扰影响,由大到小依次为短轮伐期阔叶林(尾叶桉纯林)林地、杉阔混交林林地、马杉混交林林地和杉木纯林林地.从有利于环境保护,减少采伐作业对不同坡度和不同结构林分林地土壤理化性状影响的角度,提出了相应的技术措施.     

黄土丘陵区人工林土壤养分效应研究

以人工油松林和人工刺槐林为例进行比较,分析了黄土丘陵区人工林土壤养分特征及分布,进行了人工林土壤养分效应的研究。结果表明：该研究区人工林土壤肥力处于低水平;人工林表层土壤养分中有机质和全磷的空间变异性较大;各种养分在剖面中的含量具有明显的层次性,表层（0—20cm）养分含量最高,向下层逐渐降低;在人工刺槐林中,土壤有机质含量与全氮含量相关性显著,有机质含量与全磷含量、速效钾含量相关性较为显著,与速效磷含量相关性不显著;在人工油松林中,土壤有机质含量与全氮含量相关性显著,有机质含量与速效磷含量、速效钾含量相关性较为显著,与全磷含量相关性不显著。     

亚热带杉木人工林下植物多样性对氮沉降的响应

基于野外长期控制试验,研究了氮沉降7 a后人工杉木林下植物多样性的响应。试验处理分为N₀[(Control),0 kg/(hm²·a)];N₁[60 kg/(hm²·a)];N₂[120 kg/(hm²·a)];N₃[240 kg/(hm²·a)]。林下植物中共发现51种植物,隶属34科,45属。随着氮沉降的增加,呈现出植物α多样性指数减少,而β_ws多样性指数增加的趋势,群落相似性指数明显降低。去趋势对应分析排序(detrended correspondence analysis, DCA)结果表明,氮沉降改变了植物群落结构。其中,菝葜和沿海紫金牛在4个处理中均有发现,为广适种。毛冬青、粗叶榕、毛花连蕊茶、毛枝连蕊茶、香附子这几种植物在N₀-N₂处理中有发现,属于较耐受种。茅莓、羊乳、羊角藤、琴叶榕、紫麻、杜虹花、乌蔹莓、海金莎均为一般耐受种,在N₀和N₁处理中有发现。另外,黄瑞木、黄樟等16种植物可能为敏感种,仅可在N₀处理中发现。总之,亚热带森林植物多样性受到了氮沉降增加的不利影响,应针对某些濒危植物种类实施合理的保育措施。     

杉木人工林土壤系统有机碳相关变量的通径分析

为了评价土壤性质对土壤有机碳含量的影响,运用通径分析方法研究了江西大岗山杉木人工林下土壤有机碳含量与土壤性质的关系。结果表明:在杉木人工林的整个发育过程中,土壤有机碳含量和土壤各性质表现出明显的规律性变化;土壤性质通过直接作用和间接作用共同影响着土壤有机碳的含量和分解转化方向,但不同土壤性质的影响机理不同。在土壤系统中,碱解氮量、细菌数量和真菌数量以及它们的共同作用决定了土壤有机碳含量的大部分变异,是影响土壤有机碳含量变化的主导因素,有效磷含量和放线菌数量由于直接正效应和间接负效应相抵,因而对土壤有机碳含量的决定程度较小,总孔隙度和速效钾含量对有机碳含量虽也表现出一定的直接效应影响,但影响程度较低;和简单相关或多元回归分析方法相比,通径分析能更加客观和全面地评价土壤性质对土壤有机碳含量的影响作用。     

不同发育阶段杉木人工林土壤团聚体分布特征及其稳定性研究

为研究杉木人工林土壤团聚体分布特征及其稳定性,探索杉木人工林土壤结构状况,以不同发育阶段杉木人工林0—100cm土层为研究对象,采用干筛法测定土壤团聚体组成,采用湿筛法测定团聚体稳定性,结果表明:在干筛处理下,各发育阶段杉木人工林土壤团聚体以大团聚体(0.25mm)为主,大团聚体比例皆达80%以上,中龄林和成熟林土壤大团聚体比例在各土层中均高于幼龄林,且在0—20cm土层差异显著(P0.05);在各土层中,不同发育阶段杉木人工林5mm粒径的土壤团聚体皆占较高比例,且不同发育阶段对5mm粒径的土壤团聚体组成比例有显著影响。在湿筛处理下,各发育阶段水稳性大团聚体(0.25mm)比例随土层加深而显著降低,0—80cm各土层内,中龄林和成熟林土壤水稳性团聚体比例高于幼龄林,且在0—20cm和20—40cm土层中龄林比幼龄林分别高41.79%和39.06%,差异显著;各发育阶段杉木人工林土壤团聚体破坏率(PAD)特征与水稳性大团聚体相反;平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)随土层加深而显著下降,其中中龄林和成熟林土壤团聚体GMD在0—100cm各土层内均显著高于幼龄林。据此认为,杉木人工林土壤团聚体稳定性随土层加深而降低,中龄林和成熟林土壤结构优于幼龄林。     

采伐剩余物处理方式对杉木人工林固碳量的长期影响

在全球气候变化背景下,人工林的适应性管理对固碳潜力的提升具有重要影响。应用加拿大不列颠哥伦比亚大学开发的FORECAST森林生态系统管理模型,通过外业调查、查找相关文献资源等方式收集不同立地条件下杉木林分的生物量积累、林分密度、光响应曲线及土壤养分方面的数据。模型经过校准和检验后,模拟不同采伐剩余物处理方式对杉木人工林固碳量的影响。结果表明:SO处理(采伐茎干,采伐剩余物留在林地)对杉木林长期固碳效果最好;FR处理其次(采伐茎干,清除地上部分采伐剩余物),而WH(全树采伐,清除所有采伐剩余物)和SB(采伐后,火烧采伐剩余物)固碳效果最差。该研究可为杉木人工林的可持续经营提供理论依据。     

广西杉木人工林生物量及分配规律的研究

本文根据２０１个样地和１４５株样本的实测数据，建立了广西不同地区杉木人工林单木生物量估测优化模型，并对各地杉木单木生物量、林分生物量及其在时间和空间上的分配规律进行了分析比较。     

不同年龄杉木人工林土壤有机磷的形态特征

对湖南会同不同发育阶段(3年生,8年生幼龄林、18年生中龄林、26年生成熟林)杉木人工林土壤有机磷各组分和有效磷(A-P)进行了研究,结果表明:4种不同林龄杉木林土壤有机磷(TOP)随土壤深度的增加而降低,从林龄上,8、18和26年生杉木林土壤TOP总量比3年生分别提高了71.20%,99.94%,74.91%;4组活性不同的有机磷组分中,中等活性有机磷(MLO-P)和中等稳定性有机磷(MRO-P)的相对含量较大,其次是活性有机磷(LO-P)和高稳性有机磷(HRO-P);土壤微生物生物量磷(MB-P)含量表层(0~20 cm)显著高于深层土壤(20~40 cm和40~60 cm);3年生、8年生和26年生林分,A-P含量与TOP呈显著正相关;3年生、8年生和26年生林分,A-P含量与MB-P含量显著相关。研究结果表明TOP和MB-P是本研究区A-P的重要来源。     

杉木人工林叶面积指数估测及影响因子分析

叶面积指数是植被长势监测中最常用的参数之一,开展叶面积指数定量估测可为LAI信息的大区域监测提供参考.以湖南攸县黄丰桥林场的SPOT 5影像为数据源,结合地面实测数据,通过MCARI、SAVI、MSAVI、NDVI间的相关性和回归分析构建16种叶面积指数估测模型,探索适合杉木LAI的估测模型及影响因子.四种植被指数均与杉木叶面积指数具有较高的相关性,依次为MCARI、SAVI、MSAVI、NDVI,以MCARI为自变量的指数回归模型y=1.031exp(3.379x)估测精度最高,达87.69％;杉木LAI随龄组的增大呈上升趋势,最大值出现在成熟林,比LAI最小的幼龄林高0.30;不同坡向杉木LAI两两之间差异显著,半阳坡LAI明显大于其他坡向.研究表明,龄组和坡向是影响杉木LAI的重要因子,限制其生长和分布的首要因素是水湿条件,其次是温度.