杉木人工林间伐后林下植被养分动态的研究──Ⅰ.林下植被营养元素含量特点与积累动态

杉木林林下植被的生长与发育,对林地地力的恢复具有重要意义．通过对定位试验地杉木人工林林下植被营养元素的分析,研究了杉木林间伐后林下植被营养元素含量与积累状况．结果表明;营养元素在植物不同器官中的含量是不同的;问伐区灌木层和草本层植物中大量元素和微量元素的积累量大于对照区,草本植物中营养元素积累的增长幅度不如灌木层植物大;间伐后林下死地被物中大多数营养元素含量和积累量均有所增加．     

间伐后杉木人工林生态系统生物产量的动态变化

对间伐后杉木人工林生态系统生物产量的动态变化的研究结果表明：间伐后生态系统生物量由对照的１８０．０５ｔ／ｈｍ２减少至１５６．５８ｔ／ｈｍ２,减少１３．０４％．系统生物量的减少主要是因为乔木层林木株数、生物量减少所致,乔木层生物量由对照的１７３．８７ｔ／ｈｍ２减少至１４２．７４ｔ／ｈｍ２,减少１７．９０％;但单株木的生物量增加了６４．０７％,尤以枝、叶和根增长迅速;林下植被生物量、死地被物生物量也大大超过对照林分,分别是对照的３．２５倍和１．９３倍     

间伐对杉木人工林生态系统碳贮量及其空间分配格局的影响

对间伐5年后的湖南会同杉木人工林生态系统碳贮量及其空间分配格局进行了研究。结果表明:(1)无论是间伐区还是对照区,单株杉木各器官的碳贮量以及乔木层各组分的碳贮量均与其生物量成正比,且均以树干的碳贮量最高,分别占单株杉木碳贮量和乔木层碳贮量的65.63%和64.99%以上,但间伐区单株杉木各器官碳贮量和乔木层各组分碳贮量的大小排序均与对照区有所不同。(2)间伐后,单株杉木的碳贮量增加了48.96 kg,增长了62.91%;但乔木层碳贮量下降了17.37%,减少了15.56 t.hm-2;林下植被碳贮量增加了1 399.42 kg.hm-2,增长了230.94%;杉木林生态系统的碳贮量减少了20.824 t.hm-2,下降了11.73%;其中植被层碳贮量减少了14.162t.hm-2,下降了15.70%,土壤层减少了8.61 t.hm-2,下降了10.09%,死地被物层增加了1.948 t.hm-2,增长了93.34%,且杉木林生态系统中碳贮量的空间分布格局发生了一定的变化。表明间伐可导致杉木人工林生态系统各组成部分的碳贮量及其空间分布格局发生不同的变化。     

杉木人工林间伐后林下植被生物量的研究

对杉木人工林间伐后林下植被生物量的变化进行测算分析,结果表明,间伐以后,由于林下空间环境因子的变化,植被生物量大量增加,为对照区的3.25倍其中灌木生物量增加273.5％,由对照区占林下植被总生物量的79.78％,提高到91.75％.且灌木种类增多,并尤以层外植物较多.其生物量占灌木生物量的50.25％;草本生物量增加32.49％;林下死地被物生物量达9100kg／hm2,比对照区增加92.80％。     

不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征

为弄清不同林龄杉木人工林的养分积累分配特征,为人工林丰产的经营管理提供科学依据。利用会同杉木林7、11、16、20和25年生时测定的林分乔木层生物量和杉木体内养分含量数据,对7、11、16、20和25年生不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征进行研究。结果表明:N、P、K、Ca、Mg在同一林龄杉木各器官中的含量均为:树叶>枝>皮>根>干。不同林龄时,同一营养元素在相同器官的含量不一样。林分11年生以前,各器官养分含量随林龄增加而增加,11年生以后则随林龄增加而下降。积累在乔木层的各元素量多少排序是:N>Ca>K>Mg>P,各养分元素积累量随着林龄增加而增加。养分积累量在不同器官分配上:叶>枝>皮>干>根。各器官养分积累量随着林龄的增加而增加,其养分积累增加的速率,皮>干>根>枝>叶。各器官的养分积累量分配比例随林龄变化而变化。研究显示:不同林龄的林分乔木层养分积累和分配主要受不同林龄时生产量、不同器官的生产量和杉木体内养分含量控制,而且杉木生长规律和不同生育阶段对养分的需求也影响养分积累和分配过程。     

杉木人工林间伐后林下植被养分动态的研究 Ⅱ.土壤营养元素含量的变化与植物的富集系数

杉木人工林间伐后,掌握其土壤营养元素含量的变化情况及植物的富集系数对促进人工林养分良性循环和维护林地生产力具有重要意义．采用定位研究方法,分析了会同县杉木人工林间伐区和对照区土壤营养元素含量．结果表明：间伐区土壤中大量营养元素含量由对照区的３０．０８ｇ／ｋｇ降为２７．５０ｇ／ｋｇ,下降９．３８％,微量元素含量变化不大,但因间伐后林下植被大量增加,它们对补充林地养分和养分的生物循环具有积极意义;植物种类不同,其富集系数则不同,就是同一植物,它对各元素的富集系数也是不同的．     

短期间伐对杉木人工林生态系碳储量的影响

间伐迫使林分环境改变,影响林分生长、生物量及碳储量,准确评估杉木人工林短期间伐后碳储量变化对碳汇林业的发展具有重要意义。在贵州榕江县开展了4种间伐处理{T00[未间伐(0.0%),1 800株·hm-2]、T11[轻度(16.7%),1 500株·hm-2]、T22[中度(33.3%),1 200株·hm-2]和T33[强度(50.0%),900株·hm-2]对18年生杉木人工林碳储量及其组分分配影响的研究。结果表明:经间伐3 a后杉木人工林乔木层碳储量随间伐强度增加而减小,T00、T11、T22和T33样地依次为194.32、174.39、153.74和125.12 t·hm-2,T33、T22和T11较T00降低了35.61%、20.88%和10.25%,T33间伐强度显著低于对照T00;杉木林下植被层碳储量随着间伐强度的增加而显著增加,占生态系统总碳储量的0.24%~1.98%;对其凋落物层碳储量无显著差异;杉木林地土壤有机碳储量随着间伐强度的增大也是逐渐增大,且有机碳储量在不同间伐处理间差异显著,除对照与轻度不显著外。间伐第三年杉木人工林生态系统总碳储量与凋落物现存量、土壤层和林下植被层碳储量呈负相关关系,且与林下植被层碳储量呈显著负相关;短期间伐后杉木人工林生态系统碳储量随着间伐强度的增加而逐渐降低,T00、T11、T22和T33样地分别为294.16、282.65、279.24和273.31 t·hm-2,T33与T00样地差异显著,表明间伐3 a样地仍处于恢复期,杉木人工林短期间伐试验会降低生态系统总碳储量。     

间伐对杨树人工林凋落物及养分归还量的影响

为了了解间伐对杨树大径材生长的影响,按人工林不同间伐方式和强度设计了4种间伐处理,分别为对照、30％强度的下层伐(下层30％)、50％强度的下层伐(下层50％)、50％强度的机械伐(机械50％),探讨了不同间伐处理对杨树人工林凋落物及其养分归还量的影响.结果表明,不同间伐强度显著影响林分凋落物及其养分归还量,凋落物及养分归还量均随间伐强度的增大而降低;凋落物中5种营养元素含量及归还量大小为Ca＞K＞N＞Mg＞P;4种处理的凋落物及养分归还月动态变化趋势均为8-11月最多,分别占年归还总量的76.48％ ～79.68％和80.35％～90.46％.该研究结果为杨树人工林的林分结构调控提供参考.     

杉木人工林养分循环的研究——(二)丘陵区速生杉木林的养分含量、积累速率和生物循环

丘陵区速生杉木林是我国南方扩大栽杉形成的一个新的人工林生态系统。在其生产结构和生理功能方面,与中心产区杉木人工林生态系统有明显的差异性。本文以桂中丘陵地带一个典型的速生杉木人工林为研究对象,经过试验控制和三年定位观测,在获得大量数据的基础上,对以下五个方面问题作较为详尽的分析。即:(1)杉木各器官养分含量的变化规律;(2)速生杉木林的养分积累与分配;(3)林分生产力和养分积累速率;(4)营养元素的归还;(5)养分的生物循环。试验结果对丘陵区杉木人工林的经营管理、施肥和抚育间伐等具有参考价值。     

第二代杉木人工林生物量的研究

根据湖南会同生态站１０ａ的定位实测数据，对第二代杉木人工林的生物量进行了研究．结果表明：第二代１０年生杉木林的生物量为６３．８３ｔ·ｈｍ－２，年净生产力为１０．９１ｔ·ｈｍ－２，干和根的增长幅度大体持平；生态系统生物量分配为乔木层＞草本层＞灌木层＞死地被物层．该项研究可为杉木连栽造成的影响提供基础数据．     

杉木人工林枯损枝叶营养特点的研究

为了系统地研究杉木人工林的栽培营养，对５、１０、１５、１９上生不同地位指数（１４、１６、１８）的杉木枯损枝叶的生物量培养、养分含量、养分积累和分布进行研究，结果表明：杉木枯损枝叶包括保留在树体上的未凋落和在地面上的已凋落两个部分，在研究杉木林分枯损枝叶时不可忽视未凋落部分。枝叶总枯损量随地位指数的提高而增加，随林龄的变化是在１０年生时最大，１５年生以后随林龄增加又有一定增加。杉木枯损枝叶中养分的总     

坡位对杉木×闽粤栲混交林和杉木纯林养分积累的影响

选择福建省建阳范桥国有林场16年生杉木×闽粤栲混交林与杉木纯林为研究对象,对不同坡位不同林分养分积累量进行分析对比。结果表明:上坡立地条件下,杉木纯林乔木层N、P、K养分积累量均大于杉木×闽粤栲混交林。中坡和下坡林分乔木层养分积累量则表现为混交林大于杉木纯林。不同林分乔木层养分积累量均占整个林分养分积累总量的90%以上,且表现为N>K>P和下坡>中坡>上坡。上坡杉木纯林的灌木层和草本层N、P积累量均大于混交林,下坡林分的灌木层N、P、K养分积累量均表现为杉木×闽粤栲混交林大于杉木纯林。不同林分凋落物的N和P的积累量均大大超过草本层和灌木层的积累量。     

不同栽杉代数29年生杉木林净生产力及营养元素生物循环的研究

对南平溪后２９年生杉木林不同连载代数林分生物量、净生产力及营养元素生物循环的研究结果表明：随连载代数增加，林分总生物量下降，林分净生长量及乔木层净生长量占林分净生长量比例均有明显降低，生态系统中营养元素贮量减少，乔木层营养元素吸收量、存留量和归还量均下降，但林下植被层营养元素吸收量、存留量和归还量则明显增加，林分的营养元素吸收量、存留量和归还量却增大。不同代数杉木林营养元素总的循环速率为２代（０．     

不同立地条件楠木人工林养分研究

通过调查分析福建省顺昌县埔上国有林场不同立地条件、相同经营措施的37年生楠木人工纯林的养分状况,结果表明:楠木人工林生态系统中,除铜元素外,其他各养分元素的平均含量随林分立地质量的下降而减小,Ⅱ类地楠木人工林中生态系统各营养元素的平均含量比Ⅲ类地的高4%(镁)~66%(钾),比Ⅳ类地的高19%(铜)~121%(钙);营养元素的积累量随林分立地质量的下降而显著减小,Ⅱ类地上楠木人工林中大量养分元素的总积累量为1 723.940 kg.hm-2,分别是Ⅲ、Ⅳ类地的1.84倍和3.91倍,微量养分元素的总积累量为58 172.535 kg.hm-2,分别是Ⅲ、Ⅳ类地的2.12倍和3.6倍,楠木对土壤中养分元素的富集能力是不一样的。总的趋势为Mn>N>P>Zn>K>Cu。其中叶对各元素的富集能力较强,干材对各元素的富集能力较弱。     

秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征

秦岭脱齿栎林、油松林和华山林（包括０－６０cm土层）营养元素总贮量达２９．２５００－３９０．１７３９t.hm^-2，其大小为锐齿栎林＞华山松＞油松林，土壤中营养现贮量占系统总量的９３．１０％－９９．３９％，植被层和凋落物层仅占０．５７％－３．００％和０．１０％－１．９９％；３林分乔木层生物量、木材蓄积量和营养元素积累量平均值分别为１２０．４８３t.hm^-2,129.384m^3.hm^-2和１２２６．９kg.hm^-2，锐齿栎林＞油松林＞华山松林。３林分林下植被层生物量现存量和营养元素积累量平均值分别为１．５５３t.hm^-2和５３．１kg.hm^-2，锐齿栎林最大，华山松林最小。林下凋落物现存量和营养元素积量平均值分别为１７．４７５t.hm^-2和５０２．５kg.hm^-2，３林分凋落物现存量、营养元素含量及其积累量都存在明显的差异。锐齿栎林、油松林和华山松林营养元素年吸收量、归还量、存留量和平均归还率分别为３３．４、１４７．２和２６４．３，１９５．６、６６．９和８４．１，１３８．８、８０．４和１８０．２kg.hm^-2和０．５８５、０４５４和０．３１８，３林分各营养元素的年吸收量，归还量和存留量也存在一定的差异，锐齿栎林干和皮中Ｃa和Ｍg含量远远高于油松林和华山松林的，锐齿栎林多代连作势必导致营养元素的大量流失，特别是Ｃa和Ｍg，会破坏土壤原有离子动态平衡，引起林地土壤理化性质改变，林地生产潜力逐渐下降。     

闽北36年生栓皮栎人工造林效果调查

对福建省浦城县36a生栓皮栎人工造林效果进行了调查研究。结果表明,栓皮栎人工林具有较高的林分生产量,林分总生物量达266.560t/hm~2,乔木层为257.149t/hm~2;林分平均树高20.4m,平均胸径19.5cm,蓄积量达201.87m~3/hm~2。与杉木人工林相比,栓皮栎人工林具有良好的土壤结构和较强的养分供应能力。其表层土壤>0.25mm水稳性团聚体含量比杉木人工林高9.99％,土壤有机质含量比杉木人工林高0.695％。栓皮栎人工林还具有良好的水源涵养能力,林分总持水量比杉木人工林高10％。