天然次生林转变成长白落叶松人工林后土壤养分的变化

在东北林业大学森林实验站天然次生林地及天然次生林带状皆伐后营造的31年生长白落叶松(Larix olgensis)纯林地、长白落叶松水曲柳(Fraxinus mandshurica)混交林地、长白落叶松胡桃楸(Juglans mandshurica)混交林地,采集不同土层(h)0相似文献   

辽东山地胡桃楸天然次生林土壤蓄水能力分析

[目的]对辽东山区的以胡桃楸为主天然次生林的水源涵养能力进行了分析研究。[方法]研究林分结构类型、林分密度、立地条件对土壤蓄水能力的影响。[结果]胡桃楸天然次生林比长白落叶松纯林的土壤更加疏松多孔,土壤蓄水能力更强。相同林龄树种组成对水源涵养能力没有显著的影响,林分密度对于天然次生林的蓄水能力有显著影响。不同立地条件林地土壤的蓄水能力也存在显著差异,坡度越大,水源涵养能力越低。阴坡比阳坡的蓄水能力强。[结论]胡桃楸天然次生林土壤蓄水量受到多种因素的影响。     

海南岛滨海台地5 种典型林分类型土壤理化特性研究

以海南岛滨海台地5种典型林分类型为研究对象,研究不同森林类型0~100 cm土层土壤理化性质。结果表明,次生林土壤容重相对最大,相思林土壤容重相对最小,椰树林土层间变异系数最大,木麻黄林最小。5种不同森林类型表层土壤(0~10 cm,10~20 cm)随着土壤深度的变化,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度呈增大趋势,其他层次土壤总孔隙度变化和非毛管孔隙度呈不规律性变化。随着土壤深度的增加,土壤含水率呈递增状态,不同森林类型间土壤总孔隙度、土壤含水率差异性显著。5种不同森林类型土壤pH都呈酸性或微酸性,木麻黄林与次生林、桉树林、相思林pH值差异性显著。5种森林土壤全N含量在土壤剖面中具有明显的垂直分布性,随着土壤深度的增加呈降低趋势,不同森林类型间全N、全K含量差异性显著,全P含量差异性不显著。同一森林类型0~10 cm土壤全N与其他层次显著性差异,说明滨海沙土表层更利于N素循环。     

落叶松和红松纯林土壤对1年生胡桃楸和水曲柳苗木生长的影响

试验苗木为苗圃的同一批苗木,胡桃楸(Juglans mandshurica)苗高(23.5±1.07)cm、地径(8.34±0.56)mm,水曲柳(Fraxinus mandshurica)苗高(25.2±1.23)cm、地径(7.42±0.60)mm;试验土壤为帽儿山实验林场老山人工林实验站相邻的并且立地条件相似的落叶松(Larix olgensis)人工纯林、红松(Pinus koraiensis)人工纯林、邻近次生林(为对照)样地表层0～20 cm的土壤;于2019年5月7日将风干后的土壤装入高17.3 cm、上径19 cm、底径14.2 cm的塑料花盆中,每种林分土壤各装48盆,分别栽植胡桃楸、水曲柳各24盆,共144盆;总计12个处理,3种土壤×2个树种苗木×2种光照处理(全光、60％全光).试验在尚志市帽儿山镇东北林业大学林场苗圃进行,测定苗高、地径、苗木生物量、苗木氮磷钾积累量、土壤养分,分析全光和60％全光环境的落叶松和红松纯林土壤对胡桃楸、水曲柳苗木生长的影响.结果表明:两种光照条件,胡桃楸苗高和生物量,在红松林土壤栽植的显著低于在次生林土壤栽植的(生物量,全光降低39.5％、遮阴降低52.5％).全光条件,水曲柳苗高、地径生长量,在红松林土壤栽植的显著低于在次生林土壤栽植的;遮阴时,水曲柳生物量,在红松林土壤栽植的比在次生林土壤栽植的降低41.9％.两种光照条件,胡桃楸氮、钾积累量,在红松林土壤栽植的均显著低于在次生林土壤栽植的;遮阴时,水曲柳氮、钾积累量,在红松林土壤栽植的显著低于在次生林土壤栽植的.全光条件,红松林土壤栽植的两树种苗木冠根比最低;遮荫时则相反.红松针叶纯林土壤的养分供应能力比次生林土壤低,限制了两树种苗木生长,且60％全光加剧其土壤养分对苗木生长限制.落叶松林土壤未限制两树种苗木生长.     

农牧交错带农田草地界面土壤温度的影响域

为确定华北农牧交错带农田草地界面土壤温度的影响域,采用移动窗口法对该区域的农田-草地景观界面0~20cm土壤温度影响域进行了研究。结果表明:界面温度的影响域草地为7m,农田为10m,总宽度17m,属渐变型界面,农田-草地景观界面可划分为农田、草地和农田-草地3个功能区。农田-草地复合功能区,土壤温度变化剧烈;而在草地功能区与农田功能区内土壤温度基本呈线性分布;农田生态系统土壤平均温度比草地约高2℃。     

兴安落叶松林土壤物理化学性质的研究

为了探讨兴安落叶松林的生产机理,文章以大兴安岭地区现有不同森林类型为研究对象,应用土壤农化分析的常规方法对各林分类型的土壤水分、pH、有机质、全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K含量进行测定并比较分析,土壤pH除溪旁兴安落叶松林pH在中性范围,其它显酸性;土壤水分随着土层厚度的增加表现出下降趋势,不同森林类型不同层次土壤水分性质存在明显差异;不同林分类型下的土壤肥力存在较大差异:同一林型的表层土壤因土层深度的增加各养分指标均有明显的差异,其它兴安落叶松林土壤肥力达到中上等养分水平。     

辽东山区3种林分土壤理化性质和微生物特性研究

以辽东山区长白落叶松人工纯林、长白落叶松-水曲柳人工混交林和次生林3种林分为研究对象,分析表层(0～10cm)、亚表层(10～20cm)、底层(20～30cm)土壤理化性质、微生物含量及其二者相互关系。结果表明:落叶松纯林土壤pH值较次生林和落叶松-水曲柳混交林分别平均降低了5.4%和4.5%,落叶松纯林土壤存在酸化趋势。各林分类型表层土壤总有机碳、全氮、微生物量碳、碳氮比均表现为次生林落叶松-水曲柳混交林落叶松纯林,且各指标随土层加深显著降低(p0.05)。土壤微生物含量受土层的影响显著(p0.05),其中表层含量最高,表层细菌、真菌和放线菌含量分别为19.09～29.68nmol·g~(-1)、2.47～3.71nmol·g~(-1)和5.59～7.68nmol·g~(-1);次生林表层土壤细菌、放线菌的含量显著高于落叶松纯林(p0.05)。不同林型之间各土层细菌真菌比(B/F)、革兰氏阳性菌与阴性菌之比(G+/G-)差异显著(p0.05)。土壤总微生物含量与总有机碳、微生物量碳和全氮含量呈显著正相关。总体上,辽东山区的天然次生林、落叶松-水曲柳混交林与落叶松纯林相比,土壤环境水平改善,为提升辽东山区落叶松人工林纯林质量提供了科学依据。     

松花江干流六种水源涵养林林冠层降水分配

以森林水文学为理论基础,从森林涵养水源的角度运用生态定位研究方法,选择松花江干流方正县高楞林业局为观测地点,以当地具有代表性的红松人工林、水曲柳山杨林、水曲柳落叶松林、糠椴次生林、蒙古栎次生林和胡桃楸混交林为研究对象,并以就近的空旷地降雨作为对照,对不同森林类型的林冠层截水性能、林内穿透雨量、树干径流等水文特性进行了定量研究.研究结果表明:各森林类型的林内雨透流率都小于50.0％,说明50.0％以上的降雨被林冠层截留.其中胡桃楸混交林和水曲柳山杨林的透流率较高,分别达到44.2％和40.0％;其次是永曲柳落叶松林和糠椴次生棘,透流率分别为37.2％和34.1％;红松人工林和蒙古栎次生林的透流率较低,分别为27.9％和24.7％.林内降雨量(P')和大气降雨量(P)呈现显著的直线正相关.树干径流量(G)和大气降雨量(P)之间也呈直线正相关.     

晋西黄土区不同水文年土壤水分特征及其主要影响因子分析

  目的  晋西黄土区生态环境脆弱,土壤水分是制约植被生长的重要因子。为深入了解该区域土壤水分年际变化,明确制约该区域土壤储水量的关键因子,探讨晋西黄土区不同植被类型在生长季节内土壤含水量的变化。  方法  以定位观测法为主,对人工刺槐Robinia pseudoacacia林、天然三角槭Acer buergerianum林和野艾蒿Artemisia lavandu-laefolia草地生长季(5?10月)内0~400 cm土壤含水量进行监测;在此基础上,根据含水量标准差对土壤进行活跃层划分,并通过生长季前后储水量的对比探究年际土壤储水量盈亏状况;测定了典型样地的土壤性质,并结合地形、不同水文年旱涝特征对土壤储水量的影响因子进行冗余分析。  结果  ①人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地平均土壤含水量分别为8.36%~9.63%、10.01%~13.19%和15.43%~19.17%,野艾蒿草地表层土壤含水量显著高于人工刺槐林和天然三角槭林(P＜0.05)。②天然三角槭林土壤水分活跃层最深可达180 cm,人工刺槐林和野艾蒿草地土壤水分活跃层较浅;中等湿润年土壤水分活跃层最深,严重干旱年土壤水分活跃层次之,平水年土壤水分活跃层最浅。③严重干旱年,人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地土壤水分亏缺土层深度分别为100~300、0~200和0~100 cm;平水年土壤水分的输入和输出达到平衡;中等湿润年0~200 cm土层水分得到不同程度补给,而200~400 cm土层的水分补给量接近于0。④不同深度土层土壤储水量受不同环境因子影响,其中植被类型和土壤容重是0~100 cm土层水分的主导因素,100~200 cm土层水分主要受容重和坡向控制,而不同水文年旱涝程度、土壤黏粒和粉粒含量是200~400 cm土层水分的主导因素。  结论  干旱水文年土壤水分亏缺严重,平水年及湿润年亏缺现象有所缓解,植被类型对土壤储水量影响最大。今后黄土高原地区的造林,不仅要考虑树种的耐旱能力,更应充分考虑地形、土质及生长季降水的分配情况带来的影响。图5表5参33     

辽东山区3种次生林群落土壤酶活性的季节动态

研究了辽东山区蒙古栎(Quercus mongolica)、杂木林、胡桃楸(Juglans mandshurica)3种次生林群落土壤转化酶、淀粉酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性的季节变化规律.结果表明:次生林群落土壤酶活性均呈明显的垂直分布特性,即随土壤深度的增加,酶活性逐渐降低.次生林群落土壤酶活性具有明显的季节变化特点,不同群落酶活性变化趋势不同,其中蒙古栎林的土壤转化酶、淀粉酶和脱氢酶活性最高,胡桃楸林最低,但胡桃楸林过氧化氢酶活性相对最大.4种酶活性在不同群落间差异均达到显著水平(P<0.05),这可能与植被类型、凋落物的多样性或植物根系分泌物的不同有关.     

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。      

科尔沁沙地杨树水分利用策略

目的在科尔沁沙区, 杨树人工林出现了不同程度的退化现象, 水分是本地区植物生存的主要限制因子, 本文为了探究科尔沁沙地杨树人工林的水分来源及水分利用机制, 揭示水分与杨树人工林退化的关系, 为科尔沁沙地杨树人工林生态系统恢复和重建提供参考依据。方法利用氧稳定同位素技术以科尔沁沙地杨树人工林为研究对象, 采用“DELTA plus XP”稳定同位素比例质谱仪测定植物(木质部)水及各潜在水源δ18O值, 结合自动气象站(HOBO U30-NRC)连续观测降雨量等环境和气象因子, 利用同位素质量守恒多元分析方法, 分析雨季和旱季杨树人工林水分利用策略。结果(1) 雨季土壤含水量均高于旱季, 雨季在0~100 cm土层的土壤含水量随土层深度显著增加(P < 0.05), 而100~170cm土层的土壤水分含量显著下降(P < 0.05);旱季林内土壤水分含量均大于林外土壤水分含量, 但差异均不显著(P>0.05)。(2)土壤水和植物水δ18O值都高于地下水δ18O值; 旱季土壤水δ18O值整体上比植物水δ18O值低; 雨季土壤水δ18O值反而高于植物水δ18O值。(3)杨树人工林旱季主要吸收利用130cm以下的深层土壤水, 对浅层土壤水利用较少; 雨季杨树人工林除了吸收130cm以上土壤水, 还少量的吸收深层土壤水和地下水。结论(1) 浅层土壤水氧同位素值受到太阳辐射和降水的干扰程度较大, 而深层土壤水受到的干扰程度较小。在旱季, 林内各层土壤水均大于林外各层土壤水, 尤其是80~170cm土壤层更加显著, 这从侧面解释了杨树在利用较深的土壤水及地下水时, 会将少量水分释放到土壤表层这一现象。(2)雨季沙地杨树人工林主要利用浅层土壤水, 旱季杨树人工林主要利用深层土壤水和地下水。杨树人工林根系在浅层和深层土壤中均有分布, 此种根系分布特征保证了杨树人工林在不同季节采用不同的水分利用策略, 从而确保自身水分的生理需要, 是植物应对干旱沙地环境适应性的表现。      

大兴安岭过火区不同森林生态系统碳储量的变化

以1987年"5.6"森林大火过火区6种不同森林生态系统类型为研究对象,采用标准木法和收获法,分析不同生态系统在火干扰27 a后的植被碳储量。结果表明:不同森林生态系统类型的植被碳储量存在差异,相同森林群落类型中不同组分的植被碳储量差异也较大,其中乔木层和凋落物层是森林植被碳储量的主要贡献者;6种不同森林生态系统在火烧干扰27 a后的植被碳储量为23.17~54.06 t/hm^2,碳储量由大到小的顺序为兴安落叶松人工林、樟子松次生林、兴安落叶松次生林、樟子松人工林、白桦次生林(沟谷)、白桦次生林(坡中);植被碳储量恢复度从大到小的依次为兴安落叶松人工林、白桦次生林(沟谷)、白桦次生林(坡中)、兴安落叶松次生林、樟子松次生林、樟子松人工林,分别恢复到同林型成熟林分的49%、43%、36%、35%、33%和25%;兴安落叶松人工林碳储量最高,恢复效果最好。不同森林生态系统类型碳储量与其对应的成熟林碳储量的巨大差异,说明随着森林生态系统的恢复将继续积累大量生物量碳,具有潜在碳汇效应。     

小兴安岭主要森林类型对降雪、积雪和融雪过程的影响

选择小兴安岭林区5种主要森林类型,对其降雪、积雪和融雪等雪水文过程进行系统研究。结果表明:1）森林对降雪的截留作用主要受郁闭度和树种组成的影响,云冷杉红松林对降雪的截留作用最大,降雪截留率为39.7%,约为次生白桦林的5倍,人工落叶松的25倍。2）不同森林类型之间的截雪量大小与降雪强度有关,且在同一种森林类型的不同降雪强度中,其截留率差异也不同。3）云冷杉红松林内积雪厚度最小,3月中旬达最大值32 cm,较次生白桦林和落叶松人工林内的积雪厚度减少了约12 cm。4）不同林型内积雪融化速度有较大差异,各红松林内积雪厚度从4月中旬后平均每天减少约0.5 cm,而次生白桦林和落叶松人工林内积雪厚度平均每天减少约1.3 cm,融雪速率相对较快,易产生融雪性洪峰。因此,在东北地区实行栽针保阔,逐步改造天然次生林,使之过渡到针阔混交林,能有效地延长林内融雪时间,从而发挥森林融雪的水文效益。      

胡桃楸、落叶松纯林及其混交林土壤化学性质

用剥落分离法采集胡桃楸(Juglansmandshurica)、落叶松(Larixgmelinii)纯林及其混交林根际与非根际土壤,并研究了pH及有效养分含量特性.结果表明:(1)非根际土壤pH及有效N、Mn、Cu含量表现为:胡桃楸纯林>混交林>落叶松纯林,而有效P、K、Fe、Zn含量则表现为:落叶松纯林>混交林>胡桃楸纯林;(2)各树种根际土壤pH一般小于其相应非根际土,而有效N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn含量一般均高于非根际土,具有相对累积的趋势;(3)各林分根际土pH及有效N、Mn、Cu含量高低顺序为:胡桃楸纯林>混交胡桃楸>混交落叶松>落叶松纯林,混交后落叶松根际营养状况较其纯林明显改善;各林分根际土有效P、K、Fe、Zn含量顺序为:落叶松纯林>混交林落叶松>混交林胡桃楸>胡桃楸纯林,混交后胡桃楸根际营养状况较其纯林明显改善.     

城市森林不同林型下土壤基本理化特性及土壤真菌多样性1）

以东北林业大学哈尔滨城市林业示范基地8种人工纯林（胡桃楸、水曲柳、黄檗、白桦、兴安落叶松、樟子松、黑皮油松、红皮云杉）为研究对象,在对不同纯林的土壤酸碱度、相对含水量和电导率等基本理化性质检测的基础上,进行了各样品的土壤真菌宏基因组间差异研究,结果显示：不同人工纯林的土壤酸碱度、相对含水量和电导率都存在着显著的差异,pH值的变化范围在4．597～7．393,相对含水量为4．11％～10．90％,土壤电导率为953．000～3443．333μs· cm－1,其中胡桃楸林的土壤pH值和电导率最高,兴安落叶松林相反。土壤真菌宏基因组检测发现9个样品土壤真菌宏基因组间存在明显的差异,9个样品中共检测到8个真菌门、24个纲、63个目、124个科、211个属、362个种。其中真菌门和真菌纲水平的变化最明显,主要涵盖了子囊菌门、担子菌门、壶菌门、接合菌门、球囊菌门。另外,在黑皮油松中检测到近年来新发现的子囊菌门古菌根菌纲真菌,在对照样品中检测到担子菌门柄锈菌亚门伞型束梗孢菌纲真菌,在胡桃楸和水曲柳样品中检测到球囊菌门真菌,而担子菌门黑粉菌亚门外担菌纲真菌仅在对照和红皮云杉样品中检测到。在真菌门分类水平上,胡桃楸、水曲柳、兴安落叶松、樟子松样品中以子囊菌门真菌为优势菌种;白桦、黑皮油松、红皮云杉样品以担子菌门真菌为优势菌种。在真菌纲分类水平上,主要以伞菌纲真菌为优势菌种。水曲柳土样样品中发现优势菌种为子囊菌门盘菌亚门下的粪壳菌纲真菌。     

不同林分林下植被的多样性特征及生物量研究

对承德市山区土壤含水率与不同林分林下草本层植物生物量和物种多样性的相互关系进行了研究,结果表明,在5种森林群落类型中,土壤含水率的高低顺序为油松-落叶松混交林＞落叶松中龄林＞落叶松幼龄林＞油松成熟林＞油松幼龄林,其林下草本层的地上生物量表现为油松-落叶松混交林大于油松纯林、落叶松纯林,在纯林中也随着土壤含水率的增加生物量增大.对土壤含水率与林下草本植物物种多样性进行相关分析,结果表明,林下草本植被在林分处于幼龄林时期,土壤含水率对林下草本植物物种多样性的增加起到了促进作用;随着林分的成熟,土壤含水率虽然增加,但对林下草本植物物种多样性的促进作用逐渐丧失.在油松-落叶松混交林中土壤含水率虽然较高,但对林下草本植物物种多样性却产生了抑制作用.     

皆伐油松人工林天然更新对土壤肥力和酶活性的影响

目的探讨油松人工林皆伐后天然更新成林的过程中对土壤肥力和酶活性的影响,分析植物群落演替过程中土壤质量的变化规律,为油松林的地力维护和可持续经营提供理论依据。方法采用演替时序法,在河北平泉地区选择立地条件一致的中龄林（32年）、近熟林（40年）、成熟林（53年）,皆伐后不同时间（5年、10年、24年）的天然更新林及皆伐后8年撂荒地作为对照,分0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm土层测定土壤肥力和酶活性,并对2组指标进行典型相关分析。结果（1）从中龄林到成熟林土壤质量持续提升,其中在0 ~ 10 cm土层土壤含水量、全氮含量和蔗糖酶活性分别提高了161.5%、379.1%和181.3%,各指标在10 ~ 20 cm土层也有显著提升（P < 0.05）。（2）皆伐后5年天然更新林与成熟林相比土壤肥力和酶活性差异不显著（P > 0.05）,到伐后24年土壤肥力和酶活性逐渐下降,与伐后5年相比,土壤毛管持水量、全氮含量和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm土层分别下降了24.4%、61.0%和28.8%,在10 ~ 20 cm土层各指标也均有明显下降（P < 0.05）,但伐后24年土壤肥力和酶活性仍高于中龄林和近熟林。（3）天然更新林的土壤肥力和酶活性显著高于撂荒地（P < 0.05）,天然更新林在0 ~ 10 cm土层土壤毛管持水量、有机质含量和脲酶活性相比撂荒地分别提高了43.7%、145.7%和116.6%,在10 ~ 20 cm土层各指标也显著高于撂荒地（P < 0.05）。（4）典型相关分析表明土壤酶活性与土壤肥力之间具有极显著相关性（P < 0.01）,土壤肥力主要受土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质、全氮的影响,而土壤酶活性主要受脲酶和蔗糖酶的影响。土壤肥力和酶活性的典型变量得分均表现为成熟林 > 伐后5年 > 伐后10年 > 伐后24年 > 近熟林 > 撂荒地 > 中龄林。结论油松人工林成熟林阶段土壤质量明显改善,随着时间推移皆伐会造成一定程度的土壤肥力和酶活性下降,但在皆伐迹地上及时实现植被恢复会显著减轻下降的程度,且土壤质量明显好于同一发育阶段的人工林。皆伐油松人工林天然更新可以有效地缓解地力衰退的问题。