长白山针阔混交林凋落物-土壤生态化学计量特征

[目的]研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。[方法]以长白山北坡4块面积1 hm²的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象,采集0～20、20～40 cm土样,收集半分解层(F层)和完全分解层(H层)凋落物,测定凋落物碳、氮、磷与土壤pH、有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾,并计算凋落物现存量及凋落物-土壤化学计量比。采用相关性分析和冗余分析等方法研究云冷杉-阔叶混交林凋落物特征与土壤养分及化学计量比的关系。[结果]凋落物现存量与0～20 cm土壤碳氮比呈极显著正相关(P <0.01)。凋落物碳、碳磷比和氮磷比均随凋落物分解程度加深显著降低(P <0.05)。冗余分析结果表明,F层凋落物现存量与F层凋落物碳、碳磷比和H层凋落物磷具有较强的正效应。凋落物与土壤养分化学计量比均表现为碳磷比>碳氮比>氮磷比。[结论]完全分解层凋落物氮是影响云冷杉-阔叶混交林0～20 cm土壤pH、有机质、全磷、速效钾和土壤碳磷比的关键因子;凋落物氮为20～4...     

岷江杂谷脑河9种典型植被群落的水源涵养能力与价值评估

凋落物和土壤非毛管孔隙持水能力是计算植被群落水源涵养功能的重要组分。本文以理县杂谷脑河流域熊耳村的岷江柏人工林、刺槐人工林、油松人工林、黄栌次生林、杨柳阔叶林、云冷杉林、高山栎林、蔷薇灌草丛和沙棘灌丛为研究对象,分析了上述9种植被群落枯落物和土壤0~40 cm的非毛管孔隙持水量。结果表明,单位面积的枯落物现存量最大的是云冷杉林(34.53 t·hm~(-2)),最小的是岷江柏人工幼龄林(1.37 t·hm~(-2)),9种植被群落枯落物总持水量约27 099 t;单位面积的土壤非毛管孔隙持水总量最大的是高山栎林(905.3 t·hm~(-2)),而持水量最小的是蔷薇灌草丛(227.9 t·hm~(-2)),9种植被群落土壤非毛管孔隙持水总量约为331 751 t;熊耳村686.8 hm~2植被群落枯落物和土壤非毛管持水总量约358 850 t,水源涵养价值约219.3万元。     

甘肃子午岭林区不同林分水源涵养能力研究

通过对甘肃子午岭林区针阔混交林、阔叶混交林、油松纯林的乔木植被、乔灌植被、乔灌草等植被类型的树冠截持量、地表径流量、枯落物持水量和土壤含水量测定分析发现:针阔混交林树冠截持量高于阔叶混交林和油松纯林;针阔混交林乔灌草植被地表径流量(3.24mm)、土壤侵蚀模数(0.46 t/(km~2·a))最小;枯落物已分解层持水率(19.68%)最高,土壤层年均水源涵养量(318.28mm)高于枯落物层(187.17mm),混交林水源涵养能力高于纯林。综合分析得出:针阔混交林乔灌草植被水源涵养能力最大(592.18mm),油松纯林乔木植被水源涵养能力最小(376.92mm)。可以通过造林树种搭配和人工促进天然更新等措施,调整林分结构和植被类型分布,增强林分水源涵养功能。     

采伐对天然云冷杉针阔混交林半分解层凋落物现存量、含水率及林分郁闭度空间异质性的影响

[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场4块天然云冷杉针阔混交林为研究对象,探究不同采伐强度下[重度(采伐强度21. 21%),中度(采伐强度11. 22%),轻度(采伐强度6. 29%)和对照(未采伐)]凋落物半分解层现存量、含水率与林分郁闭度的空间异质性。[方法]采用地统计学方法,对各样地凋落物半分解层现存量、含水率与林分郁闭度数据进行普通克里金插值,得到3个指标的空间分布格局图。[结果]表明:在10 100 m的尺度上,采伐使得凋落物现存量由离散型分布转变为聚集型分布,而对凋落物含水率的空间格局影响不大;所有样地的郁闭度均表现为聚集型分布,采伐一定程度上影响了其在中度采伐与重度采伐样地的空间异质性;凋落物现存量与林分郁闭度之间不存在相关性,而在对照样地,凋落物现存量与含水率存在显著的负相关,但相关程度较弱(r 0. 3)。[结论]采伐对凋落物半分解层含水率空间异质性影响不大;中度采伐与重度采伐样地的郁闭度异质性可能是由于采伐不均匀所导致;采伐使凋落物现存量空间异质性程度降低。     

鼎湖山3种不同演替阶段森林凋落物的持水特性

研究鼎湖山自然保护区内处于演替前期的马尾松针叶林(PF)、处于演替中期的马尾松针阔混交林(MF)和处于演替顶极阶段的季风常绿阔叶林(M EBF)3种群落的凋落物及其不同分解层的现存量、持水量、持水速率和持水率.结果表明:凋落物现存量表现为PF(21.96 t·hm-2)＞MF(14.59 t·hm-2)＞MEBF(10.40 t·hm-2),顶极群落MEBF凋落物现存量最小;3种群落凋落物最大持水量为13.68 ～ 50.10 t·hm-2,持水深表现为PF(5.0mm)＞MF(2.8 mm)＞MEBF(1.4 mm);PF凋落物已分解层持水量占凋落物持水总量比重大(44.3％),而MEBF已分解层的贡献仅为16.7％;凋落物及其各分解层的持水量均随浸水时间呈对数关系增加,其截持水过程主要发生在0.5～2 h内,0.5h内平均持水速率表现为PF(4.35 mm·h-1) ＞MF(2.22 mm·h-1) ＞MEBF(1.19 mm·h-1),均随浸水时间的增加按幂函数方程降低;凋落物最大持水率表现为PF(306.3％)＞MF(289.0％)＞MEBF(239.3％),且伴随PF→MF→MEBF的演替,半分解层及已分解层凋落物的持水率即持水能力明显降低;演替早期PF凋落物具有较高的降水截留能力,尤其是其凋落物的已分解层,而后期MEBF凋落物未分解层对整体截留能力贡献大.     

华北落叶松人工林凋落物组成及动态研究

以阴山山地苏木山林场华北落叶松人工林为研究对象,利用野外调查和数据分析的方法,对凋落物年凋落量、组成、月动态变化及现存量进行研究。结果表明:华北落叶松人工林凋落物年凋落总量为4.74 t·hm~(-2),其中,落叶2.64 t·hm~(-2),落枝1.53 t·hm~(-2),落果0.50 t·hm~(-2),落皮0.07 t·hm~(-2),分别占总凋落量的55.69%、32.28%、10.55%和1.48%。各组分中,落叶在10月份凋落量最大,为1.56 t·hm~(-2),落枝和落果5月份凋落量最大,分别为0.28 t·hm~(-2)和0.10 t·hm~(-2)。林地凋落物现存量为5.04 t·hm~(-2),其中,未分解层3.67 t·hm~(-2),半分解层1.37 t·hm~(-2)。研究结果可为华北落叶松人工林物质循环和林地养分平衡研究提供参考依据。     

川西亚高山针叶林与针阔混交林凋落量及养分归还动态

本文选择川西亚高山针叶纯林和针阔混交林作为研究对象,并于2007年7月～12月采用收集框法研究了森林凋落物量以及N、P、K养分归还量。结果表明,混交林凋落量(2 090.47 kg·hm-2)比针叶林凋落量(1 189.59kg.hm-2)高出43%,林分凋落动态和归还动态呈单峰型,其高峰都出现在10月份。混交林中阔叶对凋落量的贡献达69%。同时,阔叶的养分归还量大于针叶的养分归还量。混交林和针叶林养分归还量都表现为N﹥K﹥P,针阔混交林凋落物养分归还量大于针叶林。在川西亚高山地区针阔混交林比针叶纯林具有更强的自肥能力。     

云南宝台山森林公园枯落物储量及其持水特性研究

枯落物作为森林生态系统一部分,对森林的水源涵养具有重要生态效应,对云南省宝台山森林公园枯落物进行外业调查和实验室处理后即得出:(1)针阔混交林的枯落物蓄积量(113.11t/hm2)最大。(2)各林分持水量效果为针阔混交林(5741g/kg)常绿阔叶林(4317g/kg),半分解层未分解层。(3)未分解层和半分解层浸泡水前2h内吸水速度最快,之后随时间延长吸水速度变慢。两种植被类型林下枯落物各层持水量与浸水时间采用对数方程进行拟合,吸水速率与浸水时间采用幂函数方程拟合,拟合结果相关系数(R2)都比较高。     

草海流域6种林分枯落物水源涵养功能研究

为草海流域水文生态功能调控与植被恢复的物种组合配置提供依据,以贵州威宁草海流域6种林分(云南松林、云南松-滇杨针阔混交林、滇杨林、茶树林、华山松林、杉木林)枯落物作为研究对象,结合实地测量与室内浸泡法,分析比较其枯落物层厚度、蓄积量及涵养水源过程的差异,并通过坐标分析法综合评价其涵养水源的能力。结果表明:6种林分枯落物层总厚度变化范围在1.34~3.26cm之间,蓄积量变化范围在0.62~3.53 t/hm^2之间,最大持水量在0.76~5.57 t/hm^2之间,最大持水率在119.05~207.69%之间,其中,未分解层的厚度、蓄积量与最大持水量显著高于半分解层;持水量、持水速率与浸水时间分别符合方程:Q=alnt+b,R^2>0.82;v=kt^n,R^2>0.98。综合分析结果表明,6种林分枯落物层水源涵养功能从大到小依次表现为:云南松林(0.30)>滇杨林(0.42)>针阔混交林(1.19)>杉木林(1.35)>华山松林(1.51)>茶树林(2.64)。云南松林的蓄积量最大,滇杨林的持水量最大,持水率最大的为针阔混交林。从涵养水源功能的角度,云南松和滇杨可作为草海流域植被恢复的首选树种。     

大老岭自然保护区日本落叶松林凋落物分解及养分释放研究

[目的]研究外来引进树种日本落叶松林凋落物对土壤养分的影响。[方法]采用分解袋法分别对18年生和24年生日本落叶松林以及周围针阔混交林凋落物的分解和养分释放规律进行了研究。[结果]凋落物分解和养分释放速率均表现为针阔混交林日本落叶松纯林;24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。其中不同林分的凋落物残留率与时间呈指数相关,凋落物年分解系数(K)也表现为针阔混交林(0.555 6)24年生日本落叶松林(0.445 0)18年生日本落叶松林(0.366 2)。凋落物分解速率与初始N元素含量呈极显著正相关,而与C/N比呈显著负相关,高的木质素含量对凋落物的分解有一定影响。C元素、K元素表现为直接释放模式,而研究中C/N比和C/P比相对较高,使N元素和P元素均表现为先富集后释放的模式。各养分元素的残留率总体呈现出18年生日本落叶松林24年生日本落叶松林针阔混交林的格局。[结论]不同林分凋落物分解和养分释放速率差异较大。凋落物年分解系数表现为针阔混交林24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。     

北京九龙山不同林分枯落物及土壤水文效应

对北京九龙山油松、侧柏、黄栌3种纯林的枯落物层水文效应和土壤水分效应进行研究,结果表明:黄栌林分的枯落物总蓄积量最大,为13.15 t·hm-2,其次为油松和侧柏,分别为12.50、9.53 t·hm-2;黄栌的最大持水量和有效拦蓄量最大,分别为28.73、23.17 t·hm-2;侧柏的最小,分别为12.67、10.17 t·hm-2。未分解层和半分解层枯落物持水量分别在浸泡10 h后和8 h后达到饱和,二者的吸水速率均在浸泡2 h内最大,4 h后趋于平稳。不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间均存在较好的函数关系;3个林地的土壤密度均值最大的为侧柏(1.30 g·cm-3),其次为油松和黄栌,分别为1.23、1.08 g·cm-3;黄栌的总孔隙度最大,为49.63%,其次为油松和侧柏,分别为49.49%、47.44%;侧柏林地的土壤有效持水量最大,为96.53 t·hm-2,其次为黄栌和油松,分别为88.23、69.00 t·hm-2。对入渗速率与入渗时间进行拟合分析,二者呈幂函数关系,其相关系数R2值均在0.90以上。     

晋西黄土区三种林地土壤养分随林分生长的变化

[目的]研究不同林分类型以及林龄对晋西黄土区土壤养分的改良效应,以期为森林可持续经营提供参考、丰富该区域的生态服务评估资料。[方法]采用林分调查、土壤取样和室内分析方法,于2011年和2016年7—8月对3种不同林龄(山杨中龄林、油松幼龄林、侧柏中龄林)林地内的不同土层有机碳、全氮、全磷含量进行分析,并研究林内各土层间的C、N、P化学计量关系。[结果]表明:各林地土壤养分都有极强的表聚性,0~30 cm土层内有机质、全氮、全磷含量占0~100 cm土层的70%以上;经过5年时间,山杨、油松和侧柏林地0~50 cm土层内平均全氮含量分别增长了9.4%、7.4%、7.5%,全磷含量分别增长了11.6%、12.2%、21.4%;0~100 cm土层内碳储量分别增加了21.17、23.74、2.21 t·hm-2。不同林地之间土壤C:N值随土层深度逐渐减小,而N:P、C:P值随土层变化并没有规律;随着林龄的增加,土壤表层(0~10 cm)的N:P和C:P值明显减小,而C:N值变化不明显。[结论]根据全国土壤养分分级标准,试验林地内碳和氮含量较为丰富,而全磷平均含量为0.36~0.46 g·kg-1、为4~5级标准。在试验林地内,对土壤碳储量、全氮、全磷改良效果相对较好的分别为油松林、山杨林和侧柏林。     

退化红壤恢复过程中芒萁的N、P化学计量特征

[目的]探究生态恢复过程中严重退化红壤区林下芒萁的化学计量特征变化规律,为红壤水土流失区芒萁的恢复及水土保持提供科学依据。[方法]以福建长汀严重退化红壤区芒萁群落为对象,通过对比不同治理年限的芒萁和土壤的N、P含量及比值的关系,研究了生态系统恢复对芒萁化学计量特征的影响。[结果]表明:(1)治理后芒萁地上新鲜器官的N、P含量显著高于未治理的(羽叶N 8.11 g·kg~(-1)、P 0.297 g·kg~(-1);叶柄N 2.63 g·kg~(-1)、P0.103 g·kg~(-1)),但次生林下的芒萁的N、P含量仍高于各样地(羽叶N 12.41 g·kg~(-1)、P 0.497 g·kg~(-1);叶柄N4.32 g·kg~(-1)、P 0.211 g·kg~(-1);枯羽叶N 11.09 g·kg~(-1)、P 0.356 g·kg~(-1);枯叶柄N 3.83 g·kg~(-1)、P 0.163 g·kg~(-1);根茎N 5.330 g·kg~(-1)、P 0.348 g·kg~(-1));与未治理的对照相比,芒萁干枯器官的N∶P比呈现递减的趋势。(2)随着土壤养分的增加,芒萁地上和地下器官的N和P含量亦协同增加,并与土壤N∶P存在显著的相关关系;在所有群落中,芒萁新鲜羽叶的N∶P16。(3)芒萁羽叶N、P和N∶P比的内稳性指数均高于马尾松叶的内稳性指数,芒萁各器官对N、P元素具有较高的内稳性,与马尾松相比芒萁的养分含量更能反映土壤的养分状况。(4)芒萁枯羽叶与枯叶柄N、P含量与土壤N、P含量有显著的正相关(p0.05),芒萁枯死后器官的养分含量与土壤养分含量间的相关性更显著。[结论]在生态恢复过程中芒萁地上与地下器官N、P含量协同增加并与土壤N∶P存在显著的相关关系;在退化红壤区芒萁种群受到P的限制作用强于N的限制;干枯的芒萁器官可能是比新鲜的芒萁器官更好的土壤养分指示器。     

甘肃兴隆山主要森林类型凋落物累积量及其影响因子

[目的]为了阐明森林凋落物累积量与主要影响因子的关系。[方法]2013-2014年,采用时空互代法和标准样地调查法,研究了兴隆山山杨-白桦-青杄林演替过程中山杨-白桦-青杄中龄林、青杄中龄林和青杄近熟林3种森林群落凋落物累积量及其主要影响因子。[结果]表明:1)随森林正向演替的进行,森林凋落物层厚度和总累积量先减小后增加,3种森林群落凋落物层厚度均值依次为5.26、5.03和5.59 cm,总累积量均值依次为57.08、51.44、56.34 t·hm^-2; 2)随海拔高度的升高,青杄近熟林凋落物总累积量不断增加,海拔2300、2400和2500 m均值依次为48.56、55.93和64.55 t·hm^-2;林分密度大的、坡度小的青杄中龄林凋落物总累积量较大,林分密度为2133、1705和1065株·hm^-2的均值依次为49.87、48.59和45.36 t·hm^-2,坡度为22°、32°和41°的均值依次为58.35、49.90和48.59 t·hm^-2; 3)凋落物未分解层与林分胸径、树高、针叶树密度呈显著相关性。[结论]森林凋落物累积量影响因子较多,其大小是众多因子共同作用的结果。在林分和立地因子中,海拔影响较为明显,随海拔高度的升高而不断增加;林分密度、坡度等因子均有影响,但作用不明显;林分胸径、树高、针叶树密度与未分解层累积量呈显著负相关性,而与已分解层呈显著正相关性。     

模拟外源性氮磷对马占相思凋落叶分解及土壤生化特性的影响

[目的]研究外源性氮和磷对马占相思凋落叶的分解速率、分解过程中N、P、K含量和土壤生化特性的影响,以便为森林土壤养分管理提供参考。[方法]以广东省云勇林场马占相思林下凋落叶为试验材料,采用尼龙网袋分解法,设置对照(CK)、施N(10 g·m~(-2))、施P(5 g·m~(-2))、施N+P(N 10 g·m~(-2)+P 5 g·m~(-2))4种处理,每隔3个月取样1次,并测定凋落叶残留量和N、P、K含量。[结果]表明:施N、P和N+P处理对马占相思凋落叶的分解均为促进作用。各处理马占相思凋落叶的N含量在分解过程中大致保持稳定,施P和N+P处理的凋落叶P含量在分解过程中总体呈波动性上升,而各处理的凋落叶K含量变化规律不明显。施N、P和N+P处理提高了马占相思林土壤的有机质和全N含量,促进脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶的活性。[结论]施N、P和N+P处理促进了马占相思凋落叶的分解,有利于马占相思林的养分循环。     

长白山两种森林类型土壤颗粒有机碳和黑碳分布特征

[目的]量化长白山原始阔叶红松林和杨桦次生林土壤颗粒有机碳和黑碳含量及分布特征,为研究东北森林土壤有机碳分布和积累提供依据。[方法]采用粒径分组方法测定原始阔叶红松林和杨桦次生林土壤表层(A_(11))和亚表层(A_(12))颗粒有机碳(POC)和黑碳(BC)含量,分析其与土壤基本性质(有机质、含水量、p H值、粘粒和团聚体等)的关系。[结果]表明:(1)两种森林类型土壤A_(11)和A_(12)POC含量分别为31.89 88.00、5.25 19.45 g·kg~(-1),BC含量分别为8.43 22.40、3.39 12.10 g·kg~(-1),二者随土壤深度增加而显著下降(p0.01)。(2)森林类型显著影响土壤POC和BC,表现为杨桦次生林原始阔叶红松林。(3)两种森林类型土壤POC与土壤有机质、含水量、水稳性团聚体均显著相关,与p H值、粘粒相关性不显著;BC与土壤p H值、粘粒和团聚体相关性均不显著,与含水量显著相关,与有机质仅在A_(11)显著相关。(4)土壤POC和BC显著相关(p0.01)。[结论]在长白山地区森林类型显著影响土壤POC和BC含量,杨桦次生林土壤POC和BC显著高于原始阔叶红松林,很大程度上与森林的采伐和火烧有关。两种森林类型土壤POC和BC分布格局是土壤物理化学性质综合作用的结果。     

桂西南岩溶区不同恢复模式群落生物量及林下植物多样性

[目的]研究桂西南岩溶区不同恢复模式群落的生物量及其林下植物多样性的特点,为该区域的生物多样性保护、生态功能恢复效果评价积累基础数据。[方法]以桂西南岩溶区4种不同恢复模式为研究对象,采用样方法对林下植物多样性进行研究;采用收获法研究灌木层与草本层的地上、地下生物量及凋落物层现存量;采用异速生长模型来估算乔木层的地上生物量,并参考IPCC根茎比来量化乔木的地下生物量。[结果]表明:共调查记录林下植物85种,隶属于46科,81属,其中,灌木植物25科,46属,50种;草本植物21科,35属,35种;不同恢复模式群落生物量的变化趋势为自然恢复林(166.66 t·hm-2)任豆林(48.61 t·hm-2)吊丝竹林(36.54 t·hm-2)灌草坡(0.96 t·hm-2)。[结论]不同恢复模式灌木层物种丰富度差异不显著,最高的为灌草坡(16种),其次为任豆林(15种),最低为自然恢复林(12种);草本层物种丰富度最高的为任豆林(12种),其次为灌草坡(10种),最低为自然恢复林(4种)。自然恢复林乔木不同组分生物量与任豆林、吊丝竹林之间差异显著(P0.05);灌草坡的灌木、草本地上生物量与吊丝竹林、任豆林、自然恢复林之间差异显著(P0.05)。吊丝竹林、任豆林的灌草生物量表现为草本层灌木层,而灌草坡与自然恢复林的灌草生物量则表现为灌木层草本层。     

冰雪灾害对粤北九峰阔叶林枯落物量及水文功能的影响

在样地调查的基础上,对2008年冰雪灾害后广东乐昌杨东山十二度水自然保护区九峰山不同海拔受损阔叶林枯落物量、持水量、持水率、吸水速率进行了研究.结果表明:林地枯枝落叶层总量为25.34 t·hm-2,其中叶、枝、干分别为8.84、6.01、10.49 t·hm-2;枯落物量及各组分的比例与样地植株受损形式、受损比例之间...     

南亚热带杉木人工成熟林密度对土壤养分效应研究

[目的]研究5种不同密度林分土壤剖面养分含量的变化规律。[方法]以广西大青山37年生杉木密度试验林为研究对象,测定了A(1 667株·hm-2)、B(3 333株·hm-2)、C(5 000株·hm-2)、D(6 667株·hm-2)、E(10 000株·hm-2)5种密度下0 100 cm土层土壤养分含量。利用单因素方差分析和多重比较判断不同密度和不同土层土壤养分含量的差异。[结果]表明:(1)杉木人工成熟林大多数土层土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效性铁含量在A、B等低密度林分中最高,并且在0 30 cm的土壤中,随密度的增加表现出总体下降的变化趋势,而土壤pH值与全钾、速效钾随密度的增加而上升,交换性钙与交换性镁含量受密度影响不明显;(2)土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和有效性铁含量均随土层深度的增加而明显下降,0 30 cm表层土壤的降幅较大,密度对不同土壤深度养分含量的变化具有一定影响。[结论]初植密度对杉木人工成熟林土壤养分含量影响明显,低初植密度更有利于杉木人工林土壤肥力的长期维持,南亚热带杉木林密度对土壤养分的影响深度可达60 cm。