陕北半干旱风沙区人工纯林土壤性质极化研究

在人工或天然纯林内,由于树种生物生态学特性的单一性、对物质吸收利用的选择性和对环境效应的特殊性,土壤性质呈现偏离原平衡态、并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。充分认识和了解土壤极化的方向和程度对维持森林可持续发展和防止土壤退化具有非常重要的意义。作者根据土壤极化的概念,提出了抗极化域（W）、抗极化度（R）、极化度（P）和极抗比（I）等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法,对陕北半干旱风沙区进入成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质进行了广泛测定和极化分析,结果表明:①不同树种林地属于强度以上极化（｜P｜＞0.15）的土壤性质分别为:油松林地的生物学性质;小叶杨林地的微量元素和化学性质;刺槐、旱柳和柠条林地的生物学、化学性质;沙棘林地的微量元素和生物学性质;紫穗槐林地的化学、生物学性质和微量元素。②除了油松纯林会引起土壤的严重贫养化外,刺槐纯林会引起土壤的富养化,柠条和旱柳纯林会引起土壤的富养化和生物学性质改善,小叶杨、沙棘和紫穗槐纯林会引起土壤的严重富养化和微量元素富集。③主要树种纯林抗土壤各种性质极化能力大小顺序均为小叶杨＞油松＞刺槐;相对于林木抗极化能力,油松纯林土壤各种性质的绝对综合极抗比均在轻微之下（Ia≤0.40）,小叶杨纯林均属基本稳定（Ia≤0.15）,刺槐纯林土壤的微量元素极化程度严重（Ia=0.61）、生物和化学性质极化程度中等（Ia为0.47～0.54）、物理性质极化程度轻微（Ia=0.40）。      

秦岭山区几种典型森林的土壤微生物特征 及其对人为干扰的响应

通过对秦岭山区陕西周至县厚畛子镇安沟流域立地条件基本相同的锐齿栎、楸树 、油松和 日本落叶松4种典型林地土壤微生物数量的定位试验监测,结果表明,当地森林的土壤微 生物从数 量上主要以细菌为主,约为微生物总量的87.86%～97.65%,其次为放线菌,真菌最少。 微生物数 量的季节动态明显,夏季高出冬季74.43%～354.05%。纯林与混交林土壤微生物数量关系 为:阔 叶林纯林>针叶林与阔叶林1∶3比例混交>针叶林与阔叶林1∶1比例混交>针叶林纯林。外 源 性C、N混合干扰使微生物数量比对照区增加了35.30%～945.88%。枯落叶客置使针叶林纯 林 的微生物数量增加了25.59%～73.87%,阔叶林减少了29.95%～68.12%。因此采用外源性 C、 N干扰,客土混合及枯落叶客置的定位模拟试验 ,进一步探讨不同树种的种间关系,为 指导当地人 工纯林的管理和更新改造提供理论科学依据和实践指导。     

陕北半湿润黄土丘陵区不同森林群落林下植物多样性比较分析

对陕北半湿润黄土丘陵区不同林地林下植物研究表明,除了杨树林地以1年生植物种为主外,其他林地均以高位芽植物种占绝对优势.林下植物的总盖度大小顺序为刺槐林(100.71%)＞刺槐+油松林(70.95%)＞落叶松林(53.57%)＞侧柏林(45.02%)＞侧柏+辽东栎林、油松+辽东栎林(30.80%～32.60%)＞油松林、白桦林、杨树林、辽东栎林(16.27%～22.35%)＞荒坡草地(11.58%)＞华山松林、华山松+辽东栎林(1.00%～1.34%).灌木层第一优势种类因地而异,并以黄蔷薇(Rosa hugonis)、茶条槭(Acer ginnala)和白刺花(Sophora davidii)最为常见.草本层第一优势植物种类以羊胡子革(Carex rigescens)占绝对优势,其次有冰草(Agropyron cristatum)、胡枝子(Lespedeza formosa)、野棉花(Anemone viti folia)和蒿类(Artemisia)植物.林下植物总的物种多样性指数和大小顺序为:落叶松林(8.37)＞油松+辽东栎林、侧柏林、白桦林、油松林(6.09～6.43)＞侧柏+辽东栎林(5.55)＞华山松+辽东栎林、杨树林(4.58～4.73)＞华山松林、刺槐+油松林(3.28～3.39)＞刺槐林、辽东栎林(2.60～2.76).此外,除了杨树林,其他林地的灌木层物种多样性总体上要大于草本层.不同森林类型的林下植物盖度和多样性的差异,反映出森林群落环境和土壤性质对林下植物数量和物种组成的双重影响,可以作为森林群落环境争土壤性质的重要标识和林地管理的重要依据.     

秦岭北山几种典型人工纯林土壤性质极化问题研究

由于人工纯林中树种生物生态学特性的单一性、对养分吸收利用的选择性和对环境效应的特殊性,土壤性质往往呈现偏离原平衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的趋势被称为土壤极化,它是导致土壤退化的根本原因之一。根据对秦岭北山日本落叶松(larix kaempferi)、油松(Pinus tabulaeformis)、灰楸(Catalpa fargesii)和锐齿栎(Quercus.aliena var.acuteserrata)等几种典型人工纯林土壤性质的测定结果表明,在由天然草地向针叶林地的发展过程中,土壤物理性质在恶化,并且有偏酸化的趋势,土壤养分发生贫瘠化,土壤微生物数量减少,但部分酶活性有所改善;而在由天然草地向阔叶林地的发展过程中,土壤物理性质和生物学性质呈改善的趋势,酸碱性偏向中性化,土壤养分出现富集化或两极分化。在由天然草地向人工林地的发展过程中,各种土壤性质的绝对综合极化程度一般表现为酶活性>微生物量>养分含量>物理性质>酸碱性的规律。其中,土壤物理性质极化程度一般表现为针叶林地大于阔叶林地,微生物量极化程度一般表现为针叶林地小于阔叶林地,而土壤养分含量和酶活性的极化程度因林地而异,并以灰楸林地为最大,锐齿栎林地为最小。     

陕西秦岭山区典型人工林地腐殖质层土壤客土混合效应研究

引进更新树种形成混交林是解决人工纯林连栽障碍问题的根本途径,为了了解陕西秦岭山区日本落叶松、油松、灰楸和锐齿栎4种典型人工林树种混交的可行性,本项研究尝试通过不同针阔树种林地腐殖质层土壤的原位混合培养来模拟混交造林试验,从土壤生物化学和枯落叶分解的角度探讨了4种树种种间关系的协词性。结果表明:(1)在针叶林地引入阔叶林树种后可以促进土壤微生物量、酶活性和原林地枯落叶年分解速率的提高,而且随着引入阔叶树种比例的增加促进作用增强,引入树种灰楸的作用大于锐齿栎;(2)在阔叶林地适量引入针叶树种后虽然也可以促进土壤微生物量、酶活性和原林地枯落叶年分解速率的提高。但是随着引入针叶树种比例的增加促进作用减弱,引入树种油松的作用大于落叶松;(3)从土壤生物化学性质和枯落叶分解的角度综合表明,4种典型人工林树种的针阔种间关系均表现为协调,而且油松与灰楸的种间协调性最好,其次为落叶松与灰楸、油松与锐齿栎,而落叶松与锐齿栎的种间协调性较差。     

陕北半干旱风沙区人工林下植物群落数量特征研究

【目的】研究林下植物群落数量特征,为指导森林经营管理实践提供理论依据。【方法】采用标准地+样方法对陕北半干旱风沙区(陕西靖边)人工林下的植物群落进行了调查,统计并计算了林下植物群落的生活型谱、盖度、优势度及物种多样性。【结果】(1)林下植物一般以隐芽植物和一年生植物种占绝对优势,所占比例为34%~88%。(2)林下植物的总盖度大小顺序为:旱柳林(26.18%)>小叶杨×油松林、刺槐林(8.76%~11.77%)>小叶杨林、小叶杨×柠条林(2.77%~3.16%)>油松林、沙棘林、油松×柠条林、柠条林、天然草地(对照)(1.06%~1.57%)>小叶杨×沙棘林、紫穗槐林(0.72%~0.77%)。除小叶杨×油松林和小叶杨×柠条林地外,其他林地的草本层总盖度都大于灌木层。(3)林下优势植物种类差异不大,且以沙蒿(Artemisia desertorum)、沙棘(Hippophae rh-amnoides.)、狗尾草(Pennisetum alopecuroides)、羊胡子草(Carex rigescens)、沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和冰草(Agropyron cristatum)为主。(4)林下植物的物种多样性指数和大小顺序为:旱柳林、刺槐林和小叶杨林(6.00~7.18)>小叶杨×柠条林、小叶杨×油松林、油松林(4.87~5.38)>沙棘林、油松×柠条林、柠条林、小叶杨×沙棘林(4.06~4.49)>紫穗槐林、天然草地(2.15~2.76),且草本层物种多样性指数和均大于灌木层。【结论】陕北半干旱风沙区人工林下植物群落盖度及其物种多样性普遍较低,且阔叶树种林下植物群落一般比针叶树种和灌木林丰富,在针叶林中积极引进阔叶树种形成混交林,是增加林下植物多样性、维持人工林生态系统稳定性及可持续发展的有效途径。     

秦岭典型人工纯林土壤生物化学性质及其对外源性C,N干扰的响应

人工纯林一般在生长早期或第1,2代生长阶段表现尚好,林地土壤还会出现一定的"自肥"现象(肖慈英等,2002;薛立等,2003;2005),但由于其树种组成和结构的简单性、对土壤养分的选择性利用和对环境效应的特殊性,长期连续生长或多代连栽的人工纯林会出现许多不良后果,如土壤的"自贫"(Keeves,1996;庞学勇等,2004)、"自毒"(曹潘荣等,1994)和"极化"(刘增文等,2007)等退化现象和林木生长衰退的"自衰"(朱守谦等,1992)现象,从而引发连栽障碍问题,直接影响着森林生态系统的稳定和可持续发展,引起广大林学和生态学者越来越多的关注.     

内蒙半干旱低山丘陵区林下植物群落数量特征研究

林下植物群落的物种组成和结构不但影响森林生态系统的稳定和可持续发展,也影响着其服务功能的发挥。根据对内蒙半干旱低山丘陵区(武川县东坡林区)的人工及天然林研究表明:(1)当地林下植物一般以一年生植物、隐芽植物和地面芽植物种占绝对优势,3项合计占到所有植物种数的72~100%;(2)各种林地林下灌木层和草本层盖度都很低,分别为0~5.02%和1.94~17.56%;林下植物(灌木层+草本层)的总盖度大小顺序为:云杉林(55.02%)>小叶杨林(17.56%)>白桦林、白榆林和山杨林(5.45~8.40%)>荒草地对照(4.63%)>油松林、落叶松林和油松+落叶松林(2.10~4.09%);(3)各种林地林下优势植物种类差异不大,灌木层优势种类以绣线菊(Spiraea salicifolia)、蒙古荚蒾(Viburnum mongoli-cum)为主,草本层优势种类以羊胡子草(Carex rigescens)为主,其次有各种蒿类(Artem isia)、冰草(Agropyron cristatum)、灰藜(Chenopodium album)、苦菜(Mulgedium tataricum)和红芪(Hedysarum polybotrys)等;(4)林下灌木既少且物种多样性极低,林下草本层物种多样性指数也不大。各林地林下植物(灌木层+草本层)总的物种多样性指数和(丰富度指数、多样性指数、均匀度指数之和)大小顺序为:小叶杨林(5.83)>白榆林、油松林、油松+落叶松林(5.03~5.50)>白桦林、荒草地对照(4.48)>山杨林(3.28)>落叶松(2.89)>云杉林(1.13)。     

秦岭山区几种典型森林的土壤微生物特征及其对人为干扰的响应

通过对秦岭山区陕西周至县厚畛子镇安沟流域立地条件基本相同的锐齿栎、楸树、油松和日本落叶松4种典型林地土壤微生物数量的定位试验监测,结果表明,当地森林的土壤微生物从数量上主要以细菌为主,约为微生物总量的87.86%～97.65%,其次为放线菌,真菌最少.微生物数量的季节动态明显,夏季高出冬季74.43%～354.05%.纯林与混交林土壤微生物数量关系为:阔叶林纯林＞针叶林与阔叶林1:3比例混交＞针叶林与阔叶林1:1比例混交＞针叶林纯林.外源性C、N混合干扰使微生物数量比对照区增加了35.30%～945.88%.枯落叶客置使针叶林纯林的微生物数量增加了25.59%～73.87%,阔叶林减少了29.95%～68.12% .因此采用外源性C、N干扰,客土混合及枯落叶客置的定位模拟试验 ,进一步探讨不同树种的种间关系,为指导当地人工纯林的管理和更新改造提供理论科学依据和实践指导.     

黄土高原半干旱丘陵区不同树种纯林土壤性质极化研究

人工或天然纯林土壤性质呈现偏离原平衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。作者提出了抗极化域(W)、抗极化度(R)、极化度(P)和极抗比(I)等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法对黄土高原半干旱丘陵区进入成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质进行了广泛测定和极化分析。结果表明:(1)不同树种林地属于极强度极化(P>0.20)的土壤性质分别为:油松纯林的化学性质,侧柏、刺槐和沙棘纯林的化学和生物学性质,白榆纯林的化学、生物学性质和微量元素,白桦纯林的生物学性质,茶条槭纯林的生物学和物理性质。(2)总体而言,油松和刺槐纯林会引起土壤的严重贫养化;侧柏纯林会引起土壤的严重富养化;白榆纯林虽然会引起土壤的富养化,但却使得微量元素越来越缺乏;白桦纯林主要会引起土壤生物学性质的恶化;茶条槭纯林土壤有偏贫养化和生物学性质恶化的趋势;沙棘纯林会导致土壤严重贫养化和生物、物理性质的恶化;小叶杨纯林土壤性质尚未发生明显极化。(3)总体而言,小叶杨、油松的抗极化能力均较强,而白榆的抗极化能力最低;相对于林木抗极化能力,土壤的绝对综合极抗比属于中等以上(Ia>0.40)的性质分别为:油松纯林的化学、物理性质,侧柏、刺槐和白榆纯林的所有性质,白桦纯林的生物学、物理和化学性质。