养分缺乏下外源有机酸对暗棕壤磷有效性及落叶松幼苗吸收积累磷的影响

用不同比例A1和B层暗棕壤混合(A1∶B=1∶2)制造土壤养分缺乏条件,栽植落叶松幼苗,通过模拟我国东北林区代表性森林凋落物淋洗液中有机酸的种类和数量,系统研究养分缺乏下,不同浓度外源有机酸对暗棕壤磷有效性和落叶松幼苗吸收、运输磷素养分的影响及机理,以探讨利用有机酸提高养分缺乏下落叶松幼苗抗土壤贫瘠能力的可行性及机制。结果表明,A1层与B层混合土壤速效磷含量降低,落叶松幼苗根系和叶片磷累积量和磷吸收效率降低,但磷利用效率增加。外源有机酸处理后,混合土壤的速效磷含量有不同程度提高,3种有机酸的作用强弱表现为琥珀酸>柠檬酸>草酸,一般以浓度5.0mmol/L和处理20d时提高效果最显著。有机酸不同程度提高了根系和叶片的磷累积量和磷吸收效率,但降低了磷利用效率。有机酸对磷累积量和磷吸收效率的提高程度因处理时间、有机酸浓度和种类而异:对于根系,20d和30d的结果高于10d,叶片则为10d和20d的结果高于30d,说明处理前期磷被吸收后向叶片的转移量较多,而后期则更多地在根中积累;3种有机酸大多在浓度为10.0mmol/L时提高幅度最大;不同有机酸的促进程度为琥珀酸>柠檬酸>草酸。因此,外源有机酸能通过提高落叶松幼苗对养分缺乏土壤中磷的吸收能力,促进磷的积累,进而提高苗木对养分缺乏土壤的耐性和适应能力。     

苹果酸/盐对暗棕壤磷有效性及林木吸收磷的影响

模拟森林凋落物淋洗液中苹果酸/盐浓度范围,研究不同浓度苹果酸/盐对风干暗棕壤中磷有效性的影响及机制,同时采用盆栽试验,在自然暗棕壤中对苹果酸/盐提高磷的有效性进行验证,并探讨苹果酸/盐对落叶松和水曲柳幼苗吸收运输磷素养分的影响。结果表明：苹果酸/盐溶液显著促进A1层和B层风干暗棕壤磷的活化,释放量随浓度增加而增大,但B层释放效应较弱。对A1层和B层风干暗棕壤磷的释放作用苹果酸盐强于同浓度的苹果酸,因此推断,苹果酸/盐促进暗棕壤磷释放的主要机理在于苹果酸阴离子反应。苹果酸/盐对暗棕壤磷的释放具有累加性,土壤磷释放量主要由苹果酸阴离子累积载荷量决定,以苹果酸盐加入时,磷释放量Y与苹果酸阴离子累积载荷量X间回归方程为：Y=-0.0005 X2＋0.1929 X＋1.8192,R2=0.959 3,初步估算森林凋落物层溶出的苹果酸/盐对暗棕壤A1层的磷释放量为3.04kg/（hm2.a）,约相当于当地中龄林年吸收磷量的1/4～1/3。自然暗棕壤中的添加试验也证实,合适浓度苹果酸/盐对提高暗棕壤中磷的有效性具有积极作用。苹果酸/盐还促进落叶松和水曲柳幼苗对磷的吸收运输,以1.0mmol/L或5.0mmol/L浓度时影响最显著,且苹果酸盐的作用强于苹果酸的。     

低分子有机酸/盐对森林暗棕壤铁的释放效应

模拟森林凋落物淋洗液中草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐的浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提等系列实验,结果表明,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤铁具有活化作用,活化作用大小因有机酸/盐种类、浓度和土壤性质而异。随着低分子有机酸/盐浓度的增加,A1层和B层暗棕壤活化释放的铁也逐渐增多。pH 5.16的低分子有机盐溶液对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的相应低分子有机酸,即柠檬酸盐>柠檬酸,草酸盐>草酸,因此推断草酸盐和柠檬酸盐溶液促进暗棕壤铁活化释放的机理主要在于低分子有机酸阴离子的配位反应。柠檬酸/柠檬酸盐对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的草酸/草酸盐,即柠檬酸>草酸,柠檬酸盐>草酸盐,这主要与柠檬酸对铁较强的络合能力及较大的离解常数有关。A1层与B层相比,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐均对B层暗棕壤释放的铁量较高。另外,低分子有机酸对暗棕壤铁的释放并不是一次就能完成的,第一次以后的连续4次浸提仍源源不断释放出数量可观的铁。     

暗棕壤中低分子有机酸的吸附与生物降解研究

低分子有机酸在森林生态系统中普遍存在,在根际和多种成土过程中发挥重要作用,但有机酸发挥作用的能力和效率与其在土壤中的吸附与降解等行为关系密切。本文研究了草酸、柠檬酸和苹果酸等低分子有机酸在森林暗棕壤A1层和B层的吸附及生物降解行为,结果表明,低分子有机酸加入到暗棕壤后迅速被土壤固相颗粒所吸附,其中对草酸的吸附远强于柠檬酸和苹果酸,三种低分子有机酸在暗棕壤A1层的吸附率强于B层;草酸、柠檬酸和苹果酸加入到森林暗棕壤后还能迅速被微生物降解,其中对草酸的降解远低于柠檬酸和苹果酸,暗棕壤对草酸较强的吸附作用可能是其生物降解率较低的主要原因,且三种低分子有机酸在A1层暗棕壤中的生物降解率高于B层。     

有机酸释放暗棕壤磷素养分中显色时间对磷测定的影响

向磷标准溶液中加入不同浓度草酸和柠檬酸溶液,并用不同浓度草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐浸提暗棕壤,分别用森林土壤磷测定的标准方法(简称"土显法")、水和废水中磷的钼蓝比色法(简称"水显法")做显色的时间序列,探讨上述过程中显色时间对磷测定的影响,确定磷的最佳测定方法和显色时间。结果表明,用"水显法"测定时,较低浓度(柠檬酸≤0.6mmol/L,草酸≤0.4mmol/L)有机酸不影响磷标准溶液显色;较高浓度时(柠檬酸≥7.2mmol/L、草酸≥2.8mmol/L)影响严重,延长显色时间对消除影响已不起作用;上述浓度内,延长显色时间能有效消除其影响,且有机酸浓度越高所需时间越长。用"土显法"测定时,影响磷标准溶液显色的有机酸浓度低于"水显法",所以,"水显法"测定效果强于"土显法",特别是较高浓度有机酸处理下。用草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐浸提A1层和B层暗棕壤时,对于浸出液中磷的测定,"水显法"效果也明显强于"土显法",应优选"水显法"测磷,当有机酸浓度≤10.0mmol/L时直接测定,20mmol/L时则稀释2倍后测定,显色时间均定为15min。     

有机酸和磷对两种污染土壤铅的释放作用研究

用土壤培养和化学浸提法研究了不同低分子量有机酸和磷对污染土壤中铅释放的影响。结果表明,随有机酸浓度增加,铅污染红壤、棕壤中可溶出铅量均增加。当供试有机酸浓度≥1mmol·L-1时,相同浓度有机酸溶出铅量为柠檬酸〉乙酸〉草酸;当有机酸浓度≤0.5mmol·L-1时,溶出铅量为草酸〉柠檬酸〉乙酸。将2g·kg-1磷及50mmol·kg-1有机酸与铅污染红壤以不同方式混合后,柠檬酸处理的溶出铅比率（在污染土壤中加入P、有机酸后溶出铅含量与单加有机酸溶出铅含量之比）为66%（先加有机酸再加磷）、58%（有机酸与磷同时加入）、70%（先加磷再加有机酸）,草酸处理（方式同上）的溶出铅比率为90%、89%、94%,乙酸处理（方式同上）的为10%、8%、10%。铅污染棕壤上,以上处理的溶出铅比率分别为106.46%、104.43%、105.19%（柠檬酸）;43%、48%、58%（草酸）;38%、42%、55%（乙酸）。供试条件下,红壤最低溶出铅比率低于棕壤。     

柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤磷的释放效应及机制

模拟森林凋落物淋洗液中柠檬酸/柠檬酸盐浓度范围,设计了不同浓度柠檬酸/柠檬酸盐一次性和多次连续浸提系列实验,柠檬酸(阴离子)载荷量为0~200 mmol/kg。结果表明,柠檬酸/柠檬酸盐显著促进A1层暗棕壤磷的活化释放,磷释放量随浓度升高大致呈线性增加,但B层释放效应较弱。pH5.16柠檬酸盐解磷效率高于同浓度柠檬酸,因此推断,凋落物中柠檬酸(盐)促进暗棕壤磷释放的主要机理在于柠檬酸阴离子反应。柠檬酸盐对暗棕壤磷的释放具有一定的累加性,磷释放量主要由柠檬酸阴离子累积载荷量决定,而与其加入方式关系不大;柠檬酸盐加入时,磷释放量Y(mg/kg)与柠檬酸阴离子累积载荷量X(mmol/kg)间回归方程为Y=-0.0011X2 0.5187X-0.1391,R2=0.9980。仅以凋落物层溶出柠檬酸量进行估计,由此增加的A1层暗棕壤磷释放量为0.32 kg/(hm2.a),约相当于中龄林年吸收磷量的1/23~1/36,其实际作用不可忽视。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

低分子量有机酸对石灰性土壤有机磷组成及有效性的影响

为探索提高土壤磷素有效性的途径,采用室内培养的方法,研究不同有机酸对土壤速效磷含量及有机磷组分的影响。结果表明,添加有机酸后土壤速效磷含量发生显著变化,其中草酸处理下土壤速效磷含量显著高于其他处理,而柠檬酸和苹果酸对土壤速效磷含量具有抑制作用,其活化量为负值;随着培养时间的延长,速效磷含量缓慢降低。速效磷含量随着草酸浓度的升高而升高,随着苹果酸、柠檬酸浓度的升高而降低;有机酸处理后,土壤活性、中活性、中稳性有机磷升高,高稳性有机磷降低,这说明有机酸能促进土壤有机磷由有效性低的形态逐步向有效性高的形态转化,其中草酸的作用效果总体上较柠檬酸和苹果酸强。     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

天然林保护与林权改革

保护天然林,对于生态脆弱的山西来讲,是扭转生态环境恶化的重要措施,是控制水土流失、涵养水源的有效途径,是保护生物多样性的重大举措。以大同市为例,论述了林权制度改革对天然林生态质量的影响。根据林改实际,从政策调控、加强管理、金融支持、宣传教育等方面提出了建议。     

退耕还林中"经济林"和"生态林"的概念和比例问题

剖析了“经济林”和“生态林”在森林学和退耕还林政策中的不同含义，在总结不同学者认识的基础上，结合对西北退耕还林地区以及安徽砀山县的考察，讨论了国家退耕还林政策所规定的“经济林”和“生态林”的比例问题。分析表明：我国在森林学和国家退耕还林政策中的经济林、生态林的概念，需要进一步明确；退耕还林政策中的生态林与经济林比例一刀切的做法是不可取的；许多地区的实践经验表明，种植经济林同样可以兼顾生态和经济社会效益的提高，并有利于退耕还林工作的持续实施。因此，应当在条件允许的地方，适当扩大经济林的比例，并力图通过经济林的发展，在确保生态效益提高的同时，达到促进农民经济增收和社会稳定的目的。     

森林与坡面产流研究

20世纪以来，森林与坡面产流的研究取得长足进展，尤其是在我国研究得比较深入与广泛。观测实验仍然占绝对优势，径流小区实验仍是最广泛采用的方法。森林对坡面产流机制、坡面流态、产流量、产流过程、产流I临界值、地表径流与地下径流分割都有影响，以及森林枯落物层对径流都有重要影响。同时，坡面产流模型在森林水文学领域得到了应用。     

天然次生林和人工毛竹林水文生态特征比较

对浙江庙山坞自然保护区天然次生林和人工毛竹林的水文生态特征进行了定位观测研究.结果表明:天然次生林具有较高的林冠截留作用.总林冠截留是人工毛竹林的2.40倍,林冠截留率和产生穿透雨与茎流的最小次降雨量都大于人工毛竹林;天然次生林枯枝落叶层具有较高的截持水能力,其最大蓄水潜力是人工毛竹林的1.88倍;天然次生林的水土保持能力较好,其中人工毛竹林的地表径流是天然次生林的1.92倍,径流泥沙含量高达3.82倍;天然次生林和人工毛竹林降雨分配情况都可以用数学模型模拟,具有较高的相关性与显著性水平.     

北京十三陵不同林分枯落物层和土壤层水文效应研究

对北京十三陵林场4种林分枯落物层及土壤层进行了初步研究.结果表明:①侧柏林枯落物的总蓄积量为3.67 t/hm2,最大持水量为8.54 t/hm2.有效拦蓄量为9.83 t/hm2;油松林枯落物的总蓄积量为12.44 t/hm2,最大持水量为20.45 t/hm2.有效拦蓄量为26.75 t/hm2;黄栌林枯落物的总蓄积量为12.29 t/hm2,最大持水量为21.81 t/hm2,有效拦蓄量为26.67 t/hm2;黄栌、油松混交林枯落物的总蓄积量为13.27 t/hm2,最大持水量为21.10 t/hm2,有效拦蓄量为27.29 t/hm2;②未分解层枯落物10 h基本达到饱和.半分解层在8 h已经达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln(t)+6;枯落物在浸水的0.5 h内吸水速率最大,4 h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=ktn.③油松林土壤层持水能力最强,为206.9 t/hm22,黄栌、油松林土壤层的持水能力最差,为130.2 t/hm2,并利用幂函数对入渗速率和入渗时间进行拟合.     

Forest conversion and provision of ecosystem services in the Brazilian Atlantic Forest

The importance of quantifying existing ecosystem services, assessing the impacts of various land use decisions and ultimately evaluating the overall costs and benefits of different land use patterns having internalized ecosystem services, is now widely recognized and such work is at the forefront of current landscape management planning. We aim to quantify ecosystem services derived from different land uses within the Atibainha Reservoir catchment in Brazil, determine the spatial distribution of ecosystem services and quantify the impacts of land use changes on the provision of ecosystem services. Four ecosystem services were considered: carbon sequestration, mitigation of sediment delivery into the reservoir, purification of water and maintenance of soil fertility. Results indicate strong increase in the provision of ecosystem services among the main land uses in the following order: urban area/bare soil; pastures; plantation of eucalyptus and native forests. The most important services provided by native forests, when compared with bare soil, were carbon sequestration and prevention of sedimentation, with an additional 864 569 tons of carbon stored in forest biomass in 30 years, and prevention of 244 511 tons of sediment delivery into the reservoir per year, respectively, from 7624 ha of lands around the reservoir. Spatial variation in the provision of ecosystem services were mapped to develop a tool to support decision making at the landscape scale. Results and maps from the decision support tool can support policies that ensure effective land‐use planning and can serve as the basis for the development of payment for ecosystem service schemes in the region. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

论森林与土壤保持

本从森林土壤抗蚀性，林木根系对土壤固持作用，森林改良土壤作用，降低径流侵蚀力等方面论述了森林防止土壤侵蚀的良好功能，并从森林覆盖率，林地利用方式等与土壤侵蚀的关系阐明了森林的保土作用，对充分认识森林的水土保持作用，推动森林的保护和绿化事业具有重要意义。     

农林间作对防风固沙林生长量的影响

黄淮海平原的沙地立地条件差,防风固沙林和农田防护林常因生长不良而达不到预期的防护作用,难以消除风蚀对农业生产的影响。在白榆人工林内进行的农林间作试验表明:不同的间作类型和不同的间作年限,均对防风固沙林的生长有显著影响;连续间作1～5年,林木年均高生长可提高40.43％～78.7％,胸径年均生长量可提高25.71％～89.11％,一般连续间作3～4年,林木即可进入稳定生长期,而以造林后的前两年作用最大;不同的间作物作用不同,比较理想的间作物是油菜、花生、豆类等低秆作物。     

森林采伐对林地表层土壤主要特征及其生态过程的影响

森林采伐是森林经营过程中的一类常见作业,而森林重要生态过程都离不开林地表层(土壤及覆盖物),为此,理解和把握森林采伐对林地表层的影响对于合理经营和管理森林生态系统,实现生态系统的可持续发展等具有重要意义。本文在简单回顾了采伐对森林组成、结构及其功能的影响基础上;介绍了森林采伐对林地表层温度、湿度、土壤结构、pH值、养分(C、N、P、S)等理化特性的影响;分析了土壤生物对森林采伐的反馈过程;阐述了森林采伐对林地水文、C、N转化等生态过程的作用。最后,从研究方法、研究目标和研究内容三个方面提出森林采伐影响林地表层研究的发展趋势,指出森林采伐的边缘效应和空间异质性;森林采伐后土壤生物的响应;森林采伐后的水、C、N转化和循环等生态过程及其耦合作用是目前及今后研究的三大热点。     

北京市八达岭林场森林生态系统健康性评价

以野外实地调查为基础．在可操作性、科学性、可比性、可接受性原则指导下，采用复合结构功能指标法对八达岭林场各小班林分物种多样性、群落层次结构、郁闭度、灌木层盏度、年龄结构、林分蓄积量、土壤侵蚀程度、病虫害危害程度进行健康评价并划分4个等级，在林分尺度上森林的理想结构可简单表述为复层、异龄、混交林结构，具有比较发达的灌木层和草本层，并且具有较高的生物多样性和生物生产力。这样的结构具有较高的稳定性、抗干扰性和活力。是健康森林群落的理想结构，以此为八达岭林场森林健康经营提供科学的理论依据。