滇中亚高山森林林下植被和凋落物生态化学计量特征

[目的 ]了解磨盘山区域森林生态系统典型林分林下植被层和凋落物层各组分的C、N、P化学计量比格局,探究物种与器官对林下植被层和凋落物层C、N、P化学计量特征的影响,以期为森林生态系统养分再分配提供理论参考。[方法 ]选取滇中亚高山5种典型森林为研究对象,通过野外采集不同森林林下植被和凋落物样品,对其林下植被层各器官和凋落物层各组分C、N、P生态化学计量特征进行研究。[结果 ]5种林分的林下植被层(灌木叶、茎和根,草本地上和地下部分)和凋落物层(未分解层、半分解层、完全分解层)的C含量变幅分别为410.17～561.08、81.47～625.80 mg·g~(-1),N含量分别为3.07～15.89、9.87～17.50 mg·g~(-1),P含量分别为0.35～0.90、0.37～0.93 mg·g~(-1)。灌木层C、N、P含量除云南松林外均表现为叶根茎,草本层的C、P表现为地下部分地上部分,N含量则相反;凋落物层N、P含量表现为完全分解层半分解层未分解层,C含量与之相反。[结论 ]滇中亚高山典型森林中5种林分林下植被层生长比较缓慢,受到N和P的同时限制;凋落物分解速率偏慢,养分循环能力较低。因此,在森林抚育措施中,可考虑适当保护林下植被,提高土壤肥力,维持其长期稳定生产力。     

石梅湾3种植物叶片与其群落凋落物C,N,P生态化学计量特征研究

研究植物叶片和凋落物碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和计量比对阐明植物群落生理过程及维持生态系统养分平衡至关重要。以石梅湾青皮林、木麻黄林和红树林为研究对象,通过测定建群种叶片和凋落物C,N和P含量,并分析其化学计量学特征与差异。结果表明:1)3种植物叶片C,N,P含量均显著高于凋落物(P0.05),相反,其化学计量比显著低于凋落物;2)3种植物叶片N,P的养分再吸收效率表现为P(44.49～62.63%)大于N(18.96～34.37%),说明对P元素的养分再吸收能力较强;3)3种植物叶片N∶P比值依次为青皮(16.03)、木麻黄(15.18)和拉关木(8.04),说明青皮生长倾向于受P限制,木麻黄生长倾向于受N和P共同限制,拉关木生长倾向于受N限制。研究结果可为海岸带森林生态系统的可持续发展提供科学依据。     

不同种植年限尾巨桉人工林叶片-凋落物-土壤碳氮磷化学计量特征

[目的]为了解雷州半岛尾巨桉速生人工林生态系统的C、N、P分配格局及化学计量特征。[方法]采用空间换时间的方法,选取雷州半岛4种不同林龄(1、3、5、7 a)的尾巨桉人工林为研究对象,对尾巨桉叶片、凋落物及土壤的C、N、P含量及化学计量特征进行测定分析。[结果]表明:C、N含量表现为叶片凋落物土壤,P含量表现为叶片土壤凋落物,且3个库间差异显著;土壤的C含量随林龄增加而增加,N、P含量差异不显著,土壤C∶N随林龄的增加而增加,说明土壤有机质分解速率逐渐下降;凋落物的C∶N为54. 07 92. 18 ( 25),表明尾巨桉林下凋落物分解速率较慢,N元素成为主要限制凋落物分解的元素,凋落物的C∶N随林龄的增加先增加后下降,凋落物分解速度先降低后升高;叶片的N∶P为10. 80 12. 98,说明中幼林龄尾巨桉受N限制较明显。相关性分析表明:凋落物养分元素含量受叶片限制,土壤养分含量受凋落物限制,表明生态系统内部C、N、P元素在植物、凋落物与土壤之间实现了运输和转换。[结论]雷州半岛尾巨桉中、幼林龄时期土壤有机质及凋落物分解速率较慢;随林龄的增加,土壤有机质、凋落物分解速率下降,N元素成为其主要分解限制性元素,林分生长受N限制明显。     

间伐对杉木人工林不同组分碳、氮、磷含量及其生态化学计量关系的影响

[目的]研究间伐后杉木人工林碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量关系变化,为杉木人工林养分循环研究提供参考。[方法]在浙江开化县林场17年生杉木人工纯林内,建立9块20 m×20 m的固定样地,测定分析了未间伐、中度间伐(20%间伐强度)和强度间伐(37%间伐强度)处理地表凋落物、林下植被、杉木细根和土壤C、N、P含量及其计量关系。[结果]间伐2 a后,强度间伐处理地表凋落物和杉木细根生物量显著降低,林下植被生物量显著增加。强度间伐处理下地表凋落物总氮(TN)含量显著降低,林下植被总氮(TN)含量则显著增加,土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)含量也显著增加,杉木细根C、N、P含量在未间伐、中度间伐和强度间伐之间无显著差异。地表凋落物C/N和C/P随着间伐强度增加而增大;林下植被C/N随着间伐强度增加而减小,N/P比随着间伐强度增加而增大;杉木细根和土壤C/N、C/P和N/P在不同间伐处理之间差异不显著。土壤与林下植被C、N、P含量及其比值具有显著相关性。[结论]间伐后短期内杉木人工林地表凋落物、林下植被和土壤C、N含量受间伐强度显著影响,间伐改变了地表凋落物和林下植被C、N、P生态化学计量关系,但对杉木细根和土壤C、N、P生态化学计量关系无显著影响。     

滇中高原森林凋落物不同分解阶段C、N、P的化学计量特征及种间差异

【目的】为了解滇中高原磨盘山典型森林凋落物在不同分解阶段的化学计量特征,揭示滇中高原森林不同分解阶段凋落物的质量特征,为更好地促进滇中高原森林生态系统的凋落物分解进程和养分循环提供理论依据。【方法】以滇中高原的华山松Pinus armandii林、云南松Pinus yunnanensis林、高山栎Quercus semecarpifolia林、滇油杉Keteleeria evelyniana林、常绿阔叶林5种林地为试验区,人为地将自然状态下的森林凋落物分为未分解层、半分解层、已分解层,用以模拟凋落物的不同分解阶段,对不同分解层凋落物的碳氮磷(C、N、P)含量、化学计量比及元素释放率进行分析。【结果】1)随着凋落物分解程度的加剧,5种森林凋落物的C含量不断减少,P、N含量大体呈增加趋势,其中云南松林及华山松林的N含量呈先增加后减少的趋势,常绿阔叶林P含量为先减少后增加,且C、N、P含量在同一分解层中不同森林之间差异显著;2)5种森林凋落物的C∶N、C∶P随着凋落物分解程度的不断降低,云南松林的二者比值最高,N∶P在云南松林、华山松林和常绿阔叶林中先升高后降低,在高山栎林中先降低后升高,在滇油杉林中逐渐降低,且滇中高原森林凋落物C∶P和N∶P均显著小于全球平均水平;3)森林凋落物中C、N、P的总释放率均为滇油杉林>华山松林>高山栎林>云南松林>常绿阔叶林,常绿阔叶林前期元素释放效率快,后期减弱,华山松林和云南松林则相反,滇中磨盘山5种森林凋落物的化学元素易富集难释放。【结论】根据碳、氮、磷的化学计量特征表明,森林种间差异及不同的分解阶段会显著影响凋落物分解过程中的碳氮磷含量、化学计量比及其释放效率。     

喀斯特高原山地区水源涵养林土壤及凋落物的生态化学计量特征

探明石漠化区水源涵养林凋落物与土壤化学计量特征有助于深入了解养分状况。以喀斯特高原山地区云南松(Pinus yunnanensis)+光皮桦(Betula luminifera)+银白杨(Populus alba)林、栓皮栎(Quercus variabilis)+川榛(Corylus heterophylla)林、银白杨(Populus alba)+光皮桦(Betula luminifera)林、杜鹃(Rhododendron simsii)+银白杨(Populus alba)林、光皮桦(Betula luminifera)林为对象,研究凋落物与土壤OC,TN,TP化学计量特征及内在关联。结果表明:1)表层土壤OC,TN,TP含量分别是25.02,1.56,0.33mg/g;凋落物OC,TN,TP含量分别为407.09,16.07,2.06mg/g。2)土壤C∶N为15.13,C∶P为78.40,N∶P为5.17;凋落物C∶N为25.67,C∶P为212.87,N∶P为8.38;C∶N,C∶P,N∶P均呈凋落物层土壤层。3)凋落物层、土壤层C∶P与N∶P均呈极显著正相关,土壤C∶N与凋落物C∶N,N∶P分别呈极显著正、显著负相关。4)该区土壤N,P养分亏缺,凋落物呈低C高N高P格局,土壤固持养分能力不强。     

马尾松凋落物C∶N∶P化学计量特征对分解速率的影响

以湖南省森林植物园马尾松林为研究对象,对马尾松凋落物的C、N、P含量及其化学计量特征对分解速率的影响进行研究。经过1年的分解试验,结果表明:马尾松凋落叶的C、N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P均高于凋落枝的;凋落枝、凋落叶的分解速率分别为0.709 g/(g·年)和0.756 g/(g·年),凋落枝的分解速率也低于凋落叶的;凋落枝、叶的分解速率与C∶N∶P生态化学计量呈正相关关系。凋落枝的P含量以及C∶N、C∶P、N∶P与凋落叶的差异显著;凋落叶的C含量与凋落枝的C含量呈极显著正相关。     

广西不同林龄桉树人工林叶—凋落物—土壤C、N、P生态化学计量特征

C、N、P元素的养分循环过程是影响森林生态系统结构与功能的关键因素。以广西不同林龄桉树人工林为研究对象,分析桉树幼龄林(1a)、中龄林(2a)、近熟林(3a)、成熟林(5a)、过熟林(8a)叶—凋落物—土壤的C、N、P化学计量特征及其内在联系,探讨林龄对桉树人工林生态化学计量的影响,为桉树人工林可持续经营提供参考。结果表明:1)桉树人工林叶、土壤呈现高C低N、P的元素格局,凋落物呈现高C、P低N的元素格局;叶的C、N、P含量从幼龄林到近熟林呈先增后减趋势,反映桉树人工林早期对养分需求旺盛,随年龄增大需求减小。2)不同林龄叶C、N、P差异显著(P<0.05),凋落物与土壤的N、P、C∶N、C∶P、N∶P均差异显著(P<0.05),凋落物C∶P与叶N∶P、C∶P显著正相关(P<0.05),凋落物N∶P与叶的C∶P、N∶P之间呈极显著正相关(P<0.01),说明凋落物养分源自叶,土壤与叶的C、N、P均不相关。3)与叶相比,凋落物中N、P含量偏低,C∶N、C∶P偏高;土壤C∶P、N∶P偏低,说明土壤P素分解较快,可适时施以磷肥来弥补土壤速效磷的不足;土壤C∶N偏高表明土壤有机质具有较慢的矿化作用。中龄林、近熟林和成熟林叶N∶P<14,生长过程受N限制;中龄林、近熟林和成熟林凋落物分解的主要限制性元素是N,而幼龄林凋落物分解的主要限制性元素是P。     

陆地生态系统生态化学计量学研究进展

【目的】探讨陆地生态系统生态化学计量学研究进展,以期推动对陆地生态系统物质循环及能量流动的进一步认识。【方法】利用Web of Science、CNKI等数据库,查阅相关文献,对陆地生态系统生态化学计量学研究进展进行综述。【结果】陆地植被生态化学计量学特征研究表明,C、N、P是生态化学计量学领域研究的主要对象,其中N和P是陆地植被生长2种最重要的限制元素;土壤中的碳氮磷比值是评价土壤质量重要指标,从全球尺度研究发现,土壤中的碳氮磷比值基本为恒值;陆地生态系统养分限制判断研究表明,N∶P比值是植物生长养分限制的敏感性指数,常被用于确定养分限制的阈值,同时N、P含量也可用于确定养分限制类型;气候、地理、土壤等因子是陆地植物生态化学计量学特征的主要影响因素。【结论】在陆地生态系统生态化学计量学研究进展中,C、N、P是学者们关注的重要因子,其比值在研究土壤质量评价、养分限制阈值等方面发挥重要作用。     

会同成熟杉木器官C∶N∶P生态化学计量的动态特征

【目的】植物不同器官的C、N、P含量及生态化学计量学的动态特征能反映其营养利用效率及生长环境相对的养分限制。本文针对30年生杉木林叶、枝、根C、N、P生态化学计量的季节动态进行研究,旨在剖析成熟杉木林各器官在不同季节养分元素的变化情况及器官之间的内在关联性,揭示成熟杉木林生态过程中养分元素的变化规律及其环境平衡关系,为杉木成熟人工林培育大径材培育提供理论支撑。【方法】以湖南会同生态站Ⅲ号集水区30年生杉木人工林为研究对象,测定不同季节杉木叶、枝、根的C、N、P含量及计量比,分析不同器官C、N、P含量及其生态化学计量比间的差异性,用CCA约束性排序对根、枝、叶之间的相关关系及不同季节下环境因子的影响进行分析。【结果】杉木相同器官的C、N、P含量及其生态化学计量比呈显著性季节变化(P 0.05),不同器官的生态化学计量比在相同季节间差异显著(P 0.05);叶、枝、根的C含量具有一致的变化规律,4月份最高,7月份最低,器官之间表现为根枝叶;叶、枝、根的N、P含量也均表现为10月份最高,7月份最低,器官之间表现为叶枝根;CCA分析表明植物器官的生态化学计量特征受季节变化影响较大;Ⅲ号集水区杉木叶、枝、根的C、N、P含量及生态化学计量之间均呈正相关关系;杉木生态系统整体的N素含量偏低,其生长主要受到N的限制,杉木林凋落物量相对较少,其凋落物的分解提供N素少,影响植物器官中N、P等营养元素的含量。【结论】30年生成熟杉木不同器官养分元素含量及环境因子对植物器官的生态化学计量特征均有影响,这一结果与普遍认为成熟期杉木的生长基本停滞的观点不同,证明了杉木到成熟期N、P作为植物生长过程中主要影响元素,其养分循环效率仍然很高,生长缓慢是由于N素限制。本研究为杉木林大径材培育和提高杉木林经济效益提供了数据支撑。     

The effects of vegetation restoration strategies and seasons on soil enzyme activities in the Karst landscapes of Yunnan,southwest China

Soil enzymes play a vital role in biogeochemical cycling and ecosystem functions. In this study, we examined the response of six soil enzymes to changes in physicochemical properties resulting from changes in season and vegetation and geological conditions. Catalase,urease, acid phosphatase, invertase, amylase, and cellulase not only promote carbon, nitrogen, and phosphorus cycling, but also participate in the decomposition of harmful substances. Thirty-six soil samples were collected from karst and non-karst areas in two different seasons and from three different types of vegetation in Yunnanprovince, southwest China. Both vegetation types and season had significant effects on soil physicochemical properties and enzyme activities. In the same plot, soil water content, electrical conductivity, organic carbon, total nitrogen, and total phosphorus increased in the rainy season, indicating enhanced microbial metabolic activity.With the exception of urease activity, the remaining five enzymes showed higher activity in the rainy season.Changes in activities between the two seasons were significant in all samples. In the same season, activity levels of soil enzymes were higher in karst areas than in non-karst areas, and higher in natural forest than in artificial forests.The transformative abilities of soil elements are higher in karst areas than in non-karst areas, and higher in natural forests than in artificial forests. Correlation analysis showed that the activities of the six enzymes correlated significantly; however, soil physical and chemical indices,such as organic matter, p H, and moisture, which are essential for enzyme activity, differed by season. Redundancy analysis also revealed that the main factors influencing enzyme activity differed between the two seasons.The results from this study provide a theoretical basis for further research on the restoration of natural ecological systems in karst landscapes.     

森林植被碳储量研究综述

指出了森林生态系统作为整个碳循环系统的重要组成部分,贮存了陆地生态系统中大部分的有机碳,同时作为全球生物圈的重要组成部分,森林生态系统的碳储量研究就越来越重要。分析了中国森林植被情况,国内外森林植被碳储量研究进展以及森林植被固碳功能,同时提出了未来碳储量研究趋势。     

寒温带兴安落叶松林生态系统养分特征

森林生态系统营养元素的积累和循环是维护森林生态系统健康稳定的关键因素之一,对森林生态系统的存在和发育具有重要的意义。文章对寒温带兴安落叶松林生态系统的养分输入、贮藏和输出特征进行了初步的研究。结果表明:林冠对Ca、Mg、Fe总体呈现吸附趋势,其中对Ca元素的吸收最为显著;P、K元素则是经林冠后含量增加;微量元素Mn的输入主要来自降雨,林冠对其的利用很少;各元素在植物和土壤中贮存的比例存在较大的差异,其中Ca、Mg、Mn主要贮存于植物体中,其贮存量约占86.06%、84.25%和94.18%;植物体中P、K的贮存量约占总贮量的44.62%和58.82%;Fe主要贮存于土壤当中,植物体中Fe的贮存量仅占总贮存量的9.16%;在兴安落叶松林生态系统中径流输出是养分元素主要的输出途径,其中P、K、Mn元素的年输入量大于输出量,生态系统中养分含量呈累积增加趋势,而Ca、Mg、Fe元素的输出量大于输入量,表现为养分流失,其中Ca的损失量最大。     

森林土壤动物生态功能研究进展

森林土壤动物是森林土壤生态系统中不可分割的重要组成部分，对森林土壤生态系统的物质循环和能量流动起着重要作用。文中综述了近10年森林土壤动物生态功能的相关研究进展，包括森林土壤动物对土壤理化性质、微生物、植物的影响以及外来土壤动物入侵对土壤生态系统的影响等；展望了我国森林土壤动物的未来研究方向，未来研究应多关注森林土壤动物生态功能的作用机制、森林土壤动物对全球变化的响应、外来土壤动物入侵对森林生态系统的影响、森林土壤动物种类的研究范围以及新技术的应用，以期为我国森林土壤动物生态功能、土壤动物与生态系统、可持续利用土壤动物等领域研究提供科学参考。     

湘西南山地主要森林类型土壤养分研究

对湘西南永州市6种主要森林类型(针阔混交林、阔叶林、湿地松林、马尾松林、毛竹林和杉木林)林地的土壤养分进行测定与分析,结果表明:针阔混交林和毛竹林的土壤有机质含量较高;针阔混交林的氮、钾元素含量高,而磷元素含量相对较低;毛竹林的速效磷含量最高;阔叶林钾、磷元素含量较高,氮元素含量相对较低;湿地松和马尾松纯林的土壤有机质...     

Microbial biomass and activity along a natural pH gradient in forest soils in a karst region of the upper Yangtze River,China

Mountain closure, considered an effective and economic measure for natural restoration of degraded forest ecosystems, has been widely carried out in the karst region of southwest China. The aim of this study was to evaluate microbial aspects of soil quality after mountain closure by analyzing soil microbial biomass, basal respiration, metabolic quotient, and relationships with basic chemical properties in Guizhou Province, a karst region of the upper Yangtze River. Soil quality was considered poor from the low levels of microbial biomass carbon (MBC), nitrogen (MBN), and microbial quotient (MBC/total C and MBN/total N), but high metabolic quotient (qCO₂). Soil pH, showing marked variation from 4.1 to 7.9 in this karst region, was proved to significantly affect soil microbial biomass and activity. Soil microbial biomass, microbial quotient, and soil basal respiration declined significantly with decreasing soil pH, while qCO₂ showed an apparently increasing, but not statistically significant, trend. The changes in microbial biomass and activity following the change in soil pH could possibly be because of a change in soil microbial composition, and more detailed research is necessary. Compared with soil pH, soil organic matter content was another, more important, factor that directly restricted microbial growth because of the serious loss as a result of disturbance. As a practical application based on microbial aspects, introduction of some N-fixing tree species may be an active and effective measure to improve soil fertility and thus to accelerate restoration of the forest ecosystem in the karst region.     

南方雨雪冰冻灾后林业生态恢复的措施

分析了2008年南方雨雪冰冻灾害对植被和土壤生态系统等产生的影响,认为林木受灾、珍稀濒危植物和名木古树受损、动物栖息地破坏和土壤生态系统受损等雪灾引发的生态问题影响巨大而长远。探讨了灾后生态恢复与重建的措施:开展植被与生态环境受损情况监测与调查,受损生境及土壤生态系统恢复,受损植物物种的恢复,受损森林生态系统恢复与重建,野生动物栖息地的恢复与完善,以及灾区可持续发展规划与防灾减灾对策制定等。     

杉木林凋落物与土壤C∶N∶P生态化学计量学的相关关系

以湖南会同杉木基地Ⅲ号集水区25年生杉木人工林为研究对象,测定杉木林土壤及凋落物的C、N、P含量。结果表明:凋落物中有机C、全N、全P含量的平均值分别为569.16、13.82、2.76 g/kg;C∶N、C∶P、N∶P的平均值分别为44.92、263.72、6.11。土壤中有机C、全N、全P含量的平均值分别为14.51、1.19、0.60 g/kg;C∶N、C∶P、N∶P的平均值分别为13.6、26.5、2.2;土壤C∶N、C∶P、N∶P等生态化学计量特征在空间上具有显著差异;土壤全N含量表现为上坡高于下坡,中坡最低;全P含量基本保持稳定的状态,养分元素含量均随土壤深度的增加而下降。凋落物的全P与土壤表层的全N具有极显著的负相关关系,凋落物的C∶P、N∶P与土壤表层的全N具有极显著的正相关关系。     

闽北闽粤栲天然林主要树种幼树器官碳氮磷化学计量特征分析

[目的]选取4种主要优势树种幼树为研究对象,分析其不同器官中C、N、P的生态化学计量特征,为闽粤栲天然林的更新与保护提供理论参考。[方法]应用碳氮分析仪与HNO3-HCl O4消煮法分别测定幼树的干、根、枝、叶中的C、N、P含量的质量分数,在不同器官C、N、P含量差异分析的基础上,通过化学计量比变化的对比分析研究幼树不同器官的C、N、P化学计量特征。[结果]闽北闽粤栲天然林主要优势树种幼树叶片中各元素的含量均高于其他器官,而根与干中的营养元素含量较低;不同器官的C∶P远高于C∶N与N∶P,其中,N∶P最小且因树种不同而有所变化,不同器官的C、N、P含量及化学计量特征均差异极显著。[结论]闽北闽粤栲天然林主要优势树种不同器官对C、N、P的选择与吸收存在差异,其叶片C含量最高且高于全球尺度和全国尺度,但N、P含量较低;幼树不同器官的C∶N、C∶P高于平均水平,而N∶P16;闽粤栲天然林主要优势树种幼树对养分的利用效率与生长速率均较低,幼树的生长更新主要受N、P元素含量的影响,并可能受到P元素缺失的制约。     

尖峰岭热带林的植物化学特征

根据63种植叶片及25种木材的化学的化学分析结果，应用数值分析方法，探讨尖峰岭热带林植物及不同植被类型的化学特征和主要元素含量水平，从化学角度揭示了热带林的结构、功能和空间分布节律，为热带林生态系统的深入研究提供基础的背景材料。