刺槐与其他树种枯落叶混合分解对微量元素释放的影响

【目的】检测刺槐分别与其他10个树种枯落叶混合分解后是否对Cu、Zn、Ni和Cd等微量元素的释放产生促进作用,从微量元素的角度研究刺槐与拟混交树种的种间养分关系,为刺槐混交林的树种选择提供科学依据。【方法】在黄土高原,于秋末冬初采集刺槐及其他10个树种的当年枯落叶,并剪成1 cm大小的碎片或长1 cm的短针叶,同时采集无林荒草地腐殖质层（0～20 cm）土壤作为介质,在室内相同温度和湿度条件下,以尼龙网袋埋土法连续345 d进行枯落叶混合分解培养试验,并用原子吸收光谱分析法（AAS）测定枯落叶分解前后微量元素Cu、Zn、Ni、Cd的含量。【结果】枯落叶分解过程中,Cu、Zn、Ni和Cd的释放速率均以柠条、小叶杨、沙棘、侧柏、辽东栎较快,周转期略大于1年。刺槐分别与小叶杨、白榆、沙棘枯落叶混合分解,对4种微量元素的释放均呈现出促进作用;而分别与樟子松、侧柏、白桦、柠条枯落叶混合分解,对4种微量元素的释放均呈现出抑制作用;刺槐分别与油松、华北落叶松枯落叶混合分解,对Cu的释放有一定的促进作用,而对Zn、Ni、Cd的释放呈现出抑制作用;刺槐与辽东栎枯落叶混合分解,对Zn、Cd的释放有促进作用,而对Cu、Ni的释放有抑制作用。【结论】选择与刺槐枯落叶混合分解后能促进多数微量元素释放的树种进行混交,将有利于林地微量元素的循环利用。     

黄土残塬沟壑区利用阔叶树种枯落叶改善针叶林地土壤酶活性的效应研究

通过对针叶林地土壤与不同阔叶树种枯落叶进行室内混合培养和测定,研究了黄土残塬沟壑区不同阔叶树种枯落叶分解对针叶林地土壤酶活性的改善效应,以期达到快速确定引入混交树种目的,并且为防止针叶纯林林地所出现的土壤极化等系列问题提供相应的理论依据。研究结果表明:(1)侧柏林地土壤混合5种阔叶树种枯落叶培养后,酶活性综合指数较对照均有提高,引入树种适宜度为刺槐>柠条>辽东栎>小叶杨>沙棘。(2)油松林地土壤,混合小叶杨、柠条和沙棘枯落叶培养后,土壤酶活性综合指数较对照均有提高,刺槐和辽东栎枯落叶培养后则反之,故不宜刺槐和辽东栎与油松混交,引入树种适宜度依次为小叶杨>柠条>沙棘。     

黄土高原主要人工林树种对几种豆科牧草的化感作用

【目的】分析黄土高原主要人工林树种枯落叶对几种豆科牧草的化感作用,为豆科牧草在人工纯林改造中的应用及林草复合植被的建设提供科学依据。【方法】采集樟子松、华北落叶松、刺槐和辽东栎等人工林树种（供体）当年枯落叶,制成不同质量浓度（0.005,0.010和0.020 g/mL）的枯落叶浸提液,定期浇灌胡枝子、沙打旺和小冠花等豆科牧草植物（受体）种子,进行室内发芽试验,观测种子萌发和幼苗生长的相关指标。【结果】樟子松和华北落叶松枯落叶浸提液对3种受体植物种子萌发及幼苗生长均无显著影响,其中樟子松枯落叶浸提液对胡枝子表现出“低促高抑”的规律,而对小冠花有微弱抑制作用;刺槐枯落叶浸提液对胡枝子和沙打旺种子萌发及幼苗生长均表现出“低促高抑”的规律,对小冠花则表现为抑制作用;辽东栎枯落叶浸提液对3种受体植物种子萌发及幼苗生长均有抑制作用。【结论】所选树种的枯落叶浸提液对3种豆科牧草的影响存在较大差异,初步认为,在樟子松人工林下可以种植沙打旺,华北落叶松人工林中这3种植物均可种植,刺槐人工林中不宜种植小冠花,辽东栎人工林中这3种植物均不宜种植。     

化感作用物对油松幼苗生长及光合作用的影响

为进一步了解油松 (PinustabulaeformisCarr.)辽东栎 (QuercusliaotungensisKoidz.)混交林中化感作用的作用机理 ,该文作者于 1998年用生物测定的方法研究了该混交林中部分化感作用物对油松 1年生幼苗生长和光合作用的影响 .结果表明 ,油松、辽东栎纯林及混交林中枯落叶、半分解枯落叶及表层土壤水浸液对油松幼苗高生长、叶绿素含量 (尤其是叶绿素a含量 )及净光合速率均有显著影响 .一般表现为高浓度抑制或降低 (气孔阻力为增强 ) ,低浓度无作用或起促进或增强作用 (气孔阻力为减弱 ) ;同林分下 ,一般以枯落叶高浓度水浸液的抑制或降低 (增强 )作用为最强 ,半分解枯落叶及表层土壤的作用较弱 ;辽东栎枯落叶高浓度水浸液使油松幼苗停止光合 ,混交林枯落叶高浓度水浸液的作用较两个纯林为弱 .说明影响油松光合作用是油松辽东栎混交林中化感作用的生理机制之一 .     

引入阔叶树种枯落叶对陕北风沙区针叶林土壤极化的防治效应

【目的】研究不同针、阔叶树种的种间关系,为通过针、阔混交或枯落叶客置来防治人工针叶纯林土壤的极化提供科学依据。【方法】在位于陕北黄土高原北部半干旱风沙区的靖边县,选择覆盖度达到90%～100%的22年生油松和25年生樟子松纯林,建立20 m×20 m的标准地,以5样方(1 m×1 m)混合采样法采集0～10 cm土层腐殖质土壤和附近不同针、阔叶树种的当年枯落叶后,进行室内混合培养试验。【结果】油松纯林会导致土壤养分含量、部分酶活性降低及真菌、放线菌数量明显减少的负向极化发展趋势,樟子松纯林会导致土壤部分酶(脲酶、蔗糖酶)活性降低和细菌数量明显减少的负向极化发展趋势。引入阔叶树种枯落叶防治油松纯林土壤极化的优先顺序为:引入白榆、沙棘和旱柳最好,其次为紫穗槐,而小叶杨、刺槐和柠条则均不适宜引入;引入阔叶树种枯落叶防治樟子松纯林土壤极化的优先顺序为:引入沙棘最好,其次为柠条,引入小叶杨和白榆效果不明显,而刺槐、紫穗槐和旱柳则均不适宜引入。【结论】不同阔叶树种枯落叶对针叶林地土壤性质的影响效应有明显差异;筛选出了防治陕北风沙区针叶林土壤极化的阔叶树种。     

陕北地区阔叶树种枯落叶对针叶纯林土壤微生物的影响

通过室内培养的方法代替实地混交造林和枯落叶客置实验,研究了陕北黄土高原不同阔叶树种枯落叶对针叶纯林土壤微生物数量的影响。结果表明:在陕北半干旱风沙区(靖边),油松林引入白榆,樟子松林引入旱柳或客置其枯落叶,有利于改善土壤微生物性质;在陕北半湿润黄土丘陵区(黄陵),侧柏林引入桦树,落叶松林引入刺槐、小叶杨、桦树和辽东栎,油松林引入桦树、小叶杨和刺槐或客置其枯落叶,有利于改善土壤微生物性质。     

黄土高原乡土树种光合作用及抗旱性研究

对黄土高原乡土树种油松、刺槐、侧柏、山杏、连翘、辽东栎、文冠果、丁香、臭柏、金银花等10个树种的光合作用和抗旱性指标进行了测定和比较。结果表明,丁香、侧柏和刺槐具有极强的利用太阳光的能力,耐荫性较差,金银花耐荫性最强。与侧柏和刺槐相比,油松的耐荫性较强。金银花、山杏、连翘、辽东栎、文冠果、丁香、臭柏、油松、侧柏、刺槐的耐荫性依次降低。另外,辽东栎、文冠果、臭柏和金银花对弱光的利用率较高,可以适应一定的较弱光照环境。丁香、刺槐和侧柏为典型的阳性树种,金银花为典型的阴性树种,辽东栎、文冠果、臭柏、油松、山杏和连翘既可以适应弱光条件,也可以在一定的强光照条件下生长。10个树种在脯氨酸、可溶性糖含量、电导率及水分特性上有差异,其抗旱机制各不相同,但它们都具有较强的抗旱能力,适宜黄土高原干旱的自然条件。     

黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响

【目的】探讨黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响,为防治森林土壤退化和连栽障碍提供科学依据。【方法】在位于黄土高原中部半湿润黄土丘陵区的陕西黄陵县,选择刺槐、辽东栎和小叶杨3种典型人工阔叶纯林为研究对象,采集林地腐殖质层土壤和枯落物（当年枯落叶及细根）,分别设“土壤+枯落叶”、“土壤+根系”、“土壤＋枯落叶+根系”和土壤不与任何枯落物混合（对照）4种处理方式,进行室内混合培养试验,共培养120 d,分析枯落物分解对土壤生物学和化学性质极化的影响。【结果】1）在刺槐林地,枯落叶分解主要引起土壤pH值、过氧化氢酶活性和微生物数量负向极化,根系分解主要引起pH值、速效磷含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了正向极化,且根系影响大于枯落叶,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互抑制。2）在辽东栎林地,枯落叶分解主要引起蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性及速效磷、速效钾含量负向极化,根系分解主要引起过氧化氢酶活性和速效钾含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶分解引起了负向极化,而根系分解引起了较弱的正向极化,且二者混合分解对土壤的影响总体表现为较弱抑制作用。3）在小叶杨林地,枯落叶分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及速效磷含量负向极化,根系分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物数量和速效磷含量负向极化;就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了负向极化,且根系影响较明显,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互促进。【结论】从枯落物分解对土壤性质极化影响的总体结果来看,刺槐比较适宜在该地区一定时间内继续连栽,其次为辽东栎,而小叶杨不适宜。     

黄土高原沟壑区不同树种的水土保持效益及其适应性评价

【目的】研究黄土高原沟壑区不同树种幼林的水土保持效益及其适应性。【方法】以草地为对照,对黄土高原沟壑区刺槐、油松、沙棘、侧柏纯林及其混交林径流小区的产流产沙情况、土壤水分状况及各树种的生理特性进行了分析。【结果】造林初期,各树种及其不同造林方式的水土保持效益均比较差,处于水土保持功能低下阶段,土壤侵蚀的差异主要是由植被的不同覆盖度引起的,二者呈二次多项式关系;回归分析表明,当覆盖度达53%时土壤侵蚀较为轻微。草地和各树种林下0~250 cm土层土壤水分变化较大,其中以刺槐消耗土壤水分最多,其次是侧柏,油松、沙棘和草地之间差异不明显;刺槐纯林与其混交林下土壤水分的差异比较明显,而其他树种不同造林方式下的土壤水分无明显差异。各树种叶片的水分利用效率表现为侧柏>油松≈沙棘>刺槐,油松与沙棘混交造林后两者的水分利用效率都有显著提高;各树种叶片的蒸腾速率表现为刺槐≈沙棘>油松>侧柏,沙棘与油松或刺槐混交后,油松与刺槐的蒸腾速率均有所降低,而沙棘变化不显著。【结论】综合考虑树种的水保效益及其适应性可以发现,沙棘与油松混交可能是黄土高原沟壑区较为适宜的一种造林方式。     

枯落物对辽东栎种子萌发及生长的影响

【目的】阐明枯落物对辽东栎种子萌发及幼苗生长的影响,为辽东栎林天然更新障碍研究及可持续经营提供依据。【方法】在陕西延安黄龙山林区,选择林相良好的辽东栎中龄林采集成熟种子,设置在种子上覆盖0(CK),1,2,3cm枯落物及在种子下铺垫1,2,3cm枯落物共7个处理,分析枯落物厚度及铺盖方式对辽东栎种子萌发和幼苗早期生长的影响;采集辽东栎纯林、油松纯林及辽东栎与油松混交林枯落物,用其水浸液处理辽东栎种子,以蒸馏水处理为对照,分析不同枯落物水浸液对辽东栎种子萌发和幼苗早期生长的影响。【结果】枯落物厚度及铺盖方式对辽东栎种子起始萌发时间有显著影响,枯落物厚度为0cm时萌发最早,在种子下铺垫枯落物时种子的起始萌发时间较种子上覆盖枯落物处理急剧延长。与CK相比,种子上覆盖枯落物的厚度对种子的萌发率和发芽势无显著影响,萌苗的根长、茎长及生物量也无显著差异。而在种子下铺垫枯落物时,枯落物厚度对种子萌发影响显著,种子的最终萌发率和发芽势均显著降低,枯落物厚度为1,2,3cm时,萌发率分别为41.8%,37.3%和34.0%,萌苗的根长、茎长及生物量亦显著减小,且枯落物厚度越大萌发率和生物量越小;辽东栎种子的萌发抑制率亦大幅增加,且枯落物厚度越大抑制越明显。在不同枯落物水浸液处理下,辽东栎种子的最终萌发率、发芽势、根长、茎长与对照相比均无显著差异。【结论】枯落物主要通过阻碍种子与地面的接触而影响辽东栎的早期更新,合理清理林下枯落物能有效促进辽东栎林的天然更新。     

模拟氮沉降对油松林单一及混合叶凋落物分解的影响

通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林单一和混合叶凋落物分解对外源氮添加的响应过程与机制。氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2a),N0),低氮(50 kg/(hm2a),N1),中氮(100 kg/(hm2a),N2)和高氮(150 kg/(hm2a),N3)。利用凋落袋法对天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶以及人工林油松针叶进行原位分解试验。研究结果表明,自然状态下天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶、人工林油松针叶分解95%所需时间分别为7.58、4.89、6.92、8.03 年。氮沉降显著促进了人工林油松针叶的分解,抑制天然林辽东栎阔叶的分解;分解前期,N沉降促进天然林油松针叶、油松--辽东栎混合叶分解,并在分解后期对油松针叶分解产生抑制作用,而对油松--辽东栎混合叶分解无显著影响。在氮沉降持续增加的背景下,研究结果可为油松林生态系统物质循环和能量流动提供基础数据。      

北京地区主要乔木树种的抗火性分析

以北京地区的17种主要乔木树种为研究对象,利用主成分分析法对影响树种抗火性的4项理化性质指标(绝对含水率、热值、灰分含量、抽提物含量)和9项生物学及生态学指标(物候期、树冠浓密度、叶子特征、树皮状况、萌芽力、幼年生长速度、自然整枝度、地被物结构和林分卫生状况)进行了分析,并对各树种抗火性进行了综合评价。结果表明:17种乔木的抗火性能由强到弱依次是榆树、栾树、暴马丁香、柳树、核桃楸、刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴、山杏、元宝枫、辽东栎、白梨、华山松、华北落叶松、油松。其中,榆树、栾树、暴马丁香、柳树和核桃楸的抗火性较强;油松、华北落叶松、华山松、白梨、辽东栎和元宝枫的抗火性较弱;而刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴和山杏的抗火性居中。     

北京平原地区主要造林树种叶片氮磷再吸收及生态化学计量特征

  目的  通过分析北京平原地区主要造林树种叶片氮（N）和磷（P）再吸收及生态化学计量特征,探讨不同树种对平原造林地生境的生态适应及养分利用机制。  方法  以刺槐、千头椿、旱柳、毛白杨、白蜡和油松等主要造林树种为研究对象,测定其新鲜叶、凋落叶的N、P含量,计算叶片N、P再吸收率并分析其与叶片、土壤养分指标的关系。  结果  刺槐的叶片N含量最高,旱柳的叶片P含量最高;白蜡叶片的N∶P显著高于其他树种（P < 0.05）,毛白杨叶片的N∶P最低,刺槐、千头椿、旱柳和油松之间叶片N∶P差异不显著。不同树种凋落叶N、P含量及N∶P与新鲜叶养分相关性不同。刺槐叶片N再吸收率和千头椿叶片P再吸收率显著高于其他树种,多数树种的叶片N再吸收率或P再吸收率与其凋落叶养分含量表现出显著负相关。  结论  刺槐、旱柳、白蜡和油松的生长受到 P 限制,千头椿和毛白杨生长受到 N 限制。树种能通过叶片N、P再吸收来适应养分限制环境。建议在平原林养护中加强林分结构调整、凋落叶归还林地、人工补植补造等措施以改善平原林养分限制状况。      

CO_2浓度倍增对苗木生长和养分含量的影响

在CO2浓度倍增条件下,研究了油松、侧柏、元宝枫和刺槐的苗高、地径、叶生长和养分含量等方面的变化。结果表明,CO2浓度倍增下苗木的苗高和地径均比对照的高;油松、侧柏和刺槐的叶生长明显大于对照的,而元宝枫变化不显著;各植物苗木的暗呼吸速率、土壤氮含量都比对照的小;磷含量的变化很小;侧柏的钾含量比对照的降低了56.70%,油松、刺槐和元宝枫的钾含量分别比对照的升高了60.13%、23.32%和0.69%,而幼嫩和成熟叶片中氮、磷和钾含量的变化没有显著规律性,其影响机理有待进一步研究。     

氮添加对典型阔叶红松林凋落叶分解及养分释放的影响

为探索氮添加对原始阔叶红松林凋落叶分解及养分动态的影响,以红松、枫桦、水曲柳及3个树种混合凋落叶为研究对象,采用凋落物袋法,进行了2年的分解试验。施N水平分别为N0(0 kg/(hm2·a))、N1(30 kg/(hm2·a))、N2(60 kg/(hm2·a))和N3(120 kg/(hm2·a))。结果表明:施N对混合凋落叶分解影响显著(P0.05)。凋落叶质量残留率与其基质N含量呈显著负相关,与碳含量及C/N比均为显著正相关。施N促进凋落叶N含量升高,凋落叶P含量受时间和N处理交互作用影响显著。施N促进水曲柳凋落叶N、P释放,抑制红松、枫桦和混合凋落叶N、P释放。N3处理抑制红松凋落叶C释放,促进水曲柳凋落叶C释放,N1处理促进水曲柳与混合凋落叶C释放。说明N处理能够调节养分释放模式,并对森林生态系统C及养分循环有显著调控作用。      

红松、蒙古栎和色木槭凋落物混合分解研究

以位于中国东北吉林蛟河的天然红松阔叶林森林生态系统为研究对象,针对其中主要树种的凋落物分解速 率和分解过程研究中的几个关键问题进行了探讨。研究内容包括该生态系统中常见的红松、蒙古栎和色木槭的凋 落物的分解速率,在分解过程中的养分动态和凋落物的混合效应及其机制等。本研究使用的具体方法为凋落物降 解袋法。结果表明:1)凋落物中各种营养元素的初始含量差异显著,其中初始氮、磷含量与凋落物的分解速率呈正 相关。2)不同树种凋落物的失重率之间差异显著,且均随时间进程增大,但是和时间不成线性关系。3)在整个分 解进程中,凋落物的分解速率开始时明显升高,中后期以后逐渐平稳。4)单一凋落物分解中,阔叶凋落物的分解速 率高于针叶的分解速率。5)395 d 的分解进程中,有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量呈动态变化, N 和 P 均表现出富集现象,N 在短期富集后强烈释放;C 和K 表现为净释放;C/ N 持续下降。6)红松 蒙古栎和红松 色 木槭混合凋落物对分解速率产生显著的混合效应; 混合凋落物对分解过程中的养分动态, 尤其是P 和N 元素具有 显著的混合效应, 而混合效应的方向(正或负)和强度是十分复杂的;混合效应是否能发生及其发生的方向主要是 由组分凋落物的特点来决定的。      

晋西黄土区典型林分水源涵养能力评价

目的评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。方法以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层、枯落物层和土壤层的持水能力进行测定,采用熵权法（EWM）对各林分类型的水源涵养能力进行综合分析。结果（1）4种林分类型植被层的持水能力依次为:油松人工林（17.79 t/hm2） > 侧柏人工林（13.55 t/hm2） > 刺槐人工林（12.81 t/hm2） > 山杨辽东栎次生混交林（6.71 t/hm2）。油松人工林、侧柏人工林的主要持水层为乔木层;刺槐人工林中乔灌草的持水量相近;山杨辽东栎次生混交林中主要持水层为草本层。（2）4种林分类型中枯落物有效拦蓄量分别为:山杨辽东栎次生混交林（23.02 t/hm2） > 侧柏人工林（13.00 t/hm2） > 刺槐人工林（10.36 t/hm2） > 油松人工林（2.81 t/hm2）。（3）4种林地土壤最大蓄水能力分别为:山杨辽东栎次生混交林地（3 182.43 t/hm2） > 油松人工林地（3 176.67 t/hm2） > 侧柏人工林地（2 995.3 t/hm2） > 刺槐人工林地（2 803.5 t/hm2）。其中除山杨辽东栎次生混交林地与油松人工林地持水能力差异不显著外,其余各林地持水能力之间均存在显著差异。（4）4种典型林分类型水源涵养能力的综合排序为:山杨辽东栎次生混交林 > 侧柏人工林 > 油松人工林 > 刺槐人工林,影响水源涵养能力的主要因素为林下草本层与枯落物。结论从涵养水源的角度出发,晋西黄土区应采用仿拟自然植被技术、封山育林等加强次生植被的建设与管护,营造林下草本层和枯枝落叶层丰富的植物群落,以达到保持水土、涵养水源、改善生态环境的多重作用。