不同人工恢复林对退化红壤团聚体组成及其有机碳的影响

研究土壤团聚体的组成及其有机碳的分布,有助于从微观角度理解土壤结构与功能的相互作用.采用于筛法和湿筛法,研究南方红壤退化地实施人工恢复30年后,马尾松与阔叶复层林(PB)、木荷+马尾松混交林(SP)和阔叶林(BF)3种典型林分在0～60 cm土层的团聚体组成及其有机碳分布特征,分析土壤团聚体有机碳与总有机碳相关关系.结果表明:各恢复林分土壤机械稳定性团聚体质量分数,以＞2 mm粒径所占比例最大(均在60％以上),而在水稳性团聚体中,以＜0.05 mm粒径占优势.不同林分土壤团聚体结构破坏率顺序依次为BF(53.38％～84.27％) ＞SP(52.22％ ～70.86％) ＞PB(22.70％ ～47.83％).机械稳定性和水稳性团聚体有机碳质量分数均以PB最高,随着土层深度的增加,各林分土壤团聚体有机碳质量分数呈下降趋势.水稳性大团聚体(＞0.25 mm粒径)有机碳质量分数总体高于相应土层的总有机碳质量分数,而微团聚体的(＜0.25 mm粒径)则低于后者,说明有机碳对于大团聚体的形成和水稳性具有积极作用.土壤团聚体有机碳与总有机碳的相关关系分析表明,土壤团聚体有机碳的增加,对总有机碳的积累具有正面影响.保留密度大、灌木(草)层盖度高的马尾松与阔叶复层林土壤团聚体的数量和质量更高;因此,在红壤侵蚀退化地森林恢复初期,可通过适当密植、增加林下灌草覆盖等措施,增加有机碳的输入,促进团聚体的形成和稳定,从而加速了退化土地的土壤结构改善和功能恢复.该研究可为南方严重红壤退化地生态恢复中的林分类型选择和优化配置提供科学依据.     

马尾松纯林改造成针阔混交林后土壤化学性质的变化

在25 a生的马尾松林下分别套种火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲等阔叶树种的1 a生幼苗,16年后形成郁闭的针阔混交异龄林。土壤化学分析结果显示,在马尾松林下套种阔叶树(除青栲外)明显增加了林下表层土壤(0~20 cm)的有机质含量。各林分下土壤全K、全M g、全C a、全N和全P的平均含量分别为11.41,6.64,4.33,1.45,0.46 g/kg,表明土壤K、M g、C a的含量比较丰富,而N和P则相对缺乏,营造混交林在一定程度上增加了土壤N、P含量。所有混交林深层土壤(20~60 cm)的有效N、P含量均大于马尾松纯林,而有效K的含量则相反。混交林下0~20 cm,20~40 cm和40~60 cm土壤的平均pH值分别为4.40,4.61和4.68,而马尾松纯林下各土层的pH值则依次为4.39,4.41及4.42,说明在马尾松林下套种阔叶树在一定程度上降低了20 cm以下土层的活性酸度。套种阔叶树(除苦槠外)后由于降低了土壤交换性酸度,增加了土壤盐基离子浓度,从而明显提高了土壤盐基饱和度。     

人工修复措施对严重退化红壤固碳效益的影响

固碳效益是侵蚀退化地水土保持效益的重要组成部分,其对全面评价生态修复意义重大.从人工促进生态修复林分固碳功能出发,以裸露地为对照,不同人工修复措施林分为研究对象,对其碳储量及固碳价值进行了研究.结果表明,人工修复显著增加了植被碳库和土壤碳库的碳储量,强烈干扰马尾松、竹节沟马尾松、种草竹节沟马尾松和竹节沟湿地松植被碳库分别为6.12,6.83,8.20和32.69 t/hm2,其土壤碳库分别为裸露地的1.16,1.37,1.60和2.71倍,固碳总价值分别比裸露地增加了0.36,0.60,0.87和2.78倍.     

退化第四纪红粘土重建森林恢复27年后群落多样性及稳定性研究

以严重退化第四纪红粘土为研究对象,选择7种模式重建森林恢复27a后的群落多样性及稳定性进行研究,结果表明不同重建模式27a后群落Marglef丰富度指数R为封育马尾松林分>谷坊马尾松林分>竹节沟湿地松林分>种草竹节沟马尾松林分>无谷坊马尾松林分>竹节沟马尾松林分>强烈干扰马尾松林分,而Shannon-Wiener多样性指数H、Simpson优势度指数P和Pielou均匀度指数J均表现为封育马尾松林分、种草竹节沟马尾松林分、竹节沟湿地松林分较大,而竹节沟马尾松林分、谷坊马尾松林分、无谷坊马尾松林分较小。群落稳定性大小顺序为竹节沟马尾松林分>无谷坊马尾松林分>谷坊马尾松林分>封育马尾松林分>种草竹节沟马尾松林分>竹节沟湿地松林分。     

模拟氮沉降对杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(N 60 kg/(hm2.a))、N2(N 120 kg/(hm2.a))和N3(N 240 kg/(hm2.a))等4个氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究了外加氮源对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。相同氮沉降处理下,参与土壤碳循环的6种主要酶(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、β-葡糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)活性、土壤微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数均随土层加深而降低。氮沉降对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用;中?低氮沉降(N1、N2)对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降(N3)促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。各土层中,低氮处理(N1)促进了微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数的增加,而中?高氮处理(N2、N3)则呈抑制作用。主成分分析表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理碳源利用类型存在差异。因此,氮沉降促进了表层土壤纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,但在一定程度上抑制了淀粉酶、过氧化物酶和β-葡糖苷酶活性;氮沉降增加改变了杉木人工林土壤微生物群落的功能多样性。     

红壤侵蚀地生态修复后水源涵养功能研究

在江西省泰和县老虎山小流域内采用5种模式进行人工森林重建,即设置强烈干扰马尾松林分(模式A)、封育马尾松林分(模式B)、竹节沟马尾松林分(模式C)、种草竹节沟马尾松林分(模式D)、竹节沟湿地松林分(模式E)5种林分,对其林冠层和林下植被层截留、凋落物层持水量以及林地土壤层渗透及贮水性能进行了研究。结果表明:模式E的林冠层及林下植被层截留量最大,模式A最小;模式D的凋落物层持水量最大,其次是模式C,模式B和E相等,为最小;模式B土壤渗透性能最好,其次为模式D,模式E的初渗速率最小,模式A的稳渗速率最小;土壤贮水性能以模式D最大,其次为模式B,模式E最差。试验表明选择适宜的生态修复模式,保护和改良土壤结构,提高土壤层涵蓄水分的能力和土壤渗透性,是提高红壤严重侵蚀地水土保持林水源涵养功能的关键。     

肥力提升措施对林地红壤生物结皮层微生物群落结构的影响

微生物在土壤生物结皮形成中起重要作用,但是目前对于南方红壤生物结皮层中微生物群落的研究鲜少涉及,尤其是在林地改良措施下红壤结皮层中微生物群落结构的变化尚不清楚。本研究以中亚热带典型第四纪红黏土严重侵蚀湿地松裸露林地为对照,添加有机肥、生物炭和石灰+微生物肥料为肥力提升措施,采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究不同肥力提升措施对红壤生物结皮层细菌和真菌群落结构的影响。结果表明：该林地土壤生物结皮层共检测出21个细菌门和7个真菌门,优势细菌门为酸杆菌门（Acidobacteria）(27.39%)、变形菌门（Proteobacteria）(25.90%)、放线菌门（Actinobacteria）(16.68%)和绿弯菌门（Chloroflexi）(12.26%);优势真菌门为担子菌门（61.19%）和子囊菌门（29.48%）;肥力提升措施对细菌和真菌多样性无显著影响,却显著改变了其群落结构,作用大小依次为有机肥处理、生物炭处理、石灰+微生物肥料处理,且对细菌群落结构的影响高于真菌;三种措施均明显提高了变形菌门（Proteobacteria）细菌的相对丰度,降低了绿弯菌门（Ch...     

严重退化红壤上恢复的马尾松-灌木混交林群落能量格局的研究

在生物量和生产力研究的基础上,对长汀河田严重退化土地上恢复的马尾松-灌木群落的能量格局进行了研究,结果表明乔灌木混交林乔木层地上部分各器官干重热值均大于相应对照的,而地下部分的则低于相应对照的,群落各层次的干重热值大小为乔木层＞灌木层＞草本层＞苔藓层.乔灌木混交林群落的能量现存量达258900.8kJ@m-2,是对照群落的156.1倍.对照的群落仅由乔木层和草本层组成,植被盖度极低,光能转化效率很小,群落内昼夜温差大、土壤干旱,生态系统严重退化.乔灌木混交林群落能量年存留量、年归还量、年净固定量分别达27092.03、5825.01和32917.04kJ@m-2a,分别是对照的59.6、128.7和65.9倍;其群落的太阳能转化率为1.55%,说明治理后群落的能量生产能力已基本得到恢复.     

不同林龄尾巨桉人工林生态系统生物量的研究

对闽南山区不同林龄（2、3、4、5、6年隹）尾巨桉人工林生态系统的生物量进行了研究，其中林木生物量采用标准木法，林下植被和地被物生物量采用样方收获法。结果表明：乔木层生物量随着林龄的增加而逐渐增加，分别为45．14、69．22、92．20、111．82、175．09t／hm^2，其中树干占的比例最大（44．5％～60．...     

不同林地类型土壤水库蓄水特性研究

研究不同林地类型土壤水库的蓄水特性,以期加深对森林土壤水库削洪补枯机理的认识。以裸露地为对照,木荷林地、杉木林地和封山育林地为研究对象,对它们土壤水库的蓄水功能及其动态变化进行研究。结果表明:木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照土壤水库的年均蓄水量分别为381.1,368.7,336.9和243.6mm,分别占各自总库容的75.62%,78.18%,74.62%和59.57%。不同季节中不同林地类型土壤水库的月均蓄水量大小顺序均为多雨期>雨量中等期>少雨期,木荷林地、杉木林地和封山育林地土壤水库多雨期的月均蓄水量分别比对照的多124.8,121.9和85.0mm,少雨期的月均蓄水量也分别比对照的多141.0,129.2和91.0mm。