茂兰自然保护区喀斯特森林物种多样性与土壤因子的关系

以茂兰自然保护区槽谷、漏斗、坡地3种典型地形部位的喀斯特森林为研究对象,对不同地形部位的喀斯特森林植物物种多样性特征和土壤理化性质进行了分析,并通过相关分析对物种多样性指数与土壤因子的关系进行了研究.结果表明,3种地形部位的喀斯特森林中,槽谷森林的物种多样性最丰富,其次是漏斗森林,而坡地森林物种多样性最低;3种地形部位的喀斯特森林中,漏斗森林的土壤养分含量相对较高,其次是槽谷森林,坡地森林养分含量最少;相关分析表明,物种丰富度指数与土壤有机质、全氮含量均呈极显著正相关;Pielou均匀度指数与土壤全氮、速效磷含量呈显著正相关.     

茂兰喀斯特森林不同地形土壤生态化学计量特征

[目的]分析茂兰喀斯特森林土壤生态化学计量特征的地形差异性,为喀斯特森林物种多样性维持机制研究提供理论依据.[方法]在茂兰喀斯特森林研究区选取3种地形(坡地、槽谷和漏斗)的土壤样品,测定其有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)和全钾(K)含量及其生态化学计量比,通过Canoco 4.5对土壤生态化学计量特征与土壤环境因子的关系进行冗余分析(RDA)和相关性分析.[结果]土壤C、N、P、K及其化学计量比的变异系数均较小,最小为0.12(C:N),最大仅为0.55(C:K),均在0.10~1.00范围内,表现为中等程度变异.研究区土壤C、N、P和K元素含量水平整体较高,其均值分别为102.78、9.41、3.99和9.30 g/kg.不同地形土壤有机C和全N含量及C:N、C:P、C:K、N:K和P:K均表现为漏斗>槽谷>坡地,全P含量表现为槽谷>漏斗>坡地,全K含量表现为槽谷>坡地>漏斗.RDA结果表明,自然含水量对土壤C、N、P、K及其化学计量特征比的影响极显著(P<0.01,下同),对容重影响显著(P<0.05,下同),而对pH无显著影响(P>0.05).相关性分析结果表明,自然含水量与有机C、全N含量及C:P、C:K和N:K呈极显著正相关,与P:K呈显著正相关;容重与有机C、全N含量及C:K和N:K呈极显著负相关,与全P含量、C:P和P:K呈显著负相关;pH与土壤生态化学计量特征不具相关性.[结论]茂兰喀斯特森林研究区内土壤有机C含量相对较高,N和P养分含量丰富;自然含水量是影响土壤C、N、P、K及其生态化学计量比的主要驱动因子.     

地形部位对贵州茂兰喀斯特森林群落结构及物种多样性的影响

目的地形是导致植物群落结构异质性的重要因素,了解茂兰喀斯特森林木本植物群落结构及物种多样性的地形差异,对揭示喀斯特森林的物种维持机制具有重要意义。方法根据群落调查法进行样地调查,分析植物群落结构。采用Margalef丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)、Simpson优势度指数(M)和Shannon-Wiener多样性指数(H)等多样性指标研究3种地形部位(槽谷、坡地、漏斗)群落乔木层和灌木层的物种多样性。结果(1) 在研究区内,槽谷森林共有木本植物81种,隶属39科63属;漏斗森林木本植物共有80种,隶属39科61属;坡地森林木本植物共有69种,隶属35科58属。槽谷森林的物种区系组成最复杂,其次是漏斗森林,坡地森林的物种区系组成最简单。3种地形部位的优势种主要是樟科、蔷薇科、漆树科和山茱萸科植物等。30个样地的PCA排序结果反映了群落类型与环境梯度之间的关系,影响群落物种组成差异的主要环境因子为光照、水分和土壤。(2)3种地形部位群落乔木层中轮叶木姜子的重要值最大,是群落的优势种,青冈栎、四照花和翅荚香槐的重要值低于轮叶木姜子,是群落乔木层的亚优势种,皱叶海桐是灌木层的优势种。(3)3种地形部位木本植物生活型以中高位芽和小高位芽植物为主,大高位芽植物最少。坡地森林以小高位芽植物占优势,而漏斗和槽谷森林以中高位芽植物为主。(4)3种地形部位乔木层物种多样性指数为槽谷＞漏斗＞坡地,但灌木层物种多样性指数则表现为槽谷＞坡地＞漏斗。结论在3种地形中,槽谷森林的物种区系组成最复杂,物种多样性最丰富,群落优势种为轮叶木姜子和皱叶海桐,木本植物生活型以中高位芽和小高位芽植物为主,光照、水分和土壤条件是影响不同地形群落分布格局的主要环境因子。      

茂兰喀斯特森林不同地形土壤酶与植物多样性的关系

选取茂兰喀斯特森林漏斗、槽谷、坡地3种不同地形为研究对象,研究不同地形的土壤酶活性及植物多样性的变化特征,并采用冗余分析,探究植物多样性对土壤酶活性的影响.结果表明:槽谷地形的过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性均大于漏斗、坡地地形的,脲酶活性的最大值出现在漏斗地形.不同地形间重要值排名前10的优势种各不相同.槽谷地形的物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数均大于漏斗及坡地的,Simpson优势度指数的最大值出现在坡地地形.Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数与蔗糖酶、过氧化氢酶活性呈正相关,Simpson优势度指数与蔗糖酶、过氧化氢酶活性呈负相关,碱性磷酸酶、脲酶活性与植物多样性间的关系较弱.植物可通过凋落物及植物根系影响土壤酶活性,土壤酶活性与植物多样性存在相关性,但其相关性因酶的种类不同而呈现差异性.     

海南岛滨海木麻黄林凋落物分解及土壤养分动态

通过对海口市桂林洋海岸木麻黄(Casuarina equisetifolia)防护林地表的凋落物进行持续清除处理,与保留凋落物层的对照样地进行比较试验,研究防护林凋落物层的存在与否对土壤养分、木麻黄凋落物的分解速率、凋落物中不同养分元素在分解过程中的释放量的影响,为提高木麻黄林的土壤肥力与持续经营提供科学依据.结果表明:(1)在两种样地中,凋落物的分解速率处理样地[0.402g/(g·a)]低于对照样地[0.548g/(g·a)].经过18个月的分解,N、P、K3种元素的释放率均为处理样地小于对照样地,说明样地中凋落物层的清除对凋落物的分解与元素的释放有一定的减缓作用.(2)处理样地土壤N、P含量的变化较对照样地更平缓,说明在无新鲜凋落物输入的情况下,土壤腐殖层仍然进行着矿质化过程,进行着养分的分解和积累,但不如有凋落物输入时明显.     

我国森林地表凋落物现存量及养分特征

归纳总结了我国森林地表凋落物现存量、养分含量及贮量的变化规律,以及凋落物现存量的研究方法。结果表明:我国对地表凋落物的研究主要集中在亚热带,基本上涵盖了亚热带的各种林型,而热带和温带研究相对较少。从热带到亚热带和温带,随着纬度的增高,凋落物现存量增加,其平均值分别为4.62,28.44和68.90t.hm-2;L层所占比例逐渐增大,F和H层比例逐渐减小。此外,海拔、林型、林龄、群落演替及采伐强度等均影响凋落物现存量。地表凋落物的元素含量以有机C最高,其次为N或Ca,再其次是K和Mg,P含量最低。养分贮量具有明显的纬度地带性,即从热带、亚热带到温带,养分贮量逐渐增大,其范围大致是热带在68.7～147.9kg.hm-2之间,平均为117.6kg.hm-2;亚热带在15.1～1 504.4kg.hm-2之间,平均为199.5kg.hm-2;温带在367.2～1 499.4kg.hm-2之间,平均为767.7kg.hm-2。     

钠添加对亚热带森林凋落物分解及其微生物活性的影响

以南京紫金山针叶林优势种马尾松(Pinus massoniana Lamb.)和阔叶林优势种栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)凋落物为材料,通过室外连续6个月不同钠水平处理(0、0.005%、0.050%和0.500%的NaCl水溶液),研究了钠元素对亚热带森林凋落物分解系数、土壤微生物活性和土壤胞外酶活性的影响。结果表明:0.005%NaCl水溶液能够正向调节土壤微生物的呼吸活性,加快土壤中凋落物的分解过程。而0.500%NaCl水溶液处理显著降低了2种林型中土壤微生物活性和凋落物的分解系数,减弱了凋落物分解系数与碳、氮、磷矿化相关的土壤微生物胞外酶活性之间的相关性。0.500%NaCl水溶液长期处理有可能减缓森林土壤有机质养分的释放,增加陆地森林生态系统碳的储存。     

西南地区不同林型凋落物-土壤氮、磷含量分布特征

【目的】为了解我国西南地区不同森林类型凋落物和土壤的氮、磷养分状况。【方法】以重庆四面山、缙云山和云南哀牢山、西双版纳6种不同类型森林群落为研究对象,探究其森林凋落物、土壤有机层和矿质层氮、磷含量及计量比的特征。【结果】西南地区6种森林凋落物氮含量变化范围为2.81～6.52 g/kg,磷含量变化范围为1.09～1.54 g/kg;表现为常绿阔叶林针叶林,纯林混交林的分布规律;在各林型中,中山湿性常绿阔叶林中凋落物氮磷含量为最丰富,而针叶林最贫瘠;6种森林土壤氮含量变化范围为0.87～6.57 g/kg,磷含量变化范围为0.13～1.09 g/kg;各林型土壤氮磷含量呈现随土壤深度增加而降低的趋势;其中,中山湿性常绿阔叶林土壤氮含量最高,西双版纳季节雨林的土壤氮磷含量最低;相关性分析表明土壤磷含量与凋落物氮含量和氮磷比呈显著正相关。【结论】西南地区不同森林类型之间土壤氮、磷含量差异性显著,其中中山湿性常绿阔叶林养分含量最为丰富,并与地表凋落物养分基质显著相关。研究结果可为了解该区域森林生态系统的养分循环过程提供科学数据。     

大青山不同植被下的地表径流和土壤侵蚀

该文以内蒙古大青山6种植被为对象,在不考虑林冠层作用的条件下,于2006—2007年用人工降雨方法,以地表径流和土壤侵蚀为指标,研究不同植被条件下地表的产流产沙状况,并就降雨因子、坡度、凋落物、地被物、土壤等因子与产流产沙的相关性进行探讨,以期为大青山生态环境建设和植被恢复与保护提供依据。结果表明:①４种林地间凋落物特性和土壤物理特性差别较大,白桦山杨林的减流减沙功能最好,落叶松林次之,油松林最差;② 6种植被的水土保持功能不同,差别较大,产沙量大小依次为油松林＞未封育荒草坡地＞落叶松林＞虎榛子林＞已封育荒草坡地＞白桦山杨林,油松林的产沙量是白桦山杨林的218倍;③ 坡度、降雨强度和降雨量对产流产沙影响较大,随坡度、降雨强度和降雨量的增大而增加;④ 降雨季节不同,产流量也不同,主要取决于活地被物层干燥度和凋落物层自然含水率;⑤对于荒草坡地,产流量与坡度和降雨量相关性较大,产沙量与径流量和降雨量相关性较大;对于森林植被,产流量与凋落物厚度和降雨量相关性较大,产沙量与径流量和凋落物厚度相关性较大。      

小兴安岭红松混交林凋落物现存量月动态

[目的]研究小兴安岭地区原始红松混交林（红松针叶混交林和红松阔叶混交林）凋落物现存量的动态变化。[方法1采用直接收获森林凋落物和烘干称重法进行分析研究。[结果]红松针叶林和红松阔叶混交林凋落物现存总量分别为19．4324～27．2488t／hm2,21．2450—24．2791t／hm2。红松针叶混交林凋落物现存总量及各层量均在9月最高,7月最低,腐殖质层显著高于未分解层和半分解层。红松阔叶混交林凋落物现存总量、未分解层和半分解层凋落物现存量均在10月份最高,7月最低,腐殖质层现存量在各月之间差异不显著;除10月份外,各月凋落物现存量均表现出未分解层显著高于半分解层和腐殖质层。红松针叶混交林未分解层、半分解层和腐殖质层现存量之间呈极显著相关;红松阔叶混交林未分解层与半分解层凋落物现存量极显著相关,与腐殖质显著相关。[结论]凋落物总现存量和各层凋落物量月动态变化与树种群落有关。     

天然马尾松林土壤碳氮磷特征及其与凋落物质量的关系

目的对森林土壤碳氮磷特征及其与凋落物质量的关系进行分析,可为森林质量的精准提升提供参考依据。方法以赣南天然马尾松为研究对象,基于标准地调查及样品测定获取数据,利用主成分提取反映凋落物质量特征的变量并将其分别与土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）建立线性回归模型,分析土壤C、N、P含量与凋落物质量的关系。结果（1）随土层深度（1）随土层深度的增加,土壤C、N、P含量逐渐降低,0 ~ 10 cm土层的C、N含量均显著高于其他土层（P < 0.05）,各土层TP含量均无显著差异（P > 0.05）。土壤中的C、N、P含量整体表现为中等偏低到极低的状态;随林龄的递增,各土层C、N、P含量均呈上升趋势,其中0 ~ 10 cm土层的C含量各龄组间均呈显著差异（P < 0.05）。（2）凋落物半分解层、未分解层现存量随林龄的递增呈先增后减的趋势,各龄组均在近熟林达最大值;各分解层的C、N、P含量在不同龄组间均无明显变化规律,但半分解层的C含量、C/N值均显著小于未分解层（P < 0.05）,N、P含量则为半分解层大于未分解层,其差异均不显著（P > 0.05）。（3）反映凋落物半分解层、未分解层质量特征的主成分均与土壤C、N含量呈显著相关、与土壤P含量相关性不显著,表现为土壤C、N、P含量与凋落物半分解C、N、P含量呈正相关、凋落物未分解层C、N、P含量呈负相关。结论天然马尾松林土壤的养分含量整体偏低,凋落物C、N、P含量在未分解层减少、半分解层增加时其土壤养分含量增加,因此,在经营中促进凋落物的分解可提高土壤养分含量,有利于林木生长。      

茂兰喀斯特原生乔木林凋落物对土壤养分的贡献

通过对茂兰国家级自然保护区内原生乔木林样地进行连续20个月的无凋落物输入和有凋落物输入两种对比处理,结果显示,各土层土壤C的含量在1.3-4.96%,土壤N的含量在0.12-0.52%,各土层K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Na 等元素的年均含量分别在0.32-0.43%、0.40-1.00%、0.67-0.81%、3.90-5.42%、0.16-0.29%、0.04-0.06%、0.07-0.19%,各土层元素平均含量大小为Fe﹥Mg﹥Ca﹥K﹥Mn﹥Na﹥Zn,属于Ca﹥K型。有凋落物覆盖0-10cm土层C、N、K、Ca、Mg、Zn含量均明显高于无凋落物覆盖对应土层,凋落物是土壤C、N、K、Ca、Mg、Zn的重要来源,表层土壤受凋落物层的影响较强烈。     

尾巨桉和厚荚相思人工林水源涵养功能研究

为了了解尾巨桉Eucalyptus urophylla×E.grandis和厚荚相思Acacia crassicarpa人工林的水源涵养功能,对相似立地条件下尾巨桉和厚荚相思人工林的林冠层、林下植被层、枯枝落叶层和林地土壤的贮水性能进行比较分析.结果表明,尾巨桉和厚荚相思人工林林分不同结构层次的持水量大小顺序均为土壤层(0～40 cm)>枯枝落叶层>林冠层>林下植被层,厚荚相思人工林林冠层、枯枝落叶层和土壤层的持水量及渗透性能均高于巨尾桉,但林下植被层则呈相反趋势.尾巨桉和厚荚相思人工林的林分总持水量分别为1 852.82和1917.72 t/hm2,林分单位面积水源涵养总价值分别为1 241.39和1 284.87元/hm2.     

四川龙溪-虹口常绿阔叶林凋落物与土壤碳、氮、磷化学计量特征分析

以龙溪虹口海拔873～2 211 m的常绿阔叶林为研究对象,通过野外采集和室内分析,探讨了常绿阔叶林土壤与凋落物有机碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征对海拔、土层和森林类型的响应特征。结果表明:①随着海拔的上升,不同土层的土壤和凋落物有机碳、氮、磷含量均呈现出增加的趋势;土壤和凋落物有机碳、氮、磷含量与海拔呈极显著正相关关系。②土层厚度与土壤N/P和C/P显著负相关,海拔和森林类型与凋落物C/P显著负相关,森林类型仅与凋落物N/P显著负相关。③研究区内土壤和凋落物C/N高于中国森林系统土壤和凋落物C/N,表明凋落物分解速度较慢,矿化和腐殖化程度较低,土壤硝酸盐淋溶风险较低,养分贮藏能力较好。土壤氮、磷含量与凋落物C/N和C/P显著负相关,说明该地区凋落物分解受土壤氮、磷元素共同的限制。研究结果可为探讨森林土壤养分供应和限制因素以及研究区域内土壤质量评价和森林管护提供科学依据。     

贺兰山天然油松林凋落物储量与分解过程的研究

油松是贺兰山天然林区的重要建群种,生长已有近百年历史,已经形成了深厚的凋落物层,对促进森林土壤养分积累与森林的自然更新起着重要的作用。通过标准样地的凋落物调查,结果表明：不同龄级的油松凋落物厚度与储量不同,72龄级的储量最高,为46.09 t/hm2,其次是63龄级,为45.32 t/hm2,45龄级的储量较低,为22.41 t/hm2;不同立地条件下凋落物的储量不同,坡下部储量最大,为29.64 t/hm2,其次是坡中部和坡上部,分别为21.38 t/hm2和16.31 t/hm2。表明在贺兰山的生态条件下,油松林凋落物的储量受生长年限和立地条件的影响,分解过程也出现了较为明显的异质性,其趋势是大龄级的分解速率远高于中龄级,坡下部大于坡中部和坡上部,成为目前林区土壤有机质积累的重要来源。     

茂兰喀斯特山区不同土地利用方式下浅层地下水化学组成的变化

通过对贵州省荔波县茂兰喀斯特山区不同土地利用方式下(阔叶林区、农业区、城镇居民区)的浅层地下水进行调查和采样分析,探讨茂兰喀斯特地区不同土地利用方式下浅层地下水化学组成的变化.结果表明,茂兰喀斯特山区林地地下水离子主要为HCO3-、SO42- 、Ca2+、Mg2+ ,其分别占离子总量的66.77%、9.68%、17.38%、5.46% .从林地-农用地-城镇居民地的变化过程中,NH4+ 、NO3-、SO42-、Cl-、PO43-浓度出现显著增加,Ca2+、HCO3-占离子总量的百分数呈明显的下降,而SO42- 占离子总量的百分数则出现明显的上升.     

沿海沙地厚荚相思和木麻黄凋落叶分解及养分释放

采用野外分解网袋法对沿海沙地9年生厚荚相思（Acacia crassicarpa）和木麻黄（Casuarina equisetifolia）林分凋落叶的分解速率和养分释放进行了研究。结果表明:厚荚相思和木麻黄凋落叶6-8月分解速率最快,但残留率差异不显著（p>0.05）。用Olson衰减指数模型推算分解50%和95%所需时间,厚荚相思为1.10 a和4.73 a,木麻黄为1.14 a和4.93 a。2种凋落叶N、P和Ca元素在分解末期的质量分数均高于初始质量分数,C、K和Mg均低于初始质量分数。凋落叶分解速率与C、Mg初始质量分数、C/N和C/P比呈极显著负相关（p<0.01）,与N、P初始质量分数呈极显著正相关,与K质量分数呈显著负相关（p<0.05）,与Ca初始质量分数呈显著正相关。在滨海沙地2种凋落叶各营养元素在分解末期均表现出释放特征,厚荚相思凋落叶养分总释放率K>Mg>C>Ca>N>P,木麻黄则为Mg>K>C>Ca>N>P。厚荚相思凋落叶N、P质量分数高,养分净释放相对较多,可以作为改造沿海沙地木麻黄纯林的混交树种。     

东魁杨梅叶片次生代谢产物对光照与水分胁迫的响应

对不同光照强度和土壤含水量下栽培的东魁杨梅幼苗叶片的总黄酮、总鞣质、总绿原酸和游离蒽醌的含量进行了测定和分析。结果表明,不同光照强度下,东魁杨梅幼苗叶片的总黄酮、总鞣质、总绿原酸和游离蒽醌含量的变化规律具有一定的差异,各光强处理总黄酮的含量表现为1层遮荫(光照强度约为全光照的4%)>全光照>2层遮荫(光照强度约为全光照的18%)>3层遮荫(光照强度约为全光照的6%);总绿原酸和总鞣质的含量均为全光照>1层遮荫>3层荫>2层遮荫;游离蒽醌的含量为2层遮荫>1层遮荫>全光照>3层遮荫。全光照有利于总绿原酸、总鞣质的合成积累,1层遮荫有利于总黄酮的合成积累,2层遮荫有利于游离蒽醌的合成积累,含量分别为(99.6±8.44)g/kg、(16.1±0.41)g/kg、(27.6±0.42)g/kg、(0.169±0.016 5)g/kg。不同土壤含水量下东魁杨梅叶片总黄酮、总绿原酸、总鞣质、游离蒽醌含量的变化规律存在一定的差异。土壤水分供应充分有利于东魁杨梅叶片中总绿原酸、总鞣质和游离蒽醌的合成积累,但不利于总黄酮的合成积累;适宜土壤含水量有利于总黄酮的合成积累;轻度水分胁迫对次生代谢产物含量的影响不明显,中度水分胁迫可提高东魁杨梅总黄酮、总绿原酸、总鞣质、游离蒽醌等次生代谢产物含量的合成积累。     

茂兰喀斯特原生林凋落物及矿质元素归还动态*

植物生长所需的大部分矿质元素均来自于凋落物归还给土壤的物质再循环,本研究对茂兰喀斯特原生林凋落物及矿质元素归还动态进行了定位观测。结果表明,凋落物年总凋落量为5248.6±838.5 kg.hm-2^,叶凋落量占总凋落量的68.2%,总凋落量与叶凋落量的凋落节律均呈双峰型,花果等的月凋落量与月均温度及月降水量均呈极显著正关性。原生乔木林叶凋落物中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Na 7种矿质元素的月含量呈不规则变化,含量大小为Ca﹥Mg﹥K﹥Mn﹥Fe﹥Zn﹥Na。叶凋落物中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等矿质元素的月归还量与叶凋落物量的月动态相关性极显著。叶凋落物中Ca、Mg、K、Mn、Fe、Zn、Na的年归还量分别为89.03、13.03、10.01、0.82、0.77、0.14、0.07 kg.hm-2^,7种矿质元素的年归还量大小与其年均含量大小极显著正相关。