经营管理对森林土壤有机碳库影响的研究进展

森林土壤有机碳库在全球碳循环及减缓气候变暖中发挥着重要作用。施肥、火烧、采伐、林下植被管理、覆盖等营林措施改变了森林生态系统的生产力,显著影响了森林土壤的碳输入和碳输出。综述了主要营林措施对森林土壤有机碳库的影响及其机制,并探讨今后的研究重点。总体而言,施用有机肥、有机无机肥配施及生物质炭添加均可提高土壤有机碳含量。氮肥对土壤有机碳含量的影响存在增加、降低和无影响3种结果;火烧对土壤有机碳的影响取决于火烧后恢复时间、火烧温度、火烧强度、土层深度等因素;皆伐通过改变土壤温度、含水量、有机碳来源等因素,导致森林土壤有机碳含量下降;而间伐对土壤有机碳的影响则与间伐强度有关;去除林下植被及凋落物加快了土壤有机碳的分解,但林下植被的替代与添加则会提高土壤有机碳含量;覆盖提高了土壤有机碳含量,但导致有机碳稳定性下降。随着研究方法和观测手段的不断发展,今后应深入研究营林措施对土壤碳形态、结构和转化过程的影响;同时,更多关注人为管理和气候变化对森林土壤碳库产生的叠加效应。     

近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分。研究森林经营对土壤有机碳的影响对于应对气候变化下的森林经营有重要意义。该文以东北近天然落叶松云冷杉林地为对象,研究不同层次（0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm）的土壤有机碳含量和有机碳密度、间伐的影响及其与其他土壤特性的关系。结果表明:①近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳含量平均值为51.11 g/kg,0～60 cm土壤剖面有机碳密度为27.20 kg/m2;②土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但采伐强度不同其减少程度不同;③间伐强度对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响不显著,间伐20年后不同间伐强度间土壤有机碳含量和有机碳密度没有明显的差异;④土壤有机碳含量与土壤密度呈显著或极显著负相关,而与土壤含水量呈显著或极显著正相关;⑤不同土层中,土壤有机碳含量和有机碳密度与土壤pH值和土壤N、P、K全量和有效量的相关性不尽一致。在整个土壤剖面,除土壤pH以外,土壤有机碳含量和有机碳密度与土壤N、P和K的全量和有效量均呈显著或极显著正相关。      

中度火干扰下不同火烧时间对喀纳斯泰加林土壤有机碳的影响

土壤碳是高纬度地区森林生态系统最大的碳库,是森林生态系统碳循环的重要组成部分,土壤碳库发生微小的变化,都会对全球碳循环产生重要的影响。因此,研究中度火干扰后不同火烧时间对喀纳斯泰加林土壤有机碳的影响对掌握泰加林土壤碳循环具有重要意义。本文采用野外调查、采样及室内分析的方法,对喀纳斯不同火烧迹地的土壤有机含量进行测定并估算碳储量,研究中度火干扰下不同火烧时间对土壤有机碳含量及碳储量的影响。结果表明:中度火干扰下不同火烧时间的火烧迹地中土壤有机碳含量及碳储量均与对照土壤存在显著差异,且有机碳含量及碳储量均随着火烧后恢复时间的延长逐渐恢复并超过火烧前水平。     

经营干扰对森林土壤有机碳的影响研究概述

陆地碳循环与全球气候变化之间的相互关系是当前环境问题研究的核心内容之一.森林是陆地生态系统中最大的有机碳的贮库,是陆地生态系统中重要的碳汇和碳源,且和人类的活动息息相关.结合国内外农、林业研究成果,就施肥、耕作、栽培方式、森林采伐和森林火灾等因素对森林土壤有机碳的影响进行了评述.初步认为:施用有机肥和矿质肥料,对土壤有机碳储量有很大的提高作用;对耕作土壤应该采取保护性措施,降低耕作强度或采取免耕覆盖、作物残留物管理、降低夏季休闲等措施使农业土壤由碳源转变为碳汇;由于土地开垦引起土壤有机碳的损失,因此对不适宜长期持续性耕作的土地和因植被破坏退化严重的土地,采取改变土地利用方式,植树种草,恢复和保护多年生植被.通过人为管理措施,科学地利用和保护有限的土地资源,减缓土壤中温室气体排放,增加土壤有机碳的截存,提高土壤质量.参41     

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异.以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响.结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0-20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P＜0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系.根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30％,轮伐期为45a.     

土壤有机碳损失机制研究进展

土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库,土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,由于其储量巨大且性质较为活跃,其产生的任何微小变化都将对全球气候产生影响。近年来,土壤有机碳在全球碳循环、气候变化及农业发展等领域备受关注。因此,明晰土壤有机碳的损失机制对于应对气候变化、生态环境保护及农业可持续发展等具有重要意义。本文主要从自然和人为两大方面对土壤有机碳的损失机制进行探讨,其中自然因素主要由气候变化(温度、降水、CO₂浓度)、土壤侵蚀(水蚀、风蚀)引起的土壤有机碳损失;人为因素主要由土地利用/覆被类型的变化(将富含有机质的森林、草地和湿地土壤转变为农田土壤)以及农田管理措施(耕作、施肥)引起的土壤有机碳损失,最后根据国内外学者的研究结论和思路提出建议与展望,以期为土壤有机碳损失的进一步研究提供理论依据。     

采伐对小兴安岭森林沼泽土壤碳质量分数和碳密度的影响

为了研究不同采伐强度对小兴安岭森林沼泽土壤碳质量分数和碳密度的影响,选取兴安落叶松(Larix gmelinii—油桦(Betula ovalifolia)—修氏苔草(Carex schmidtii沼泽、兴安落叶松—油桦—笃斯越橘(Vaccinium uliginosum)—藓类沼泽和兴安落叶松—狭叶杜香(Ledum palustre var.angustum)—泥炭藓(Sphagnum magellanicum)沼泽3种森林沼泽类型,利用Elementar vario MACRO元素分析仪测定土壤碳的质量分数,并计算土壤碳密度.研究结果表明:采伐对土壤碳质量分数和碳密度的影响因森林沼泽类型和采伐强度的不同而不同,不同土层受到采伐的影响也存在差异.在碳质量分数方面,采伐一般使兴安落叶松—油桦—修氏苔草沼泽土壤层的碳质量分数有所降低,且随着采伐强度的增大降低幅度加大;采伐改变了兴安落叶松—油桦—笃斯越橘—藓类沼泽土壤层碳质量分数的分布格局,但对其土壤碳质量分数影响不大;择伐既改变了兴安落叶松—狭叶杜香—泥炭藓沼泽各土壤层碳质量分数的分布格局,也提高了深层土壤碳的质量分数;皆伐对土壤碳的质量分数及其分布格局的影响规律与择伐相类似,但未达到显著水平.对0～50 cm土体的碳密度而言:相对于对照样地,兴安落叶松—油桦—修氏苔草沼泽择伐后减低1.9％,皆伐后降低40.6％;兴安落叶松—油桦—笃斯越橘—藓类沼泽择伐后降低8.8％,皆伐后降低18.3％;兴安落叶松—狭叶杜香—泥炭藓沼泽择伐后增加27.3％,皆伐后降低25.7％.     

土壤有机碳库与其影响因素研究进展

土壤有机碳库是陆地生态系统重要的碳库,对全球温室效应及生态环境有重要的影响,是国内外碳循环的研究焦点.土壤有机碳库的研究在陆地碳循环机制和全球碳收支平衡研究中具有重要意义.综述了国内外对土壤有机碳库储量和研究方法的研究,并从气候、土壤性质等自然因素与土地利用/覆盖、农业管理等人为因素综述土壤有机碳库的影响因素,展望了土壤有机碳库的研究方向.     

阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量对采伐强度的响应

  目的  采伐是影响森林植被固碳能力最主要的森林管理方式之一。目前对异龄复层混交林植被碳储量和碳增量对采伐干扰的响应规律尚缺乏足够的认识。本研究旨在揭示不同强度采伐下阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量的动态变化,为合理选择采伐强度,促进阔叶红松林“固碳增汇”提供理论依据。  方法  在吉林蛟河天然阔叶红松林内建立轻度（胸高断面积平均采伐强度17.3%）、中度（34.7%）、重度（51.9%）采伐以及对照（不采伐）样地,对样地内所有胸径大于1 cm的乔木进行连续监测,比较不同采伐强度下保留木、进界木、枯死木碳储量的变化,以及采伐对不同径级树木碳增量的影响,探究采伐干扰后林分碳储量恢复的一般规律和限制因素。  结果  采伐10年后,轻度采伐样地内的乔木地上碳储量已经恢复到伐前水平并超过对照样地,而中度和重度采伐造成的碳储量损失在短期内难以恢复,分别需要约22年和44年才能恢复到伐前水平。乔木地上碳增量在4个采伐强度中有显著差异。轻度采伐使得林分碳年增量显著高于对照,而重度采伐却明显降低了碳增量的增速。这是因为尽管采伐显著提高了林分保留木和进界木的生长量,但高强度采伐造成的林内环境变化、树木受伤等增加了样地内树木的死亡率,使得净碳增量较低。采伐对小径级树木（胸径小于20 cm）的生长（碳增量）有显著的促进作用,而大径级树木（胸径大于30 cm）的碳增量在不同采伐处理之间没有显著影响。将采伐强度与碳增量进行拟合,得到采伐强度为28.4%时碳储量年增量达到最大值。  结论  从本研究结果来看,阔叶红松林的采伐强度在15% ~ 30%是较为合理的。轻度到中度的采伐尽管在短期内会引起植被碳储量一定程度的降低,但通过对林分结构进行调整,加速了保留木和进界木的生长,使得碳增量较快。同时,胸径在20 ~ 30 cm的树木对整个林分的碳增量贡献最大,生长潜力也较大,意味着森林经营时应特别考虑保留这一径级的树木。总之,采伐强度的设定应综合考虑木材生产、生态系统恢复、森林植被碳汇功能等多种因素。      

呼中林区不同森林采伐方式对林火的长期影响模拟

采用空间直观景观模型（LANDIS）模拟大兴安岭呼中林区在无采伐和皆伐、二次渐伐和择伐共4种预案下300年内森林可燃物与林火特征的变化。结果表明：采伐降低了森林细可燃物的载量,但不同采伐方式之间没有明显的差别;采伐增加了粗可燃物的载量,皆伐方式增加最明显;采伐导致了林火面积和火烧频率的增加,增加了森林的起火可能性,择伐...     

杉木人工林土壤有机碳和微生物特征及其影响因素的研究进展

土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,其稳定、增长或衰减都与大气二氧化碳变化密切相关。土壤微生物作为森林生态系统不可或缺的一部分,参与了有机物分解和土壤物质转化过程,在维持土壤质量中起着重要作用。近年来对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤的研究主要集中在杉木凋落物分解、土壤养分周转、土壤微生物特征等方面,尤其是高通量测序技术的广泛应用,使杉木林土壤有机碳和微生物特征的研究取得了较多重要进展。本研究对杉木林土壤有机碳的碳库特征、活性、稳定性和土壤微生物的群落结构与多样性及其影响因素的研究进展进行了综述,并提出了未来杉木林土壤有机碳与土壤微生物的研究方向。参79     

侵蚀及土地利用管理方式改变对土壤有机碳的影响

土壤侵蚀是重要的环境公害,侵蚀造成土壤有机碳的大量迁移、转化和流失,产生严重的环境问题,相关机理研究尚不清楚。阐述了水蚀和风蚀两种主要方式对土壤有机碳库的影响,侵蚀和二氧化碳温室气体排放的关系。介绍了林地转为农田、草地以及草地转为农田等土地利用方式的改变对土壤有机碳库的影响,免耕提高土壤固碳能力。提出了控制侵蚀,减少土壤碳流失的措施。     

不同利用方式土壤有机碳及其组分研究进展

概述了湿地、林地、草地、耕地等不同利用方式下土壤有机碳及其组分的研究进展,指出了不同土地利用方式下有机碳含量随深度增加而降低,原生植被有利于土壤有机碳的保持;热量充足、湿度适宜、物种丰富地区的土壤有机碳含量最高,高寒草地的有机碳库最为稳定。人类活动对有机碳组分变动的贡献率远大于自然因素。耕地土壤有机碳及其组分的研究对解释土壤有机碳的周转机理有重要意义,未来应重视长期施肥管理措施改变对土壤有机碳及组分的影响研究。     

不同利用方式土壤有机碳及其组分研究进展

概述了湿地、林地、草地、耕地等不同利用方式下土壤有机碳及其组分的研究进展,指出了不同土地利用方式下有机碳含量随深度增加而降低,原生植被有利于土壤有机碳的保持;热量充足、湿度适宜、物种丰富地区的土壤有机碳含量最高,高寒草地的有机碳库最为稳定。人类活动对有机碳组分变动的贡献率远大于自然因素。耕地土壤有机碳及其组分的研究对解释土壤有机碳的周转机理有重要意义,未来应重视长期施肥管理措施改变对土壤有机碳及组分的影响研究。     

经营措施对森林生态系统碳储量影响的研究进展

基于国内外相关研究成果,回顾与分析了树种选择、施肥、延长轮伐期、间伐和收获对森林植被碳储量、凋落物碳储量和土壤有机碳含量的影响,认为目前有关经营措施对森林生态系统碳储量的影响机理研究仍然比较模糊,还需要进行长期的跟踪研究。     

森林生态采运技术存在的问题分析及解决对策

正森林生态采伐指的是严格遵循生态学原理,对森林合理分区规划,开展一系列森林经营活动,有机结合森林资源的利用和保护,最终促使森林资源可持续发展的目的得到实现。新时期下,森工技术要想获得发展,必然需要对新型采运技术深入研究。1森林生态采运技术理论1.1采伐方式目前,一般有四种森林采伐方式,分别是主伐、抚育间伐、低产林改造和更新采伐,其中,又可以用皆伐、渐伐、择伐三种方式来划分主伐。要紧密结合当地的实际情况,合理选     

采伐对森林土壤呼吸影响的研究进展

土壤呼吸是大气二氧化碳(CO₂)重要的来源，采伐作为森林经营的常规活动之一，是影响森林土壤呼吸的重要人为干扰措施。开展有关采伐对森林土壤呼吸影响的研究对更好地理解森林碳循环和应对全球气候变化具有重要的科学意义和应用价值。本研究将采伐分为2类:皆伐和部分采伐(择伐、渐伐、间伐和更新采伐等)。分别综述了皆伐和部分采伐对土壤呼吸影响的代表性研究成果，讨论了皆伐和部分采伐对土壤呼吸的主要影响机制，总结了当前采伐对森林土壤呼吸及其组分与土壤温度敏感性(Q₁₀)的影响并对未来研究提出展望。目前采伐对土壤呼吸的研究主要集中于:①采伐强度对土壤呼吸影响的方向和幅度；②皆伐或部分采伐后土壤呼吸随时间变化的动态特征及受土壤温度等环境因子的影响；③皆伐或部分采伐对土壤呼吸组分的影响；④皆伐或部分采伐对Q₁₀的影响；⑤皆伐或部分采伐对土壤呼吸的影响机制。主要结论为:①因采伐强度、采伐措施、采伐剩余物的处理、气候类型、森林类型和植被恢复时间的不同，采伐的影响效果呈现不同的变化规律；②采伐往往导致土壤自养呼吸减少，异养呼吸增加，土壤总呼吸表现为两者相抵的程度，这种影响会随植被恢复程度的提高而减小；③采伐后短期内Q₁₀有不同的变化规律，长期往往会下降。未来关于采伐对森林土壤呼吸影响的研究应集中于土壤呼吸组分及其温度敏感性对采伐的响应，同时应结合不同强度采伐、不同植被恢复阶段、其他营林措施和大气CO₂浓度上升等全球变化因子，探讨采伐对区域土壤呼吸及组分的影响，更好地理解采伐对森林生态系统碳循环的影响机制。表2参89     

采伐强度对阔叶红松林生态系统碳密度恢复的影响

  目的  通过对不同采伐强度干扰阔叶红松林生态系统碳密度的估算,探讨其伐后30年的恢复状况,解析采伐强度、生态系统各组分碳密度及其与林分结构间的关系,为以生态系统碳汇功能提升和物种多样性保护等为目标的森林经营提供科学依据。  方法  以汪清林业局不同采伐强度干扰的阔叶红松林为对象,通过对未采伐和Ⅰ级（30%）、Ⅱ级（40%）、Ⅲ级（50%）、Ⅳ级（60%以上）、Ⅴ级（皆伐）采伐强度干扰林分植被、枯落物和土壤特征的调查和样品采集与测试分析,系统估算其植被、枯落物和土壤的碳密度,并对比分析其差异,以及他们之间及其与采伐强度、林分结构之间的关系。  结果  虽经30年的恢复,因采伐强度的显著负效应影响,阔叶红松林的植被碳密度仍显著低于对照,但在除皆伐外的其他采伐强度之间已恢复至无差异水平。虽然伐后林分乔木层碳密度的小径级和中小径级林木比例有一定程度的增加,但仍无法弥补40 cm以上大径林木的碳密度损失;幼树和草本植物的碳密度受采伐强度的影响不显著;灌木植物的碳密度与采伐强度呈极显著的正相关,但仅皆伐干扰显著增加。皆伐干扰显著降低了枯落物和B层土壤的碳密度,而其他采伐强度的土壤碳密度则因B层的增加而整体接近或高于对照林分。与对照相比,皆伐和Ⅰ、Ⅱ级采伐强度干扰的生态系统碳密度显著降低,Ⅲ、Ⅳ级采伐强度干扰的生态系统碳密度则分别恢复为与之接近和略高。生态系统碳密度的组成以土壤的碳密度占比最高,冠下植被和枯落物的碳密度合计不足生态系统碳密度的3%。采伐强度对树高均匀度指数、胸径香农指数和胸径均匀度指数的负效应仍显著,林分结构对乔木层碳密度产生了显著的正效应,对灌木植物碳密度为显著的负效应。受采伐的强烈负效应影响,乔木层碳密度与灌木植物的碳密度、枯落物碳密度、草本植物丰富度,以及枯落物碳密度与土壤碳密度和草本植物丰富度间均存在显著的相关关系。  结论  阔叶红松林伐后30年,除皆伐干扰外的生态系统碳密度已基本接近或超过未采伐林分,碳密度的恢复主要源于土壤相对快速的累积,而植被的碳密度损失还尚需一定时间的恢复。采伐强度、生态系统各组分碳密度及其与林分结构间存在着显著的相关关系,主要动因为采伐负效应引起的林分结构改变,导致了乔木层、冠下植被、枯落物和土壤的联动变化。      

林火干扰对广东省杉木林土壤有机碳及其组分的影响

目的定量研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳及其组分的影响,揭示林火干扰对森林生态系统土壤有机碳及组分的变化规律,以期为森林土壤碳循环和碳过程研究提供科学参考。方法以广东省杉木林为研究对象,采用相邻样地比较法,以野外调查采样与室内实验分析为主要手段,在森林生态系统水平上,定量测定不同林火干扰强度对土壤有机碳密度、土壤有机碳组分含量和细根生物量的影响,探讨林火干扰对土壤有机碳密度、土壤有机碳组分含量和细根生物量的影响机制。结果林火干扰对杉木林的土壤有机碳密度、土壤有机碳组分含量和细根生物量均有影响,土壤有机碳密度与土壤有机碳组分含量变化趋势表现为对照 > 轻度林火干扰 > 中度林火干扰 > 重度林火干扰。轻度林火干扰对土壤有机碳密度的影响差异不显著（P > 0.05）,而中度和重度林火干扰则显著降低了土壤有机碳密度（P < 0.05）。杉木林土壤细根生物量均低于对照样地,变化趋势为重度林火干扰 > 中度林火干扰 > 轻度林火干扰,轻度林火干扰只显著降低了土壤表层细根生物量（P < 0.05）,而中度和重度林火干扰则显著降低了土壤表层和浅层细根生物量（P < 0.05）。结论林火干扰减少了土壤有机碳密度,减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小。不同林火干扰强度后,土壤有机碳组分含量总体随林火干扰强度增加沿土壤剖面递减的幅度呈下降趋势。通过分析林火干扰后土壤碳密度的分布格局及影响机制,可为林火干扰后生态系统碳汇管理以及定量评价林火干扰对森林生态系统碳库的影响提供参考依据。      

关于提高森林采伐调查设计精度和效率的探析

随着森林采伐集约化程度的不断提高,森林采伐设计规程规定的允许设计误差也由过去的±10%调整为现行的±5%,森林采伐依法实行限额管理,如果因采伐设计原因导致伐后出材量及采伐面积超出允许误差,设计者将依法承担责任.特别是集体林改制后,以户为单位进行采伐,采伐指标相对分散,对森林采伐调查设计精度要求越来越高且影响工作效率,因此,对从事森林采伐设计的工作人员提出更高的技术水准,如何提高森林采伐调查设计精度成为摆在每个采伐设计工作者面前的重要课题。