氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响

为研究森林土壤呼吸速率和纤维素酶活性对氮沉降增加的响应,以福建三明沙县官庄林场12年生杉木人工林为研究对象,设置了N0、N1、N2和N3四个水平,N沉降量以氮素计依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1,对其林地土壤表层(0-20 cm)、中层(20-40 cm)和底层(40-60 cm)土壤进行了为期3 a的模拟氮沉降试验。结果表明:氮沉降抑制了林地表层土壤的呼吸作用,但明显促进了中层和底层土壤的呼吸作用。在N1、N2和N3处理下,林地表层土壤呼吸速率分别降低了28.34%、2.04%和15.31%,而中层土壤土壤呼吸速率分别增加了53.44%、62.22%和20.20%,底层土壤呼吸速率分别增加了117.46%、42.72%和72.86%。氮沉降在初始的2 a内使森林土壤纤维素酶活性提高,而在第3年,N1和N2处理对土壤纤维素酶活性的促进作用减弱,N3处理则显著降低了土壤纤维素酶活性。总体上看,经N1、N2处理后,土壤呼吸速率与土壤纤维素酶活性存在正相关性,而N3处理下两者的关系不显著。     

氮沉降对杉木人工林土壤有机碳和全氮的影响

通过野外模拟试验,研究氮沉降增加对杉木人工林土壤有机碳、全氮及C/N比的影响。试验设计为4种处理,分别为N0(0 kg.hm-2.a-1)、N1(60 kg.hm-2.a-1)、N2(120 kg.hm-2.a-1)、N3(240 kg.hm-2.a-1),每处理重复3次。以尿素[CO(NH2)2]作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。通过2 a的处理后发现,随着氮沉降水平的增加,土壤有机碳呈下降趋势,而全氮含量则不断上升,致使土壤C/N比降低。     

氮沉降对杉木林土壤有效氮和磷含量的影响

为探究长期氮沉降对土壤有效氮和磷含量的影响,以亚热带杉木人工林为研究对象,研究10 a 氮沉降对杉木人工林土壤有效氮、磷含量的影响,并探讨干、湿季土壤有效氮、磷含量对氮沉降的响应动态。试验分为对照(0 kg?hm－2?a－1)、低氮(60 kg?hm－2?a－1)、中氮(120 kg?hm－2?a－1)、高氮(240 kg?hm－2?a－1)4种处理模拟氮沉降试验,结果表明,随着施氮量的增加,土壤铵态氮、硝态氮和有效氮含量呈上升趋势,并且铵态氮和硝态氮表现出明显的季节动态。土壤pH值和NH＋4－N/NO－3－N值随着施氮量增加而降低,有效磷的含量在中氮处理中最高, N/P值均在一个较高的水平范围。     

模拟氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响

  目的  模拟氮沉降和磷添加对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤呼吸的影响,对调控杉木林土壤碳循环提供科学依据。  方法  以10年生杉木林为研究对象,共设置9个处理水平[对照(ck)、低氮(N₃₀:30 kg·hm?2·a?1)、高氮(N₆₀:60 kg·hm?2·a?1)、低磷(P₂₀:20 mg·kg?1)、高磷(P₄₀:40 mg·kg?1)、低氮低磷(N₃₀+P₂₀)、低氮高磷(N₃₀+P₄₀)、高氮低磷(N₆₀+P₂₀)、高氮高磷(N₆₀+P₄₀)],探讨了大气氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响。  结果  施加氮磷没有改变杉木林土壤呼吸的季节性变化。单独施氮促进了杉木林土壤呼吸作用,高氮水平(N₆₀)对土壤呼吸的促进最显著(P＜0.05);单独施磷促进了杉木林土壤呼吸作用,高磷水平(P₄₀)对土壤呼吸的促进最显著(P＜0.05);氮磷复合作用下低氮高磷(N₃₀+P₄₀)对杉木林土壤呼吸的促进作用最为显著(P＜0.05)。相关分析发现:土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著正相关(P＜0.01),与土壤湿度呈极显著负相关(P＜0.01),低氮低磷水平下(N₃₀+P₂₀)土壤温度敏感性系数(Q₁₀)高于对照。  结论  氮沉降和磷添加均对杉木林土壤呼吸有促进作用,氮磷复合作用下对杉木林土壤呼吸的促进作用更为显著,其中高氮低磷的促进作用最为显著。图1表2参46     

模拟氮沉降对常绿阔叶林土壤有效氮形态和含量的影响

【目的】研究不同氮沉降处理对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤NH_4~+-N和NO_3~--N分布及其含量的影响。【方法】设置对照(CK,0g/(m~2·年))、低氮(L,5g/(m~2·年))、中氮(M,15g/(m~2·年))和高氮(H,30g/(m~2·年))4个氮沉降水平,从2013年11月开始,每15d进行1次模拟氮沉降,于2014年5月和11月采集0~20cm土层土样,并测定土壤铵态氮、硝态氮含量和pH值等理化指标,分析不同氮沉降处理土壤NH_4~+-N和NO_3~--N与其他理化指标的相关性。【结果】无氮沉降背景下(CK),华西雨屏区常绿阔叶林土壤无机氮含量为14.66~16.97mg/kg,NO_3~--N占无机氮含量的59.46%。夏季土壤中NH_4~+-N含量较高,而冬季土壤中NO_3~--N含量较高。模拟氮沉降降低了土壤的pH值,并且随着氮沉降量的增加,pH下降作用更明显。各处理不同土层土壤NO_3~--N和NH_4~+-N含量随着氮沉降量的增加而增大,表现为CKLMH。模拟氮沉降促进了土壤NO_3~--N和NH_4~+-N的累积,且0~10cm土层累积作用明显高于10~20cm土层。各氮沉降处理土壤NO_3~--N、NH_4~+-N与全氮、有机质、体积含水量之间均存在显著(P0.05)或极显著(P0.01)相关性。【结论】模拟氮沉降使华西雨屏区常绿阔叶林土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量增加,土壤pH值减小。     

生物炭对杉木人工林土壤氮素的影响

为探讨不同类型生物炭对杉木人工林土壤氮素形态的影响,以福建省三明市莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林为研究对象,选择2种不同类型生物炭(竹炭和木炭),研究其对杉木人工林土壤不同形态氮素的影响。结果表明:2种生物炭对土壤全氮含量影响较小且主要集中于表层,施炭处理1 a后,土壤水解氮含量均有显著提高,但从第2年开始水解氮含量逐渐下降,在第3年水解氮含量与对照无显著差异;2种生物炭对土壤无机态氮含量影响差异较小,竹炭处理的土壤无机氮含量有所增加,而木炭处理的则多为下降。施炭处理分别与发育阶段、土壤层次对土壤水解氮含量有明显的交互影响。生物炭对杉木不同发育阶段影响为:幼龄林>中龄林>老龄林。竹炭对土壤改良作用优于木炭。     

模拟氮沉降对樟树人工林土壤酶活性的影响

为探究氮沉降对亚热带森林土壤酶活性的影响,在樟树人工林中开展了野外模拟氮沉降试验。试验设置对照[CK,0 kg/(hm~2·年)]、低氮[N1,30 kg/(hm~2·年)]和高氮[N2,60 kg/(hm~2·年)]3种氮处理,分别在施氮前期(3个月)、中期(6个月)、后期(12个月)采集土壤样品,测定土壤酶活性。结果表明,与对照组相比,在0～10 cm土层,过氧化氢酶活性在3个月和12个月后受高氮沉降的显著促进作用;淀粉酶活性在施氮6个月和12个月后受氮沉降的显著促进作用;受氮沉降影响,蔗糖酶活性在施氮12个月后显著提升。在10～20 cm土层,过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶活性受氮沉降的影响不显著。从施氮时间来看,氮沉降对酸性磷酸酶活性的影响表现为先促进后抑制,在施氮后3个月时,0～10 cm土层酸性磷酸酶活性受低氮沉降的显著促进作用;在施氮后6个月时,10～20 cm土层酸性磷酸酶活性被氮沉降抑制。氮沉降对脲酶活性的影响则相反,在施氮后3个月时,10～20 cm土层脲酶活性受到显著抑制;在施氮后12个月时,0～10 cm土层脲酶活性受氮沉降的显著促进作用,10～20 cm土层脲酶活性仅受高氮沉降的显著促进作用。土壤蔗糖酶活性与淀粉酶活性呈极显著正相关关系,与脲酶活性呈显著正相关关系,土壤酸性磷酸酶活性与脲酶活性呈显著负相关关系,表明不同土壤酶活性之间的相关性存在差异。     

林窗改造对马尾松人工林土壤有效氮的影响

为探寻适宜的林窗改造面积,提升马尾松人工林的土壤肥力与可持续经营能力,以马尾松人工林7个不同面积林窗和林下土壤为研究对象,利用土壤化学分析的方法,研究林窗边缘和林窗中央土壤团聚体(粒径<0.25 mm,0.25～1.00 mm,1.00～2.00 mm,>2.00 mm)有效氮中铵态氮和硝态氮的分布规律.结果表明:总体...     

模拟氮沉降对杉木人工林凋落物氮素含量及归还量的影响

以亚热带杉木人工林为研究对象,开展4种水平的模拟氮沉降处理,分别为N0(对照)、N1(60kg/hm2.aN)、N2(120kg/hm2.a N)、N3(240kg/hm2.a N),每处理重复3次。通过对凋落物进行为期2年的监测后发现,氮沉降使落叶中的氮含量显著增加;凋落物其它组分中的氮含量对氮沉降的响应不敏感,处理之间没有显著差异。与对照(N0)相比,N2和N3处理分别使凋落物氮归还量增加10.9%和32.6%,而N1处理对氮归还量的影响不显著。氮素归还量还表现出一定的季节变化动态,虽各处理之间不尽相同,但总的来说,在2月份和5月份出现两个比较明显的峰值。     

氮沉降对杉木人工林凋落物微量元素含量的影响

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,分别为N0(对照)、N1、N2、N3,N沉降量依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1。通过对凋落物的化学分析发现,4种微量元素在凋落物各组分中的年平均含量大小表现为Fe>Mn>Zn>Cu。氮沉降处理,尤其是中低水平的氮沉降(N1、N2)明显增加了凋落叶中Mn、Fe元素的含量,但在一定程度上降低了Zn元素含量。各微量元素在1 a中出现2个养分归还高峰期,第1次峰值大都出现在4月份,但第2次峰值出现的时间不一致。经N0、N1、N2、N3处理,Cu元素的年归还量分别为8.69、8.99、9.79和8.77 g.hm-2;Mn元素年归还量分别为244.91、293.95、278.68和200.99 g.hm-2;Zn元素年归还量分别为40.08、42.92、44.73和38.63 g.hm-2;Fe元素年归还量分别为459.00、614.09、598.81和406.28 g.hm-2。相对于N0处理,N1、N2处理表现出提高凋落物Cu、Mn、Zn、Fe元素归还量的正作用,而N3处理表现为负作用。     

杉木人工林空间分布格局时空变化分析

杉木Cunninghamia lanceolata是中国南方主要用材树种,研究其空间分布变化规律对杉木生产经营具有重要意义.在福建顺昌县选择3块立地条件基本一致的杉木人工纯林的(国家森林资源连续清查)固定样地(分别位于低、中、高海拔),将杉木生长分为2个阶段:幼树(5 cm≤胸径＜10 cm)和成年树(胸径≥10 cm),于2003年和2008年调查了样地内杉木(胸径≥5 cm)的胸径并记录其坐标.采用Ripley's K(r)函数改进的L(r)函数,双相关函数g(r)和角尺度Wi分析杉木空间分布格局的时空变化.3块样地角尺度分析W分别为0.494 - 0.578,0.465～0.477,0.426～0.601.研究表明:海拔对杉木林的空间分布格局无影响.从L(r)和g(r)函数曲线可看出,成年树普遍低于幼树,也即更趋于随机或均匀分布,因此,不论初始分布如何,随着时间的推移都有聚集分布向随机分布转变、随机分布向均匀分布转变的趋势.     

杉木人工林区域群体密度的变化规律

以种群生命表及生存分析理论为基础,编制杉木人工林区域群体生命表,绘制存活曲线、死亡率曲线、消失率曲线及生存曲线,分析区域群体密度动态变化趋势.结果表明:杉木人工林区域群体密度随龄级的增加而降低,幼龄群体密度较大,群体密度变化呈倒“J”型.群体密度动态变化指数Vpi=0.005％,群体增长的潜力有限,趋近于稳定型;存活密度曲线趋于DeeveyⅢ型;群体死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,均在第1-4龄级阶段骤降,而后缓慢上升并保持在较低水平;生存分析证明,杉木人工林区域群体表现出前期锐减、中后期平稳减少直至衰退的变化规律;谱分析结果显示,杉木人工林区域群体密度除受基波影响外,还展现出一定程度的小周期波动.     

不同造林密度下杉木人工林的氮储量与分配格局

[目的]探明杉木人工林氮储量及其分配格局与造林密度的关系。[方法]以不同造林密度(1 800、3 000、4 500株·hm~(-2))杉木人工林为研究对象,探讨其乔木层地上部分、林下植被层、枯枝落叶层和根系氮储量及分配特征。[结果]杉木人工林乔木层和枯枝落叶层氮储量随着造林密度的增大而提高,而林下植被层和根系氮储量则随造林密度的增大呈先升后降的趋势。乔木层地上部分是杉木人工林氮储量的主体,造林密度为1 800和3 000株·hm~(-2)的杉木人工林氮储量表现为:乔木层地上部分>根系>林下植被层>枯枝落叶层;4 500株·hm~(-2)林分则表现为:乔木层地上部分>根系>枯枝落叶层>林下植被层。氮储量在乔木层各器官以及各径级根系中的分配相对分散,没有明显的主体。造林密度对乔木层宿存叶和宿存枝氮储量分配格局具有重要影响,但对乔木层其他器官和各径级根系氮储量分配格局的影响不明显。[结论]在一定造林密度范围内,杉木人工林乔木层地上部分和枯枝落叶层氮储量随造林密度的增大而提高,而林下植被层和根系氮储量随造林密度的增大呈先升后降的趋势。     

不同造林密度下杉木人工林的生物量与分配特征

[目的]探究不同造林密度杉木人工林林分生物量差异及其分配特征。[方法]以不同造林密度(1 800、3 000、4 500株·hm~(-2))12年生杉木人工林为研究对象,通过生物量收获法分析林分不同组分生物量及其分配特征。[结果]随着造林密度的增大,杉木人工林平均树高及平均枝下高呈逐渐上升趋势,而胸径则呈下降趋势。杉木树干、树皮及宿留枯死枝叶、不同径级树根、凋落物层生物量均随着造林密度的增大呈上升趋势,而林下植被层生物量则呈下降趋势。高密度林分有利于杉木树干、树皮、宿留枯死枝叶、粗根及凋落物层生物量的分配;低密度林分则有利于枝叶、大根、细根及林下植被层生物量的分配。[结论]在一定密度范围内,杉木人工林林分生物量随着造林密度的增大而逐渐提高。     

不同发育阶段杉木人工林林下植被的多样性

为揭示不同发育阶段杉木人工林林下植被多样性的变化规律,对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林（幼龄林、成龄林和过熟林）林下植被的种类、数量、丰富度、盖度、高度等指标进行调查。结果表明：不同发育阶段杉木人工林林下植被物种丰富度（ S）差异不大,个体丰富度（ N）差异较大,表现为成龄林（478个）＞过熟林（308个）＞幼龄林（223个）;幼龄林林下植被以玉叶金花等耐阴树种占优势,成龄林及过熟林中网脉酸藤子、毛冬青等喜阳植物重要地位明显上升,在各发育阶段均处于优势地位的物种如裸花紫珠、杜茎山、狗脊蕨、江南卷柏等,可以考虑作为恢复林分物种多样性的启动物种;随着林分的发育,林下植被Simpson指数（ D）、 Shannon-Wiener指数（ H）、 Pielou均匀度指数（ J′）和生态优势度指数（ DMc ）均表现为先升高后降低的趋势。可见林下植被的物种多样性与杉木林分的生长发育阶段密切相关,及时进行抚育间伐是提高杉木人工林林下植被物种多样性和维持生态系统稳定性的有效途径。     

中龄和老龄杉木人工林凋落物量及养分归还

为揭示中龄和老龄杉木人工林在凋落物量及养分归还方面的差异,对福建省南平市王台镇溪后村安曹下16年生和88年生杉木人工林进行了2 a的研究。结果表明,16年生和88年生杉木人工林年均凋落物量分别2 879.2、3 070.3kg.hm-2,凋落物各组分中落叶和落枝所占比重较大,16年生杉木人工林在杉木部分凋落量大于88年生,其它组分凋落量均小于88年生。2个林分凋落物养分含量各组分大小顺序基本表现为:N>K>P,16年生和88年生杉木人工林N、P、K年归还量分别为27.693、1.160、3.703 kg.hm-2和33.280、1.907、6.369 kg.hm-2。16年生和88年生杉木人工林凋落物量分别在2007年2月、11月,2006年11月以及2007年5月表现出2个明显峰值,2个林分N、P、K归还量动态变化趋势大致与各自凋落物量变化规律一致。     

福建柏与杉木人工林细根氮磷养分现存量的动态变化

对福建柏Fokienia hodginsii与杉木Cunninghamia lanceolata人工林细根氮、磷养分现存量的动态变化进行研究。结果表明,福建柏细根氮、磷养分现存量分别是杉木林的1.8倍和1.7倍;福建柏活细根氮、磷养分现存量为12.948 kg.hm-2和1.692 kg.hm-2,分别是杉木林活细根氮、磷养分现存量(7.106 kg.hm-2和0.896 kg.hm-2)的1.8和1.9倍;而福建柏死细根氮、磷养分现存量为10.410 kg.hm-2和1.192 kg.hm-2,分别是杉木林死细根氮、磷养分现存量(6.216 kg.hm-2和0.780 kg.hm-2)的1.6倍和1.5倍。福建柏与杉木<0.5 mm径级细根是其细根养分循环功能的主体。福建柏活细根氮、磷养分现存量动态变化与杉木的相似,呈双峰型;福建柏死细根氮现存量动态变化则呈单峰型,死细根磷现存量动态变化呈倒“S”型。杉木死细根氮、磷养分现存量动态变化均呈倒“S”型。图2表4参24     

秃杉林和连栽杉木林生态系统C积累及其分布格局

通过野外调查和室内分析,对广西南丹县山口林场23年生秃杉林和连栽杉木林C储量及其分布特征进行了研究。结果表明:秃杉各器官中C含量为426.0~503.9 g·kg~(-1),不同器官C含量排序为:皮>干>根>枝>叶,草本层、灌木层和凋落物层平均C含量分别为452.7、408.0和428.9 g·kg~(-1),土壤(0~80 cm)C含量为16.59 g·kg~(-1)。杉木各器官中C含量为464.5~508.9 g·kg~(-1),不同器官C含量排序为:皮>干>枝>根>叶,草本层、灌木层和凋落物层平均C含量分别为456.2、416.3和468.1 g·kg~(-1),土壤(0~80 cm)C含量为15.77 g·kg~(-1)。秃杉林和连栽杉木林生态系统C储量分别为245.82、213.52 t·hm~(-2),不同层次C储量排序为:土壤层>乔木层>凋落物层或灌草层。秃杉林和连栽杉木林乔木层净生产力分别为10.75、7.14 t·hm~(-2)·a~(-1),C年净固定量分别为5.05、3.47 t·hm~(-2)·a~(-1),年净吸收CO2量分别为18.53、12.73 t·hm~(-2)·a~(-1)。     

不同坡向和坡位对杉木第三代种子园杉木叶有效养分含量的影响

[目的]比较分析不同地形因子对杉木叶有效养分的影响。[方法]以第3代杉木种子园为研究对象,分析不同坡向和坡位杉木第3代种子园杉木当年生结果枝叶有效养分含量差异。[结果]同一坡向随着坡位上升,第3代杉木种子园杉木当年生叶有效养分含量呈逐渐下降趋势;同一坡位不同坡向对杉木当年生叶有效养分含量的影响体现出较为复杂的规律。[结论]在杉木种子园施肥过程中应结合土壤状况、植株养分含量、不同地形因子等进行合理施肥配方。     

杉木化感物质香草醛的产生机理探讨

杉木Cunninghamia lanceolata连栽可导致生产力逐代退化.退化的重要原因是土壤中化感物质香草醛积累.这种化感物质是在林地土壤中缺氮情况下由于前体物和能量流向次生物质而合成,故林地土壤毒性是随着杉木林地土壤肥力(如氮)的逐代降低而增强.无论从消除毒性的土壤生物化学--土壤腐殖质形成,还是从产生毒性物质的生态生物化学--化感物质形成,都从理论上证明,缺氮是制约这2种生物化学过程进行的关键因素.另外,杉阔混交林中的阔叶树的作用在于补充纯杉木林地中缺乏的氮,这可由杉木生长正常、无毒害现象发生以及腐殖质含量增加佐证.退化点和作用点相一致.图1参23