杉木人工林土壤酶活性对氮沉降的响应

对12年生杉木人工林开展N0(0kgN·hm-2a-1)、N1(60kgN·hm-2a-1)、N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平的模拟氮沉降试验,探讨亚热带森林土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶)活性对氮沉降增加的响应。试验采取2种施氮方式,即在缓冲区采取1年1次性施入氮,而在中心区每月施入等量氮。结果表明:缓冲区1次性施氮后30天内每10天土壤酶活性变化趋势和中心区按月施氮后酶活性动态均表现为N1始终促进3种酶活性(相对于N0处理);N1和N2处理对土壤酶活性的影响依施氮时间和土层深度不同而异,没有表现出明显的促进增加或抑制作用;随土层深度增加,3种酶活性均表现出明显降低趋势。     

杉木人工林凋落物C,N,P归还量对氮沉降的响应

为探讨亚热带森林对氮沉降增加的响应,在12年生的杉木人工林中开展4种水平的模拟氮沉降试验,分N0(对照),N1,N2,N3等4种处理,氮沉降量分别为0,60,120,240kg·hm-2a-1。模拟氮沉降2年后,4种不同氮沉降水平杉木人工林的年凋落量分别为1008.83,1164.10,1147.30和976.47kg·hm-2,表明低中氮处理(N1,N2)在一定程度上增加森林凋落物量,而高氮处理(N3)则表现出一定的抑制作用。叶凋落物中C,N元素含量随氮沉降水平的增加而增加,而C/N则呈不断下降的趋势。经不同氮沉降处理后,凋落物C元素的归还量分别为474.70,544.07,538.55和474.02kg·hm-2,N元素的归还量分别为7.21,8.56,9.03和9.04kg·hm-2,P元素的归还量分别为1.17,1.24,1.32和1.09kg·hm-2,说明与N0处理相比,氮沉降显著提高N元素的归还量,而N1,N2处理提高C,P元素归还量,N3处理对C归还量影响不明显,但降低P的归还量。     

集约经营毛竹林土壤酶活性对模拟氮沉降的初期响应

采用典型样方法,在浙江省临安市设立毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)林分条件和环境状况较一致的代表性样方12个,研究了集约经营毛竹林蔗糖酶、纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶4种土壤酶活性对不同水平的模拟氮沉降(低氮30 kg N·hm-2·a-1、中氮60 kg N·hm-2·a-1、高氮90 kg N·hm-2·a-1和对照)的初期响应。结果表明:模拟的氮沉降显著降低了集约经营毛竹林0~20 cm土壤蔗糖酶、纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶的活性,显著抑制了20~40 cm土壤蔗糖酶的活性,对纤维素酶和过氧化氢酶的活性影响不显著。     

氮沉降对木荷马尾松林叶片元素计量比的影响

为研究氮沉降对不同林龄木荷—马尾松混交林养分的影响,在室外分别设置了N0(0 kg·hm-2·a-1)、N1(50 kg·hm-2·a-1)、N2(100 kg·hm-2·a-1)和N3(150 kg·hm-2·a-1)4个处理的浓度,进行1 a的氮沉降模拟试验。结果表明,N1、N2和N3处理在试验后期均使30、50年生林木叶片中碳、氮、磷含量较试验前期有所增加,40年生林木叶片碳、氮含量增长明显,而磷含量在N2、N3处理较试验前期有所下降。30、50年生林木叶片氮磷比值主要在14-16之间,说明30、50年生林木同时受到氮、磷的限制,而40年生林木叶片氮磷比值均大于16,说明40年生林木主要受到磷的限制,但不同林龄叶片碳氮比值在试验后期均低于试验前期,下降明显。因此,氮沉降对不同林龄木荷—马尾松混交林叶片的碳、氮、磷含量及其计量比有着不同的影响。     

华西雨屏区慈竹林凋落叶分解过程养分释放对模拟氮沉降的响应

通过原位试验,研究华西雨屏区慈竹林凋落叶养分释放对模拟氮沉降的响应.试验设4个施氮水平:对照(CK,0 kg·hm-2a-1)、低氮(LN,50 kg.hm-2a-1)、中氮(MN,150 kg·hm～a11)和高氮(HN,300 kg·hm-2a-1).结果表明:1)在凋落叶分解过程中,C,P和Mg元素含量总体上呈下降趋势,N元素表现为下降-上升-下降,K元素则为上升-下降-上升,ca元素先升后降.各处理C,P,Ca和Mg元素都表现为直接释放,K元素为富集-释放,而N元素CK呈现淋溶-富集-释放,LN,MN和HN却为直接释放.2)氮沉降可促进凋落叶C,N,P,K,Ca,Mg元素的释放,其中MN促进作用最强;氮沉降对N元素的影响程度最大,LN,MN和HN周转期分别比CK(2.835 a)缩短0.090,0.816和0.709 a.3)分解过程中各处理C/N变化趋势为先升高后降低;总体上,分解前2个月N沉降可降低凋落叶C/N值,而2个月后提高其C/N值.     

三种不同植被恢复模式地上生物量及其营养元素含量研究

在广西忻城县喀斯特石山区对三种不同植被恢复模式 (任豆间种竹子模式、金银花模式、竹子模式 )地上部分生物量进行测定 .结果表明 :① 3种不同植被恢复模式的净生物量 ,显示出金银花(1 19t·hm-2 ·a-1) >竹子 (1 0 4t·hm-2 ·a-1) >任豆间种竹子 (1 0 1t·hm-2 ·a-1) ;②各种模式地上部分生物量的主要营养 (N ,P ,K)含量 ,显示出任豆间种竹子 (75 0 9kg·hm-2 ) >竹子 (33 4 0kg·hm-2 ) >金银花(2 2 95kg·hm-2 ) ;③各种模式地上部分生物量的主要营养含量的分配 ,均显示出N >K >P的规律。     

模拟氮沉降对杉木人工林土壤微生物的影响

在杉木人工林中开展N0(对照),N1(60kgN·hm-2a-1),N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平氮沉降模拟试验,连续处理7年后,探讨外加氮源对土壤微生物的影响。结果表明:各土层中,低氮处理(N1)可增加土壤微生物生物量碳含量、微生物生物活性和微生物群落碳源利用能力,而中、高氮处理(N2和N3)则呈抑制作用;低氮处理(N1)能提高土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数与均匀度指数,而中、高氮处理使指数降低;主成分分析结果表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理土壤微生物群落利用的的碳源类型存在较大差异。     

华西雨屏区巨桉中龄林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

2009年3月至2009年11月,对华西雨屏区巨桉中龄林进行了模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为对照(0kg N.hm-2.a-1)、低氮(50 kg N.hm-2.a-1)、中氮(150 kgN.hm-2.a-1)和高氮(300 kgN.hm-2.a-1)。每月下旬,采用红外CO2分析法测定土壤呼吸速率,并定量地对各处理施氮(NH4NO3)。结果表明:各处理土壤呼吸速率最大值均出现在7月份,最小值出现在5月份;巨桉林土壤呼吸速率12 h平均值均表现为对照低氮中氮高氮;各处理土壤呼吸速率与10 cm土壤温度呈极显著指数正相关关系;利用温度单因素模型可以解释土壤呼吸速率的大部分;模拟氮沉降使得巨桉中龄林土壤呼吸Q10值增大,表明氮沉降增强了巨桉中龄林土壤呼吸的温度敏感性。     

中国森林植被净生产量及平均生产力动态变化分析

根据1973—2008年间7次全国森林资源清查数据及中国森林植被分布特征,从不同森林类型和不同气候带定量分析中国森林植被净生产量及平均生产力动态变化规律。研究结果表明:中国森林植被净生产量和平均生产力总体呈增加趋势,植被净生产量由1973—1976年间的803.359×106t·a-1增加到2004—2008年间的1 478.425×106t·a-1,增加了84.03%;相应的森林植被平均生产力由7.302 t·hm-2·a-1增加到9.502 t·hm-2·a-1,增加了30.13%。不同森林类型中,阔叶混交林、杨桦林、落叶阔叶林和常绿阔叶林对中国森林植被净生产量贡献较大;热带林、阔叶混交林、常绿阔叶林平均生产力较高,油松林和马尾松林平均生产力相对较低。不同气候带中,热带地区森林植被净生产量呈波动中减少趋势,其它气候带呈增加趋势;1973—2008年间各气候带森林植被平均生产力为:热带(18.625 t·hm-2·a-1)寒温带温带(9.610 t·hm-2·a-1)亚热带(8.499 t·hm-2·a-1)暖温带(7.800 t·hm-2·a-1)。     

氮沉降对杉木人工林土壤化学计量特征的影响

以福建沙县官庄国有林场杉木人工林模拟氮沉降试验平台为对象,研究土壤碳氮磷化学计量特征对氮沉降(N沉降量分别为0、60、120、240 kg·hm-2·a-1)的响应。连续7 a的试验结果表明:模拟氮沉降对土壤碳含量影响不显著,对土壤氮含量和氮磷比有增加作用而对土壤磷含量有减少作用。但模拟氮沉降的效应主要集中在表层土壤,表明加强对表层土壤生物地球化学循环研究可以更好地评价生态系统对氮沉降的响应。     

第2代杉木林速生阶段营养元素的空间分布特征和生物循环

利用 2a定位观测数据 ,本文对速生阶段的第 2代杉木人工林内N、P、K、Ca、Mg 5种养分元素的含量、积累、空间分布和生物循环进行了研究 ,结果表明 :各组分养分含量排列顺序为草本层 >灌木层 >树叶 >树枝 >树皮 >树根 >树干。树枝中Ca的含量丰富 ,树皮中K的含量丰富。凋落物层养分元素含量低于树枝和树叶 ,反映了凋落时养分元素向林木体内迁移回收的现象。杉木富集N、P、Ca 3种元素。 5种元素积累总量为 85 4 6 5kg·hm- 2 ,是第 1代的 1 5倍。第 2代杉木生产 1t干物质所需养分量为 11 6 2kg ,高于第 1代 ,第 2代杉木林将消耗更多的林地养分。林冠枝叶与树皮养分积累量占林木总积累量的 75 % ,采伐利用应仅取走树干而在林地中留下其它部分 ,让其分解使养分元素归还给土壤。草本层、灌木层与凋落物层三者的养分积累量为 88 13kg·hm- 2 ,是重要的养分库。第 2代杉木中养分元素的年积累量为 93 13kg·hm- 2 a- 1 ,略高于第 1代杉木林的养分年积累量。总归还量为 89 4 9kg·hm- 2 a- 1 ,其中凋落物归还 17 4 6kg·hm- 2 a- 1 ,略低于第 1代 ,淋溶的养分量 72 0 4kg·hm- 2 a- 1 ,是凋落物的 4倍多。吸收量为 182 6 2kg·hm- 2 a- 1 。与第 1代相比 ,第 2代杉木林中土壤K、P的含量高 ,而N、Ca、Mg 3种养分     

辽东山区蒙古栎天然林固碳特征研究

以辽东山区蒙古栎(Quercus mongolica)天然林为研究对象,在冰砬山森林生态站研究了不同林龄蒙古栎单木碳储量动态及其林分碳密度的差异,估算了蒙古栎天然林年净固碳量。结果显示:蒙古栎单木碳储量与林龄和胸径密切正相关,与树高相关性较差;林分碳密度随着林龄的增加而增大,总体上林分各个器官碳密度为干根枝叶;蒙古栎天然林乔木年净固碳量在3.83~5.48 t·hm-2·a-1,折合CO2量14.05~20.1 t·hm-2·a-1,在中龄时达到峰值,固碳能力最强,而后随着林龄增加而降低。     

西藏南伊沟林芝云杉林生物量与生产力研究

采用样地调查及标准样木收获法,研究西藏米林南伊沟成熟林芝云杉(Picea likiangensis var.linzhiensis林乔木层、灌木层、草本层、死亡木、凋落物层的生物量与生产力及其分配规律.结果表明:林芝云杉林生态系统总的生物量为367.49 t·hm-2,其中乔木层生物量最高276.64 t·hm-2,占总生物量的75.28％,其次是凋落层的生物量40.65 t·hm-2,占总生物量的11.06％.在乔木层中,干材生物量201.23 t·hm-2 (69.32％),皮25.53 t·hm-2(8.79％),枝17.80 t·hm-2(6.13％),叶3.33 t·hm-2(1.15％),根42.87 t·hm-2(14.61％).随着树木的生长,干材生物量所占比例增大,而枝、叶的比例则减小.林芝云杉林生态系统生产力为10.65 t·hm-2·a-1,其中乔木层最高5.00 t·hm-2·a-1,占总生产力的46.94％,其次为凋落层3.40 t·hm-2·a-1,占总生产力31.94％.在乔木层中仍以树干生产力最大2.58 t·hm-2 ·a-1,依次为枝(0.89 t·hm-2·a-1)、叶(0.67t·hm-2·a-1)、根(0.54t·hm-2·a-1)、皮(0.33 t·hm-2 ·a-1).     

南亚热带6种人工林凋落物的初步研究

2006年5月至2007年4月在广西凭祥市中国林科院热带林业实验中心伏波实验场,采用塑料网框收集法对米老排、西南桦、红椎、火力楠、马尾松、杉木6种人工林分凋落物的凋落量及凋落节律进行了研究,结果表明:不同树种林分凋落物的动态变化规律不同,凋落量也各异.在6种林分中,叶、杂物的凋落量以米老排最高,分别达4 748.23、1 881.07 kg·hm-2·a-1,西南桦最低,分别为2 641.32、153.88 kg·hm-2·a-1;枝凋落量以马尾松最高,达902.94 kg·hm-2·a-1,杉木最低,仅149.93 kg·hm-2·a-1.林分的年总凋落量也以米老排最高,达7 095.76kg·hm-2·a-1,西南桦最低,仅3 309.05 kg·hm-2·a-1,米老排林分的年总凋落量是西南桦的2.14倍,而红椎、杉木、马尾松、火力楠4种林分的年总凋落量比较相近,为5 555.61～5 864.87 kg·hm-2·a-1,相差不足6%.6种林分年总凋落量的差异极显著,多重比较显示,米老排与另外5个树种比较都达到了极显著差异,红椎和杉木与西南桦、火力楠、马尾松比较达极显著差异;火力楠、马尾松与西南桦比较达极显著差异.     

海南麻竹林凋落物及养分动态研究

研究了海南麻竹林凋落物量及其养分动态.结果表明:麻竹林凋落物全年总量为6 862.8 kg·hm-2.N、P、K、Ca、Mg的年归还量分别为74.847、3.264、25.921、45.924、11.902kg·hm-2,大小顺序为:N＞Ca＞K＞Mg＞P,养分总的年归还量是161.858kg·hm-2·a-1.凋落物分解失重率达95%的分解期为11.59个月,每年产生的凋落物全部归还于土壤.     

六盘山林区几种土地利用方式植被活体生物量C贮量的研究

通过野外调查测定,研究了六盘山林区天然次生林(杂灌林、山杨和辽东栎林)、农田、草地和人工林(13、18和25年生华北落叶松)植被活体生物量的C贮量.结果表明,天然次生林植被地上生物量C贮量为14.93～25.92 t·hm-2,根系为6.50～7.55 t·hm-2;人工林地上为11.97～45.39 t·hm-2,根系为6.48～7.64 t·hm-2;农田和草地地上分别为0.83和1.09 t·hm-2,根系分别为0.49和1.61 t·hm-2.植被活体生物量C年均积累量,天然次生林地上为2.97～5.15 t·hm-2·a-1,根系为1.67～2.86 t·hm-2·a-1;人工林地上为5.07～6.49 t·hm-2·a-1,根系为1.90～2.10 t·hm-2·a-1;农田与草地地上分别为0.83和1.09 t·hm-2·a-1,根系分别为1.38 和1.03 t·hm-2·a-1.在生长季,草本地上部分C积累呈逐步增长趋势,最高峰在9-10月,10月后下降.细根生物量C的积累量,天然次生林在5、6、9月较高,草地在8月份较低,农田在7和9月较高,人工林在5、9和10月较高.     

毛竹凋落叶生态化学计量特征季节变化及其对氮沉降的响应

通过设置模拟氮沉降,研究亚热带粗放经营的毛竹凋落叶C、N、P化学计量特征在1年中的动态变化及其对氮沉降的响应特征。试验设计4种处理水平:低氮(L,30 kg·N·ha~(-1)·yr~(-1))、中氮(M,60 kg·N·ha~(-1)·yr~(-1))、高氮(H,90 kg·N·ha~(-1)·yr~(-1))和对照(CK,0 kg·N·ha~(-1)·yr~(-1))。结果表明:不同水平的氮沉降处理对凋落叶的C含量、N含量和P含量的影响没有表现出明显的规律性。适度的氮沉降可以提高该区域粗放经营毛竹对N和P的利用效率。氮沉降水平、时间及其与氮沉降的的交互作用对凋落叶C含量、N含量、P含量、C:N、C:P和N:P均有显著的影响。     

尾巨桉和厚荚相思人工林细根主要营养元素贮存量及其季节动态研究

通过对广西东门林场某分场5年生尾巨桉和厚荚相思人工林细根主要营养元素(N、P、K、Ca、Mg)贮存量及其季节动态进行的研究,结果表明:尾巨桉、厚荚相思人工林细根5种营养元素贮存量随季节不同而存在差异。不同季节尾巨桉人工林细根营养元素贮存量大小次序为夏季(6.514kg·hm-2)秋季(6.452kg·hm-2)春季(5.089kg·hm-2)冬季(4.524kg·hm-2);厚荚相思人工林细根相应为夏季(13.920kg·hm-2)秋季(11.523kg·hm-2)春季(3.620kg·hm-2)冬季(2.902kg·hm-2)。     

长期施氮对暖温带油松林土壤呼吸及其组分的影响

【目的】比较长期施氮下不同氮水平间暖温带油松天然林土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率差异,揭示土壤呼吸各组分变化的主要影响因子,以期为评价区域森林长期施氮对土壤呼吸的影响提供科学依据。【方法】在山西太岳山油松天然林进行10年(2009—2018)的氮添加试验,设置4个氮添加处理:对照(CK,0 kg N·hm-2a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2a-1),于2016—2018年生长季对土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率进行监测。【结果】在长期(8～10年)施氮下,相比对照,LN、MN和HN处理的年均土壤呼吸速率分别降低21.9%、27.3%和29.1%,年均异养呼吸速率分别降低21.8%、36.6%和31.4%,而土壤自养呼吸速率未改变,土壤p H值下降0.07、0.37、0.78个单位,微生物生物量碳含量下降了11.3%、14.5%、14.7%,但长期施氮未改变土壤有机碳、全氮和细根生物量;异养呼吸速率与土壤微生物生物量碳及自养呼吸速率与细根生物量均呈显著的线性正相关(P0.01);不同处理下土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度均呈显著的指数正相关(P0.05);长期施氮可提高土壤自养呼吸的温度敏感性(Q10)(CK=2.19、LN=2.90、MN=2.86、HN=2.34),但会降低土壤异养呼吸的Q10值(CK=2.72、LN=2.23、MN=2.12、HN=2.27);土壤呼吸速率与土壤湿度的关系不显著;土壤温度和土壤湿度双因子模型可分别解释自养呼吸速率和异养呼吸速率的28.7%～42.0%(P0.05)和64.9%～78.1%(P0.001)。【结论】长期施肥未明显改变土壤自养呼吸速率。长期施氮通过抑制土壤异养呼吸使土壤总呼吸降低。长期氮添加对自养呼吸和异养呼吸Q10的影响不一致,而呼吸底物的可利用性和土壤微生物活性的变化是主要因素。为提高土壤呼吸及其组分预测模型的精度,应综合考虑细根生物量及呼吸底物的长期变化。     

岷江上游干旱河谷区人工幼林生物量与生产力研究

通过对岷江上游干旱河谷区人工林单株和林分生物量的测定,研究了人工林地上生物量、根系生物量积累及其分配,对不同树种生产力进行了比较研究.结果表明:(1)岷江柏(Cupressus chengiana)Ⅰ、岷江柏Ⅱ、刺槐(Robinia pseudoacacia)、榆树(Ulmus pumila)和辐射松(Pinus radiata)的单株生物量分别为240.3707 g、82.2402 g、37.7339 g、34.2295 g、26.6739 g,林分总生物量分别为769.186 kg·hm-2、272.215 ks·hm-2、72.297 kg·hm-2、68.87 kg·hm-3 和56.016 kg·hm-2.(2)岷江柏Ⅰ、岷江柏Ⅱ、榆树、刺槐和辐射松的根桩、粗根、中根和小根(Φ>2 mm)的根系生物量总和占单株根系生物量的百分比分别为82.87%、58.99%、76.8%、83.0%和35.79%,不同树种细根生物量(Φ<2 mm)占根系生物量的百分比大小顺序为辐射松(64.2%)>岷江柏Ⅱ(41.0%)>榆树(23.2%)>岷江柏Ⅰ(17.1%)>刺槐(17.0%).(3)林木地下部分与地上部分关系密切,回归分析表明林分根系生物量与地上生物量符合线性关系.(4)不同林分乔木层年平均净生产力大小顺序为岷江柏Ⅰ>岷江柏Ⅱ>刺槐>榆树>辐射松,岷江柏Ⅰ生产力最高,林分年平均净生产力达128.20 ke/hm-2·a-1,辐射松生产力水平最低,林分年平均净生产力只有14.00 kg·hm-2·a-1,仅为岷江柏Ⅰ的10.9%.