退耕还林类型对黑土表层土壤活性有机碳分布特征的影响

以东北黑土区退耕还林地落叶松(Larix gmelini)林、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)林、水曲柳(Fraxinus mandshurica)林、美青杨(Populus nigra var.italica×P.cathayan)林表层(0~10 cm)土壤为研究对象,测定土壤热水浸提有机碳、颗粒有机碳(粒径53μm)、易氧化有机碳、土壤碳库管理指数等指标,分析不同退耕还林地表层土壤活性有机碳组分的差异。结果表明:退耕还林地土壤活性有机碳组分,以颗粒有机碳质量分数及其占土壤总有机碳的比例最大,变化范围分别为6.88~12.66 g·kg-1、17.40%~27.47%,其次为易氧化有机碳,热水浸提有机碳最低;与撂荒地相比,4种退耕还林地均显著提高了土壤热水浸提有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳质量分数以及各组分活性有机碳的分配比例。落叶松林、樟子松林、水曲柳林、美青杨林土壤碳库管理指数,比撂荒地分别提高了19.48%、18.62%、48.86%、51.97%。退耕还林对黑土土壤活性有机碳质量分数、土壤碳库管理指数具有显著的促进作用,且表现出阔叶林的促进效果明显优于针叶林。     

黑土区坡耕地与坡林地表土团聚体有机碳库差异

以东北黑土区典型坡耕地(玉米)和坡林地(退耕还落叶松林和樟子松林)表层土壤为研究对象,分别在坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下5个坡位设置取样点采集非原状土,风干后将土壤筛分为2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 cm、0.25~0.5 mm、0.25 mm 5个粒级团聚体,分别计算每个粒级土壤风干团聚体所占比例,测定各粒级土壤风干团聚体有机碳含量,并以此为基础计算土壤团聚体有机碳贮量。通过对比不同坡位、各粒级风干团聚体组成及其有机碳含量与贮量变化规律,探明黑土区不同土地利用方式下坡地土壤团聚体有机碳库对不同侵蚀类型的响应特征。结果表明:坡耕地土壤团聚体迁移、沉积过程不同于坡林地,耕地土壤2 mm团聚体的组成比例显著高于2种林地,并在坡下达到最高值(70.30%);有机碳含量均随团聚体粒级减小逐渐增加,樟子松林地内各粒级有机碳含量(25.57~142.60 g/kg)显著高于耕地(22.58~30.06 g/kg)和退耕还落叶松林地(21.58~66.53 g/kg);坡林地土壤团聚体有机碳贮量由坡上至坡下逐渐增加,相同坡位处土壤团聚体有机碳贮量均为樟子松林地退耕还落叶松林地耕地。研究结果证实了黑土区耕作侵蚀的存在及其对土壤团聚体、团聚体有机碳库分布的影响,同时印证了退耕还林是减缓坡地黑土耕作侵蚀、提升有机碳库的长效途径。      

黑土区不同林龄落叶松人工林土壤微生物群落功能多样性的对比研究

采用Biolog-ECO微平板检测法,以21、30、40和52年生落叶松人工林土壤为对象,研究了典型黑土区0～20 cm土层范围内土壤微生物群落碳源代谢的多样性变化特征。结果表明:1）在培养168 h时,落叶松人工林地上层（0～10 cm）和下层（10～20 cm）土壤的微生物碳源平均颜色变化率（AWCD）的变化范围分别为0.41～1.40和0.20～0.69,且均随林龄的增加而逐渐增大。2）落叶松人工林微生物群落功能多样性指数随林龄的增加呈逐渐升高的趋势,即52 a40 a30 a21 a,且上层土壤的微生物功能多样性高于下层。上层和下层土壤的丰富度指数、Shannon Weiner多样性指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为12～25和6～14、2.55～3.12和1.83～2.62、0.89～0.95和0.76～0.91、4.22～9.49和2.52～6.18。3）落叶松人工林土壤微生物群落对6类碳源的利用率均随林龄的增加而增大,且碳水类、多聚物类和胺类是导致上层土壤微生物代谢差异的敏感碳源,碳水类、羧酸类和胺类是导致下层土壤微生物代谢差异的敏感碳源。4）落叶松人工林土壤微生物多样性指标与土壤理化性质相关性极为密切。可以认为,随着林龄的增加,落叶松人工林微生物功能多样性逐渐提高,这为进一步揭示其林地土壤质量的演变提供了参考。      

城市森林物种多样性——以哈尔滨城市林业示范基地为例

通过多样性、均匀度、丰富度和生态优势度指数等指标,研究了哈尔滨城市森林4种人工林群落的物种多样性。通过对4种林型乔、灌、草三层的物种多样性指数进行加权,求出不同林型群落的多样性各项水平差异,结果表明:白桦林的Simpson指数(0.757)、Shannon-Wiener指数(1.678)和均匀度Pielou指数(0.797)均较大,说明白桦林群落的物种多样性强和物种分布比较均匀;水曲柳林的丰富度Menhinick指数(1.325)和生态优势度指数(0.367)最高,说明其群落的物种丰富程度较大,且物种优势种表现突出。草本层在同一林型内的多样性各项指数(除了生态优势度指数外)均为最高,说明4种林型的草本层均具有较好的物种多样性,物种分布比较均匀和物种丰富度较大。在水曲柳林和樟子松林内乔木层的生态优势度指数最高,表现出乔木层的优势种比较突出;而在白桦林和兴安落叶松林内灌木层的优势种比较突出。综合来看,城市森林中的阔叶林在物种多样性特征方面优于针叶林。     

内蒙古大兴安岭林区典型森林群落物种多样性研究

本研究对内蒙古大兴安岭林区典型森林群落进行了植物多样性研究,采用物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分析了典型森林群落物种组成和多样性特征,探讨了纬度变化对森林群落多样性的影响。结果表明:内蒙古大兴安岭南部地区的物种多样性最大,其次是中部地区,然后是西北部地区,物种多样性最低的是东部地区。不同森林群落的物种多样性指数的大小顺序为蒙古栎林Ⅱ兴安落叶松人工林白桦兴安落叶松混交林白桦林兴安落叶松天然林蒙古栎林Ⅰ樟子松林。各群落草本层丰富度指数、多样性指数和Alatolo均匀度指数大于灌木层和乔木层。随着纬度的降低,物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数总体呈现逐渐增大趋势。β多样性显示,樟子松林与同区域蒙古栎林Ⅰ差异最小,与其他森林群落β多样性差异均较大;白桦林与樟子松林、蒙古栎林Ⅰ和蒙古栎林Ⅱ相异性系数均较高,但与兴安落叶松天然林、兴安落叶松人工林和白桦兴安落叶松混交林的相异性系数较小,说明地带性植被典型群落间β多样性差异明显。     

哈尔滨市不同类型人工林枯枝落叶层重金属质量分数特征

以东北林业大学城市林业示范研究基地9种人工林(兴安落叶松林、樟子松林、黑皮油松林、黄波椤林、胡桃楸林、水曲柳林、白桦林、蒙古栎林和针阔混交人工林)为研究对象,分析了林地枯枝落叶层6种重金属(As、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn)的质量分数,并以哈尔滨市土壤背景值为标准,采用综合污染指数法评价了不同林型枯枝落叶层重金属污染...     

原始红松林与人工林土壤微生物多样性分析

以土壤微生物为研究对象,分析了小兴安岭凉水国家自然保护区内原始红松林及人工林土壤微生物多样性。结果表明： AWCD值随土深与季节变化表现为,在表层与0～10 cm层土中以红松林和紫椴林最高;在10～20 cm层土中以兴安落叶松林在春、夏、秋3季最高,冬季以椴树林最高。各土层的微生物多样性指数均以椴树林最高,且显著高于人工林,综合土壤微生物群落碳源利用类型主成分分析结果得知：原始红松林土壤微生物多样性特征比较明显。     

寒温带兴安落叶松林不同林型土壤微生物群落特征

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤微生物生物量和群落结构特征,探讨土壤微生物生物量、群落结构的分布规律以及影响因子,选择了4个典型兴安落叶松林,即藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林,采用磷脂脂肪酸生物标记法分析4个林型的土壤微生物量和群落组成。结果表明:4个林型中共检测出10种类型51种不完全分布的磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记,微生物量由多到少的排序为细菌、真菌、放线菌。4个林型中微生物总生物量、细菌生物量是藓类兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低;真菌生物量为杜香兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低;放线菌生物量为杜鹃兴安落叶松林最高,草类兴安落叶松林最低。冗余分析显示,土壤含水率对细菌影响最大,全钾、速效钾质量分数对真菌影响最大,土壤有机碳和碱解氮质量分数对放线菌影响最大。从而表明,寒温带兴安落叶松林不同林型的土壤微生物生物量和群落存在差异,土壤微生物群落与土壤性质之间具有相关性。     

诱导改造对大兴安岭低质山杨林土壤肥力的影响

通过对大兴安岭低质山杨林带状改造,并分别种植云杉、樟子松、西伯利亚红松、落叶松,分析土壤肥力指标的变化,利用灰色关联分析法对其进行综合评价。结果表明:与对照样地相比,诱导改造后土壤毛管持水量和毛管孔隙度有不同程度的升高,土壤密度有不同程度的降低。土壤中p H值略有上升;土壤中全氮质量分数均升高(落叶松林升高94.09%,西伯利亚红松林升高67.24%,云杉林升高50.74%,樟子松林升高41.87%);土壤中全磷质量分数均降低(云杉林降低20.90%,落叶松林降低19.10%,樟子松林降低14.63%,西伯利亚红松林降低10.15%)。土壤中有机质质量分数、全氮质量分数、碳通量具有显著性正相关(P0.05)。樟子松林诱导改造后,土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、p H值、全钾质量分数、碳通量的变异系数最大,说明带状诱导改造对樟子松林土壤肥力的影响显著。应用灰色关联度法分析诱导改造后的林地土壤肥力的各个指标,结果表明:诱导改造后,所有林地土壤肥力均有改善作用。樟子松林诱导改造后关联度最高(0.828),说明樟子松林诱导改造效果最佳。     

冀北坝上人工防风固沙林稳定性指标体系构建及评价

为了构建适合于冀北坝上地区人工防风固沙林群落稳定性评价的指标体系,采用典型样地调查法,对该地区不同林龄的华北落叶松人工林、樟子松人工林和北京杨人工林共计8块样地进行调查研究.结果表明:①构建了群落稳定性评价指标体系,包括土壤理化性质(田间持水量、空气孔隙度、全N、速效P、速效K)、林木生长状况(胸径平均生长量、材积平均生长量、枯落物生物量、苗木更新)和林下草本植物多样性(Margalef丰富度指数、Richness丰富度指数、Simpson多样性指数)等3个方面12项指标;②不同人工林稳定性比较:华北落叶松人工林稳定性＞樟子松人工林稳定性＞北京杨人工林稳定性.不同林龄比较结果为:9年生和30年生华北落叶松林为高度稳定,15年生华北落叶松林和24年生樟子松林为轻度稳定,8年生华北落叶松林和5年生北京杨林为不稳定,6年生樟子松林和25年生北京杨林为很不稳定.     

覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象,运用Biolog微平板技术,研究不同种类覆盖作物处理(2、4、8种和清耕对照)下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明,覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明,猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力,且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外,4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明,猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子,影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。     

广东省不同区域菜园土壤微生物群落功能多样性比较

【目的】了解广东省不同区域菜园土壤微生物碳代谢功能群落结构的特点与差异.【方法】采用Biolog生态微平板方法分析广东的粤北、粤东、粤西和粤中4个不同区域菜园土壤微生物碳代谢群落结构.【结果和结论】4个不同区域的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数、Mc Intosh指数变化趋势均不同,反映微生物活性的AWCD表现为:粤北粤东粤西粤中,表明不同区域菜园土壤微生物在碳源利用能力、微生物丰度等方面存在差异.4个区域土壤微生物对6类31种碳源的利用程度存在差异;主成分分析显示,4个区域土壤微生物代谢基质主成分1的贡献率为54.76%,主成分2为13.25%;主成分1载荷0.18以上的基质有22种,主成分2有15种;碳源在主成分分离中起主要贡献作用的是氨基酸类、羧酸类、酚类和碳水化合物类碳源.表明不同区域菜园土壤微生物群落碳源利用模式及代谢功能不同,即土壤微生物群落功能多样性有差异.     

橡胶林土壤微生物碳代谢功能多样性及其变化

为了解橡胶林土壤微生物群落功能多样性特征,运用Biolog-ECO技术对海南省大丰农场6个不同林龄橡胶林割胶前后土壤微生物碳代谢功能多样性进行研究。结果表明:随着培养时间延长,土壤微生物碳代谢活性增强,培养144 h后趋于平稳。橡胶林土壤微生物利用羧酸类、氨基酸类、胺类和糖及衍生物类碳源能力较强,而对酚酸类和多聚物类碳源利用能力较差;除未开割的林龄5年橡胶林外,林龄10、13、18、25、30年橡胶林割胶后(11月)土壤微生物AWCD值、Shannon-Wiener指数、Mc Intosh指数和利用碳源能力均低于割胶前(5月),说明割胶引起了橡胶林土壤微生物碳代谢功能多样性下降。不同林龄橡胶林土壤微生物AWCD值、Shannon-Wiener指数、Mc Intosh指数和利用碳源能力的差异在割胶前后均不同。     

诱导改造对大兴安岭低质山杨林土壤肥力的影响1）

通过对大兴安岭低质山杨林带状改造,并分别种植云杉、樟子松、西伯利亚红松、落叶松,分析土壤肥力指标的变化,利用灰色关联分析法对其进行综合评价。结果表明：与对照样地相比,诱导改造后土壤毛管持水量和毛管孔隙度有不同程度的升高,土壤密度有不同程度的降低。土壤中pH值略有上升;土壤中全氮质量分数均升高（落叶松林升高94．09％,西伯利亚红松林升高67．24％,云杉林升高50．74％,樟子松林升高41．87％）;土壤中全磷质量分数均降低（云杉林降低20．90％,落叶松林降低19．10％,樟子松林降低14．63％,西伯利亚红松林降低10．15％）。土壤中有机质质量分数、全氮质量分数、碳通量具有显著性正相关（ P＜0．05）。樟子松林诱导改造后,土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、pH值、全钾质量分数、碳通量的变异系数最大,说明带状诱导改造对樟子松林土壤肥力的影响显著。应用灰色关联度法分析诱导改造后的林地土壤肥力的各个指标,结果表明：诱导改造后,所有林地土壤肥力均有改善作用。樟子松林诱导改造后关联度最高（0．828）,说明樟子松林诱导改造效果最佳。     

外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响

以东北典型黑土区表层(0~10 cm)耕地土壤为研究对象,采用盆栽试验和Biolog-ECO微平板法,通过平均颜色变化(AWCD)、丰富度指数、Shannon-Winner多样性指数、Simpson指数、Mc Intosh指数和碳源利用率等指标的测定与分析,研究了生物炭添加量对黑土土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:(1)黑土耕地土壤微生物群落碳源平均颜色变化,随培养时间呈现对数变化规律,在"拐点"处(168 h)平均颜色变化的范围为0.56~0.98,且以SA2处理(质量分数为2%)最高;(2)土壤微生物Mc Intosh指数表现出随生物炭添加量的增加,呈先增大后减小的趋势,平均颜色变化范围为5.61~8.53,同样以SA2处理最大;(3)外源生物炭对黑土耕地土壤微生物功能多样性的促进作用,主要是通过提高微生物对碳水类和胺类碳源的利用率得以实现。     

格氏栲林窗土壤微生物群落功能多样性季节动态特征

  目的  林窗作为森林生态系统中的小尺度干扰，对森林土壤养分循环与微生物群落功能多样性维持起着重要作用。明确不同林窗大小土壤养分和微生物群落功能多样性及其季节动态响应机制，有助于改善格氏栲林土壤生态环境。  方法  以格氏栲天然林林窗为对象，采用Biolog微平板法，研究不同林窗大小土壤理化性质、碳源利用能力和代谢特征的季节动态变化规律。  结果  （1）林窗生长季土壤温度、速效钾含量显著高于非生长季，pH值、速效磷含量显著低于非生长季。林窗形成促进了土壤pH值升高与速效钾积累，加速了微生物对碱解氮与速效磷的吸收和利用。（2）林窗生长季土壤微生物平均颜色变化率在培养的中后期显著高于非生长季。林窗内土壤微生物在生长季中主要利用碳源为羧酸、多聚物和氨基酸类，在非生长季中主要利用碳源为氨基酸类和羧酸类。（3）林窗土壤微生物功能多样性指数中，生长季Shannon-Wiener和Pielou指数显著高于非生长季，Simpson指数显著低于非生长季。林窗面积对生长季土壤微生物群落功能多样性指数影响不明显。非生长季小林窗Simpson指数最高，中林窗Shannon-Wiener指数和Pielou指数最高。（4）广义线性模型表明，林窗生长季的土壤温度和土壤速效钾含量升高有利于土壤微生物常见种优势度升高；非生长季土壤碱解氮含量降低，速效钾含量升高有利于微生物功能多样性升高。  结论  生长季林窗内土壤微生物群落功能多样性保持较高水平，土壤养分循环效率高；非生长季非林窗土壤环境有利于土壤微生物生长代谢，维持土壤生态系统功能。林窗形成导致土壤温度与速效养分含量的异质性是影响土壤微生物群落代谢特征和功能多样性的主要因素。      

海南岛海防林替代树种的筛选——基于土壤微生物群落功能多样性方法

运用Biolog-ECO技术,以万宁沿海3个地区8种优势植物群落为研究对象,研究了不同植被类型、不同土层土壤微生物群落碳源代谢的多样性.结果表明:(1)土壤微生物对单一碳源的利用强度随培养时间的增加呈递增趋势,上层土对碳源的总体利用能力较下层土的强;(2)两个土层的Shannon多样性指数榄仁树均最低,上层土白楸最高,下层土蕨类+野牡丹+桃金娘等最高;(3)土壤微生物群落对4类碳源的利用率因植被类型而异,且糖类是导致上层土壤微生物代谢差异的敏感碳源;糖类和氨基酸是导致下层土壤微生物代谢差异的敏感碳源;(4)土壤微生物对单一碳源的利用强度与其多样性呈极显著正相关.     

哈尔滨实验林场主要林分类型叶面积指数(LAI)的测定

以哈尔滨实验林场为研究区,利用可以测量枝叶聚集程度的植物冠层分析仪作为叶面积指数（LAI）测量仪器,分别收集研究区水曲柳人工林和落叶松人工林的夏季LAI数据和冬季的木质部面积指数（WAI）数据,从植被面积指数（PAI）中移除木质材料的信息,获得叶子信息,修正了TRAC测量中所需参数——木质部占总植被面积的比率α,计算了哈尔滨实验林场的水曲柳林和落叶松林的叶面积指数.结果表明：研究区水曲柳林的LAI平均值为4.099,落叶松林的LAI平均值为5.176;水曲柳林的LAI与有效植被面积指数（PAIe）的平均值差别不大,这是由于水曲柳林的木质部分对叶面积指数的贡献与其叶片的聚集度效应基本相当,落叶松林的PAIe与LAI相差达到27％之多,针簇内部尺度的聚集度指数是造成这种差距的主要原因,所以对于针叶林的LAI测量必须要考虑叶子的聚集度效应;哈尔滨地区的水曲柳林TRAC改正参数α的参考值为0.24,哈尔滨地区的落叶松林TRAC改正参数α的参考值为0.30.     

水曲柳、落叶松人工林土壤无脊椎动物群落结构及对凋落物分解的影响

土壤无脊椎动物作为生态系统的重要分解者，在凋落物分解的不同时期其群落结构会对凋落物分解产生影响。通过采用不同孔径(0.01、2.00、4.00 mm)凋落物分解袋法，探究了在不同时期(土壤冻结前期、土壤冻结期、生长期)落叶松(Larix gmelinii)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工纯林土壤无脊椎动物群落结构及其对凋落物分解率、养分动态影响。结果表明：凋落物分解过程中土壤无脊椎动物群落组成受凋落物类型影响。水曲柳林凋落物袋内土壤无脊椎动物优势类群是甲螨亚目(Oribatida)、线蚓科(Enchytraeidae)、棘虫兆科(Onychiuridae),落叶松林优势类群是甲螨亚目(Oribatida)、棘虫兆科(Onychiuridae)。水曲柳林无脊椎动物个体数、多样性高于落叶松林。土壤无脊椎动物功能类群结构随凋落物分解进程发生变化，且土壤无脊椎动物功能类群与凋落物分解率显著相关(P<0.05)。水曲柳林凋落物分解率大于落叶松林。土壤无脊椎动物对凋落物分解具有明显的促进作用，表现为：大型、中小型无脊椎动物和微生物共同作用大于中小型无脊椎动物和微生物共...     

火对塔河白桦落叶松林土壤微生物的即时影响

为探索火对白桦落叶松林土壤微生物的干扰作用,采用试验点烧方法调查分析了火后土壤微生物群落的即时变化。结果表明:火干扰减少了土壤微生物量,细菌、放线菌、真菌含量,同时降低了火后土壤微生物的代谢能力、土壤Shannon-wiener多样性指数、群落均匀度;燃烧过程中的平均温度与细菌、放线菌含量,微生物量碳质量分数的相对变化率显著相关,说明细菌、放线菌含量,微生物量碳质量分数的变化受平均温度的影响;最高温度与细菌、真菌、放线菌含量,微生物量碳质量分数,平均吸光率显著相关。