亚热带4种林分类型枯落物层和土壤层的碳氮磷化学计量特征

【目的】探讨亚热带森林恢复过程中枯落物层和土壤层的C,N,P含量及其化学计量比的变化规律,为阐明亚热带次生林恢复对土壤养分的影响及森林恢复提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区杉木人工纯林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林和石栎+青冈常绿阔叶林作为1个恢复系列,分别在其1 hm~2的长期定位观测样地内,沿着坡面选择6块10 m×10 m小样地,每块小样地随机设置2个1.0 m×1.0 m样方,采集地表未分解层、半分解层、已分解层枯落物和0~10,10~20和20~30 cm土层土壤样品,测定C,N,P含量并计算C,N,P的化学计量比。【结果】随着森林恢复和阔叶树比例增大,同一分解层枯落物C含量呈下降趋势,而N和P(除已分解层外)含量大体呈增加趋势;C含量随枯落物分解而下降;马尾松+石栎针阔混交林N含量表现为半分解层已分解层未分解层,杉木人工林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林表现为半分解层未分解层已分解层;南酸枣落叶阔叶林P含量表现为未分解层半分解层已分解层,杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林和石栎+青冈常绿阔叶林均表现为半分解层最高,已分解层最低(除马尾松+石栎针阔混交林外);同一分解层枯落物C∶N、C∶P和N∶P比值随森林恢复而下降;C∶N、C∶P比值随枯落物分解而下降,N∶P比值无明显变化规律;同一土层C,N,P含量随森林恢复而增加;4种林分0~30 cm土壤层C∶N和C∶P平均比值变化趋势基本一致,石栎+青冈常绿阔叶林最高,其次是马尾松+石栎针阔混交林,杉木人工林最低;4种林分0~30 cm土壤层N∶P平均比值无显著差异;未分解层枯落物C含量与0~10和0~30 cm土层C,N,P含量显著负相关,而N,P含量与0~10和0~30 cm土壤层C,N(除N外),P含量显著正相关;未分解层枯落物C∶N、C∶P和N∶P比值与0~10和0~30 cm土壤层C(除N∶P比值外),N,P含量显著负相关;枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比值与土壤层C∶N、C∶P和N∶P比值相关性不显著。【结论】随着森林恢复,阔叶树比例增大,枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比值逐渐下降,土壤层C,N,P含量增加,未分解层枯落物C,N,P含量及其化学计量比对土壤层C,N,P含量影响显著。在森林恢复和森林经营过程中,如何调整林分树种组成,改变枯落物层的质量显得十分关键。     

湘中丘陵区土壤微生物指标对土地利用方式的响应

为了探明土地利用方式对土壤微生物性质的影响,研究了湘中丘陵区6种土地利用方式(石栎+青冈常绿阔叶次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田)土壤微生物指标(微生物生物量碳Cmic、氮Nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比、土壤基础呼吸强度、土壤微生物代谢熵)。结果表明,土地利用方式明显影响了土壤Cmic、Nmic含量,6种土地利用方式各土层Cmic、Nmic含量的变化趋势基本一致,与青冈+石栎常绿阔叶林相比,毛竹林、水田土壤Cmic、Nmic含量显著提高,而杉木人工林、苗圃、农用旱地却显著下降;6种土地利用方式各土层微生物熵的变化不一致,毛竹林、苗圃、农用旱地、水田土壤微生物熵普遍高于青冈+石栎常绿阔叶林,而杉木人工林最低;水田土壤Cmic/Nmic最高(9.35以上),青冈+石栎常绿阔叶林最低;青冈+石栎常绿阔叶林土壤基础呼吸强度、代谢熵最高,水田土壤基础呼吸强度较高,代谢熵最低,表明湘中丘陵区土壤微生物生物量主要受土壤有机碳源的制约,青冈+石栎常绿阔叶林土壤具有较多活性微生物种群,有机碳利用率较低,有利于土壤有机碳的积累,水田有机碳利用率较高。     

中亚热带4种森林土壤碳、氮、磷化学计量特征

以湘中丘陵区杉木人工林(CL)、马尾松—石栎针阔混交林(PM)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、石栎—青冈常绿阔叶林(LG)为对象,研究了中亚热带森林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量特征。结果表明:同一土层SOC、TN、TP含量随着森林树种增加而增加,LG、CA 0~30 cm土层SOC平均含量显著高于CL,但与PM差异不显著,CA各土壤层TN平均含量均显著高于CL、PM,但与LG差异不显著,CA各土壤层TP平均含量显著高于CL、PM、LG;4种森林土壤SOC、TN含量随土壤深度增加而下降,呈"倒金字塔"的分布模式,但TP含量随土壤深度变化不明显,呈"圆柱体"的分布模式。LG各土壤层C:N、C:P平均比值最高,其次是PM,CA、CL最低,但4种森林同一土层N∶P平均比值差异不显著,4种森林0~30 cm土层的C∶N∶P平均比值均明显高于我国土壤C∶N∶P比值的平均值(60∶5∶1),C∶N、C∶P、N∶P比值均随土壤深度增加而下降,不同森林之间的差异也随土壤深度增加而减弱。土壤SOC、TN、TP相互之间的耦合关系显著,C∶N、C∶P比值主要受土壤SOC含量的影响,N∶P比主要受到土壤SOC、TN含量的影响,土壤C∶P比对土壤C∶N、N∶P比值影响显著。     

莲花山白盆珠自然保护区3种森林土壤养分含量比较

以莲花山白盘珠自然保护区针阔混交林、季风常绿阔叶林和山地常绿阔叶林表层土壤(0~20cm)为对象,测定了土壤pH值及主要养分含量,并应用相关分析法,探究了不同养分间的相关性。结果表明:(1)山地常绿阔叶林土壤pH值显著低于针阔混交林和季风常绿阔叶林;(2)森林土壤有机质、全氮(N)、全磷(P)、速效N、有效P含量在不同森林类型间差异显著:山地常绿阔叶林土壤有机质、全N、全P显著高于针阔混交林和季风常绿阔叶林;针阔混交林土壤速效N含量最高,但有效P含量最低;(3)3种森林土壤全N与全P含量均存在极显著相关性,但其它养分间的相关性随森林类型而异,表明森林类型对土壤养分的影响既有普遍性,又有特异性。     

莲花山白盆珠自然保护区 3 种森林土壤养分含量比较

以莲花山白盘珠自然保护区针阔混交林、季风常绿阔叶林和山地常绿阔叶林表层土壤（0~20 cm）为对象,测定了土壤pH 值及主要养分含量,并应用相关分析法,探究了不同养分间的相关性。结 果表明：（1）山地常绿阔叶林土壤pH 值显著低于针阔混交林和季风常绿阔叶林;（2）森林土壤有机质、 全氮（N）、全磷（P）、速效N、有效P 含量在不同森林类型间差异显著：山地常绿阔叶林土壤有机质、 全 N、全P 显著高于针阔混交林和季风常绿阔叶林;针阔混交林土壤速效 N 含量最高,但有效 P 含量最 低;（ 3）3 种森林土壤全N 与全P 含量均存在极显著相关性,但其它养分间的相关性随森林类型而异, 表明森林类型对土壤养分的影响既有普遍性,又有特异性。     

杉木纯林及杉木火力楠混交林林分结构及土壤养分分析

以广西南宁市郊杉木纯林和杉木+火力楠混交林为研究对象,分析杉木纯林与杉木+火力楠混交林的生长与土壤养分之间的关系差异,以期为杉木人工林的营造提供数据参考。结果表明:杉木+火力楠混交林的平均胸径、平均树高和单株材积等生长量显著高于杉木纯林;混交林的径阶集中分布范围为18~22 cm,纯林主要集中分布在12~20 cm径阶范围内;杉木混交林径级离散度为0.593 3,杉木纯林径级离散度为0.929 3,混交林分化不明显而纯林分化明显。杉木混交林与杉木纯林土壤养分含量差异显著,混交林土壤中全N、氨态N、全P、全K、速效P、速效K含量均显著多于杉木纯林,且随着土层深度的增加,土壤养分含量均逐渐减少。混交林林分结构比纯林稳定,养分含量较高。     

亚热带三种林型甲烷通量及其影响因子

利用静态箱-气相色谱法,观测中亚热带三种森林类型(杉木人工林(CL)、青冈-石栎常绿阔叶林(CG)和马尾松-石栎针阔叶混交林(PM))土壤CH4通量,及土壤温度、含水率、土壤有机质(SOC)和全氮含量等相关因子。结果表明:亚热带三种森林类型土壤CH4通量总体变化趋势相似,均表现出一定的月变化规律,冬季高、春夏季逐渐降低。其通量平均值为-1.71μg/(m2·h)(CL),-4.14μg/(m2·h)(CG)和-9.48μg/(m2·h)(PM),均表现为大气CH4的汇。土壤CH4通量与土壤温度(地表、地下5 cm和地下10cm)之间相关性显著(p0.01)。杉木林和马尾松-石栎林土壤CH4通量与土壤5 cm含水率显著相关(p0.05)。土壤CH4通量与青冈-石栎林SOC含量,杉木林、马尾松-石栎林的全氮含量的相关性显著(p0.05)。     

不同植被恢复模式土壤结构特征与健康评价

对湘西女儿寨流域不同植被恢复类型的土壤结构特征研究和健康评价的结果表明:荒草灌丛容重最高,人工林土壤容重高于天然林及混交林;对土壤孔隙状况的改善作用表现为林分类型优于荒草灌丛类型,天然林优于人工林,0~20 cm土层优于20~40 cm土层;土壤团聚体平均重量直径以油桐人工林、杜仲人工林最高,马尾松天然林、毛竹杉木混交林其次,而润楠次生林、荒草灌丛、杉木人工林较低;各层土壤团聚体分形维数值大小排序为:毛竹杉木混交林>马尾松天然林>荒草灌丛、润楠次生林>杜仲人工林>油桐人工林>杉木人工林;土壤结构健康综合评价的灰色关联分析结果表明,土壤结构以荒草灌丛最差,油桐人工林最好,其余类型介于两者之间.研究结果可为女儿寨流域及我国类似生态脆弱区的植被恢复与重建提供一定依据和参考.     

安徽中南部5种主要森林类型土壤微生物数量分析

以安徽省中南部5种森林类型为研究对象,开展了土壤微生物数量的变化特征研究。结果表明:森林土壤中各类菌群数量均呈现为细菌放线菌真菌;在同一深度的土层中,阔叶林的微生物总数最多,其次是针阔混交林,最少的为针叶林;各森林类型均有相似的垂直分布特征,即微生物数量随着土层深度的增加而减少;杉木纯林与杉木间伐林对比实验,差异不明显。     

湘中丘陵区4种森林生物量及分配特征

生物量估算是研究森林生态系统结构和功能的基础,森林生物量约占全球陆地植被生物量的90%,对维持全球碳平衡方面具有重要作用。由于人类活动的影响,我国亚热带森林类型多样,比较各森林生物量的差异和分配特征,可为评估森林碳收支提供基础数据。本研究在湘中丘陵区选择杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、马尾松(Pinus massoniana)-石栎(Lithocarpus glaber)针阔混交林、南酸枣(Choerospondias axillaris)落叶阔叶林、石栎-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林,利用各优势树种的相对生长方程和1hm2的样地数据估算森林生物量。结果表明:4种森林生物量为72.74~154.03 t/hm2,各森林之间的生物量差异极显著(P0.01),杉木林的最低(72.74 t/hm2),马尾松林的最高(154.03 t/hm2),石栎-青冈林(134.08 t/hm2)和南酸枣林(106.89 t/hm2)的居中。4种森林生物量分配中,树干生物量所占比例最高,叶生物量所占比例最低。林冠(枝、叶)生物量与树干生物量、地上生物量与地下生物量之间的关系显著,决定系数分别为0.753 9~0.989 4和0.939 2~0.993 3。因此,当仅有林分树干生物量数据时,可用生物量转换扩展系数(BEFs)估算林冠生物量和地下部分生物量,从而估算整个林分的生物量。     

杉木纯林、混交林土壤微生物特性和土壤养分的比较研究

本文于2005年5月份,在中国科学院会同森林生态实验站选择了一块15年生的杉木纯林和两块15年生杉阔混交林作为研究对象,调查了林地土壤有机碳、全氮、全磷、硝态氮、有效磷和土壤微生物碳、氮、磷、基础呼吸以及呼吸熵,比较了纯林和混交林土壤微生物特性和土壤养分.结果表明,杉阔混交林的土壤有机碳、全氮、全磷硝态氮和有效磷含量高于杉木纯林;在混交林中,土壤微生物学特性得到改善.在0(10 cm和10(20 cm两层土壤中,杉阔混交林土壤微生物氮含量分别比杉木纯林高69%和61%.在0(10 cm土层,杉阔混交林土壤微生物碳、磷和基础呼吸分别比杉木纯林高11%、14%和4%;在10(20 cm土层,分别高6%、3%和3%.但是,杉阔混交林土壤微生物碳:氮比和呼吸熵较杉木纯林低34%和4%.另外,土壤微生物与土壤养分的相关性高于土壤呼吸、微生物碳:氮比和呼吸熵与土壤养分的相关性.由此可知,在针叶纯林中引入阔叶树后,土壤肥力得以改善,并有利于退化森林土壤的恢复.     

阜新地区不同林分类型土壤肥力研究

为探究阜新地区不同林分类型的土壤肥力情况,试验以该地区6种林分(2种针叶林、2种阔叶林和2种混交林)为研究对象,分别通过测定土壤养分和土壤酶活性的相关指标对土壤肥力水平进行了分析,结果表明:不同林分类型各土壤养分及酶活性存在较明显的差异,土壤肥力综合表现以阔叶林最优,针阔混交林次之,针叶林最弱,并且灌木林和次生林优于人工林。6种林分土壤的具体肥力水平依次为山杏灌木林>蒙古栎次生林>油松+蒙古栎混交林>油松人工纯林>油松+樟子松混交林>樟子松人工纯林。     

湘西南山地主要森林类型土壤养分研究

对湘西南永州市6种主要森林类型(针阔混交林、阔叶林、湿地松林、马尾松林、毛竹林和杉木林)林地的土壤养分进行测定与分析,结果表明:针阔混交林和毛竹林的土壤有机质含量较高;针阔混交林的氮、钾元素含量高,而磷元素含量相对较低;毛竹林的速效磷含量最高;阔叶林钾、磷元素含量较高,氮元素含量相对较低;湿地松和马尾松纯林的土壤有机质...     

湘中丘陵地区4种植物群落的物种组成和数量特征

[目的]为评估和预测亚热带森林植被恢复潜力及其恢复趋势,丰富亚热带森林动态学和促进退化生态系统植被恢复进程提供参考.[方法]采用空间代替时间方法,在湘中丘陵区选取4种植物群落:檵木–南烛–满山红灌草丛(LVR)、檵木–杉木–白栎灌木林(LCQ)、马尾松–柯–檵木针阔混交林(PLL)和柯–红淡比–青冈常绿阔叶林(LCC)...     

马尾松两种林型土壤养分特征及其与凋落物质量的关系

【目的】研究土壤养分和地被层凋落物养分含量的差异,为马尾松人工林营林措施及地力维持提供科学依据。【方法】以鼎湖山两种典型林型(马尾松纯林和马尾松-黧蒴混交林)为研究对象,对比分析0~60 cm土层的土壤养分含量及地被层凋落物养分含量的差异,探索凋落物质量如何影响土壤养分。【结果】1)林型对土壤有机质、全氮和硫酸根含量有显著影响(P<0.05),对土壤全磷、交换性K+、Ca2+和Mg2+有极显著影响(P<0.01),混交林土壤养分含量(除硝态氮含量和交换性H+含量以外)均高于纯林。2)相同林型不同土层间土壤养分含量差异极显著(P<0.01),其中,土壤有机质和全氮含量随土层的加深而递减,且主要聚集在0~10 cm土层,表聚效应十分明显。3)纯林凋落物有机碳、全氮、C/N和全磷等含量高于混交林;相同林型不同分解层凋落物有机碳、全钙和全镁含量有显著差异(P<0.05),均表现为未分解层>半分解层>腐殖质层。4)土壤养分与地被层凋落物质量的RDA分析表明,0~10 cm土层土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.01),与腐殖质层C/N呈显著负相关(P<0.05);在10~20 cm土层,土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.05)。【结论】纯林的土壤养分低于混交林的主要原因是纯林凋落物具有较高的C/N和有机碳含量。     

南亚热带不同人工林对土壤理化性质的影响及土壤质量评价

[目的]探讨相同立地条件下的不同人工林对土壤理化性质的影响,为实现人工林养分的精确调控和可持续经营提供科学依据。[方法]选取在柳州沙塘林场马尾松采伐迹地上同为1987年营造的木荷、米老排、蓝果树和杉木人工纯林为研究对象,以未造林灌草地为对照,分层（0～15、15～30、30～50、50～70、70～100 cm）测定14个土壤理化性质指标,结合KMO和Bartlett球形度检验,采用主成分分析法对土壤质量进行综合评价。[结果]同种林分内,随土层加深,土壤密度递增,孔隙度、土壤有机碳、全N、碱解N、有效P含量递减。不同林分间各土壤理化性质差异明显,5种林地的土壤pH值变幅为3.94～5.12;土壤有机碳、全N、碱解N、有效P含量以及化学计量特征C:N、C:P、N:P比值均表现为：阔叶林>针叶林>灌草地;杉木林土壤的全P含量在所有林分中最低,杉木林生长可能消耗更多的磷元素;与对照灌草地相比,营造这4种人工林后使土壤全K含量明显减少,速效K（除米老排林外）也有相似规律,这种变化规律暗示了人工林对K元素的消耗量大;木荷林和杉木林土壤的p H值、全K、速效K及阳离子交换量的含量明显低...     

马尾松、桉树及其混交林土壤养分变化特征及评价

研究马尾松纯林、桉树纯林和3种不同模式混交林土壤养分含量的变化规律,并对其土壤养分状况进行主成分综合排序。结果表明：土壤有机质、全 N、全 P、水解 N、速效 P 和速效 K 皆表现为随土壤深度增加而减少,全 K 则表现相反;在各林分中,桉树纯林的土壤有机质、速效 P 含量最高,混交林次之。混交林则土壤全 N、全P 和速效 N 含量总体上大于纯林。马尾松纯林除在浅层土中速效 P 含量最高外,其他养分指标都低于桉树纯林和混交林。土壤养分综合评价为桉树纯林＞混交林 A＞混交林 C＞混交林 B＞马尾松纯林,表现为桉树纯林养分状况最好,马尾松纯林最差,与针阔树种的生长特性和凋落物养分归还能力有关。混交林中种植密度较大的混交林A 养分状况相对较好,表明其养分储存能力较好,消耗较少。而相同种植密度下,混交林 C 的林分土壤养分状况优于混交林 B。     

择伐经营后马尾松次生林阔叶树的生长与群落恢复

对千岛湖国家森林公园几种类型的马尾松次生林,实施"砍松留阔"择伐实验,以促使林下阔叶树种的恢复性生长,快速改善其群落结构和生态功能,弱化松材线虫病的威胁。观测结果表明,马尾松次生林经40%～50%强度的择伐利用6a后,林下的苦槠、石栎、青冈等地带性常绿阔叶树种呈快速的恢复性生长,林相结构得到快速恢复而形成新的森林景观。经过封禁,马尾松纯林恢复成为具有较多地带性常绿阔叶树种的松阔混交林,苦槠和石栎的重要值超过20%,林分密度达250株·hm-2;而以马尾松为主的针阔混交林则快速向常绿阔叶林演替,乔木层中苦槠的重要值和林分密度提高了近1倍。分析表明,对马尾松次生林的科学择伐经营,不仅显著增强了松林的生态功能,而且还增加了中间收入,是一种简单易行、成本低、效果好的林相改造措施。     

湘中丘陵区石栎-青冈栎常绿阔叶林土壤钾含量空间异质性及其影响因子研究

钾(K)是植物生长的必需元素之一,土壤中K含量主要受多种因素的影响。由于森林经营活动和树种组成不同,森林土壤中K含量差异性较大,表现一定的空间异质性。本研究在1hm2石栎-青冈栎常绿阔叶林样地内的10 m×10 m小样地中心位置,分采集0~10、10~20和20~30cm层的土壤样品,测定土壤中K元素含量,用地统计学理论分析土壤K含量空间变异特征,研究土壤K含量与土壤其它养分元素(有机C、N、P)、地形因子(海拔、凸凹度和坡度)和凋落物量之间的关系。结果表明:0~30 cm土壤K含量平均值为28.04 g/kg,为中等变异强度,具有明显的空间异质性。除20~30cm土层中K含量符合线性模型外,0~10\10~20土层和0~30 cm土层K含量符合球状模型分布,各土层土壤K含量具有较强的空间自相关性。0~10、10~20、20~30 cm和0~30 cm土层中K含量的空间自相关变程范围分别为37.51、25.38、39.78和28.92 m,土壤K含量有较小的空间异质性尺度。各土层K含量随地形的变化趋势较为明显,表现为斑块状空间分布,低值出现在中下部的山脊,高值出现在上部山脊和西南角的部分沟谷。土壤K含量与海拔高度、土壤粘粒含量呈显著的正相关,K含量的空间异质性主要受成土母质和地形等结构因素影响。     

川西低山丘陵区主要人工林土壤有机碳密度研究

基于森林土壤碳清查的方法,研究了川西低山丘陵区马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、巨桉(Eucalyptus grandis)和柏木(Cupressus funebris)人工林土壤的有机碳密度,结果表明,4种人工林土壤各层有机碳含量介于(4.34±0.75)～(23.41±2.75)g·kg-1,并随土壤深度的增加而降低;马尾松、杉木、巨桉和柏木人工林1 m深度内土壤平均有机碳密度分别为(79.9±10.0)、(125.9±21.2)、(145.4±22.1)和(157.9±29.2)t·hm-2;柏木混交林的土壤有机碳密度显著增加,柏木-栎针阔混交林和柏木-慈竹混交林的土壤有机碳密度分别为(187.9±16.0)和(158.6±15.4)t·hm-2.