长白山阔叶红松林土壤有机碳空间异质性

采用地统计学方法,对长白山北坡原始阔叶红松林内土壤有机碳的空间分布特征进行了研究,并对其与细根生物量的相关性进行了分析。结果表明:3块样地土壤有机碳密度的变程分别为3.568、5.866、2.773 m,结构比为40%～65%,表明研究区域内土壤有机碳密度具有中等空间相关性;土壤有机碳质量分数随土壤深度的增加而减少,与细根的垂直分布特征相似;3块样地分别在5.011、4.590、4.912 m空间距离范围内土壤有机碳密度与细根生物量存在相关性,土壤有机碳密度与细根生物量协方差函数的结构比为50%～80%。     

不同混交比例马尾松林细根生物量及其养分研究

采用固定样地调查法对不同混交比例的马尾松林细根生物量和细根养分含量进行比较分析。研究结果表明,细根生物量和细根养分含量垂直分布规律明显,即随着土层加深细根生物量和细根的N、P、K养分含量逐渐减少。在表土层中,0~10 cm土层中细根生物量最多,N、P、K含量也是最高。对不同混交比例林分的比较,发现马尾松比例为41%~60%细根的生物量最高。马尾松比例为41%~60%的针阔混交林细根N、P的养分储量也最高。不同混交比例林分中细根的N、P、K的含量存在一定差异。     

基于土芯法的亚热带常绿阔叶林细根空间变异与取样数量估计

树木细根具有高度空间异质性,确定合理的细根取样策略是林木细根研究的前提。通过在福建省三明米槠天然常绿阔叶林内随机钻取96个土芯,分析细根生物量和形态特征的空间变异特征,并估计各指标所需的取样数量。结果表明:(1)随着径级增加,细根各指标变异系数增大,相应的取样数量增加;(2)随着土壤深度增加,单位面积细根生物量变异程度和相应的取样数量均增加。在置信水平为95%、精度为80%的条件下,直径为0-1 mm和1-2 mm的细根,分别采集16和42个样品可以满足测定单位面积细根生物量,采集17和31个样品可以满足测定单位面积细根长度,采集25和33个样品可以满足测定单位面积细根表面积。Shapiro-Wilk检验表明,除表层土壤0-1 mm细根单位面积生物量符合正态分布外,其余细根生物量和形态指标数据均不符合正态分布。研究结果为亚热带常绿阔叶林细根的合理取样提供了科学依据。     

利用3S 技术估算鹿门寺林场马尾松林生物量

为了估算鹿门寺林场马尾松林生物量,在利用GPS定位进行野外调查的基础上,设立样地,测定了鹿门寺林场的马尾松林的生物量。利用遥感解译软件Erdas imagine 8.5提取Landsat5 TM影像数据中的TM3、TM4、NDVI、RVI 反射光谱特征图像,并将GPS 采样点的数据经投影转换后使之与反射光谱特征图像匹配、叠置,在统一的几何基础上,进行采样点数据与TM 图像信息的复合比较研究,建立了森林生物量与反射光谱的关系模型。根据模型计算出鹿门寺林场2006年6月份马尾松林总生物量为69 947 t,每公顷生物量为36.27～136.74 t。西北林学院学报22卷第6期吴展波等利用3S 技术估算鹿门寺林场马尾松林生物量     

胜山阔叶红松林群落空间结构的最小面积研究

本文依据2012年黑龙江省胜山阔叶红松林10.4 hm2大型样地全面实测数据,基于移动窗口法、GIS技术分析其乔木层生物量空间格局的尺度效应,探究其群落空间结构研究的最小面积,并用计算机模拟随机抽样进一步验证。结果表明:1)通过对10～90 m各个尺度下的样地生物量误差空间分布栅格图的分析,胜山阔叶红松林乔木层生物量空间结构存在着最小研究面积0.49 hm2,不仅具有与样地相同的生物量密度,还能够完整地体现出胜山阔叶红松林生物量的空间变异性,准确地反映其群落结构的真实特征,这为更加精确地估算阔叶红松林生物量提供了理论依据;2)通过计算机模拟随机抽样验证了用移动窗口法所确定的最小面积是准确的,限定在该最小面积(0.49 hm2)范围之内的随机取样,仅使用7个20 m×20 m的样方就能够有95.9%的概率把估测的误差范围控制在20%以内,这对于阔叶红松林森林生物量调查样地大小的设置,具有很好的指导作用;3)提出把本文中的最小面积作为衡量森林群落空间结构复杂程度的一个指标,最小面积的大小代表了空间变异的范围,最小面积越大则说明了空间异质性越高。      

黄山市屯溪区马尾松林土壤养分的异质性

为了解马尾松林土壤异质性规律,分别在4个地点于4个季节进行取样,分析土壤pH、速效氮、速效磷和速效钾等4个指标的变化。结果表明:不同地点的pH、速效氮、速效磷和速效钾均存在差异,并达到显著差异水平(p=0),而不同季节的变化也不同,除pH未达到显著性差异外(p=0.571),有机质、速效氮、速效磷和速效钾的含量均达到显著差异水平(p=0),研究区域的马尾松林分土壤不仅存在空间异质性,同时也存在时间异质性。     

马尾松混交林细根生物量研究

采用钻土芯与内生长相结合的研究方法,将马尾松占其混交林的组成比例分成5种类型(0~20%、21%~40%、41%~60%、61%~80%和81%~100%),设置15块20 m×20 m的标准样地,系统比较了不同比例马尾松混交林(马尾松占林分胸高断面积的比例)细根生物量的分布状况、细根生长量及季节动态变化.结果表明:(1)马尾松不同的混交比例对细根生物量有较大影响,不同混交比例林分的细根生物量的大小依次为,马尾松混交比例41%~60%﹥0~20%﹥21%~40%﹥81%~100%﹥61%~80%.(2)5种比例混交林分的细根生物量垂直分布规律均很明显,随土层增加细根生物量趋于减少,且大部分细根集中于土壤表层0~10 cm的范围内.这与该地区的土层较浅以及树种根系的分布特性(深根、浅根树种)密切相关.(3)5种马尾松混交林细根生物量季节动态均呈单峰变化,均在6、7月份达到峰值,在1月份达到最低值,41%~60%林分年生物量净增值比其他4种混交林分要高.(4)5种混交林分的细根年生长量随季节变化明显,最大值出现在6~8月份,最小值出现在12~3月份.各个混交林分细根年生长量大小依次为41%~60%﹥61%~80%﹥21%~40%﹥81%~100%﹥0~20%.     

土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响

土壤呼吸释放的CO2与土壤微生物生物量碳是全球碳循环中最为活跃的部分.作者对南京林业大学下蜀实习林场内天然次生栎林、马尾松人工林、毛竹林、板栗经济林和农田5种土地利用类型的土壤呼吸速率及土壤微生物生物量进行了测定,并分析了土地利用方式和各种土壤理化性质对土壤呼吸速率及土壤微生物生物量的影响.研究结果表明:①在5种不同土地利用类型中,农田的土壤呼吸速率显著大于马尾松林、栎林和毛竹林;板栗经济林的土壤呼吸速率显著大于毛竹林和马尾松林;其他各土地利用类型之间的土壤呼吸速率均无显著性差异.②在5种不同土地利用类型中,马尾松林的土壤微生物生物量显著小于农田、板栗经济林和毛竹林;农田的土壤微生物生物量显著大于栎林;其他各土地利用类型之间的土壤微生物生物量均无显著差异.③土壤呼吸速率与土壤微生物生物量、土壤温度(尤其是5cm深土壤温度)、土壤全钙含量、土壤全磷含量以及土壤碳氮比有显著相关关系;而与土壤全碳、全氮、土壤pH值等因子相关性不大.④土壤微生物生物量与土壤全钙含量、土壤全磷含量有显著相关关系;而与土壤pH值、土壤湿度等因子无显著相关关系.研究结果还表明:森林变为农田可能潜在地增加土壤CO2的释放;该地区土壤中磷的含量和有效性可能是限制土壤微生物生物量的重要因子.     

亚热带典型森林凋落物及细根的生物量和碳储量研究

细根和地上凋落物分解和周转,是建模和预测土壤碳汇需要测量的2个关键生态过程,通过对亚热带典型常绿阔叶林、杉木、马尾松林和毛竹林110个样地内凋落物和细根的生物量和碳储量进行研究,分析了森林细根和地上凋落物的生物量和碳储量以及彼此之间的差异和相互关系。结果表明:杉木林凋落物生物量(4.415±0.390)t/hm2最大,毛竹林(2.918±0.310)t/hm2最小,且与其他森林差异显著;凋落物碳储量毛竹林(1.176±0.260)t/hm2最小,与其他森林碳储量差异显著,最大的是常绿阔叶林(1.725±0.16)t/hm2;4种不同森林类型细根生物量和碳储量差异显著,同一森林类型不同土层活和死细根生物量差异显著;从活/死根值中可知,常绿阔叶林细根周转要比针叶林(杉木、马尾松)快。     

3种温带森林土壤呼吸季节动态及其驱动机制

本研究通过壕沟法定量区分自养呼吸和异养呼吸,结合各种监测因子初步探讨北京东灵山地区3种温带森林土壤呼吸季节变化及其驱动机制.结果表明:3种森林生态系统的土壤呼吸、异氧呼吸和自养呼吸呼吸速率均呈现明显的季节变化;异养呼吸在土壤呼吸中占较大比重,辽东栎林、华北落叶松林、油松林土壤异养呼吸分别占总呼吸的80％、71％、77％,在3种林型之间的差异达到极显著水平(P＜0.001).土壤温度是影响土壤呼吸各组分的主要环境因子,影响土壤呼吸的生物因子在不同林型间存在差异,细根净输入量很大程度上决定了自养呼吸的总量,凋落物净输入量对于异养呼吸有重要影响.     

青海高寒区5种典型林分土壤呼吸季节变化及其影响因素

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,也是影响全球气候变化的重要因素。研究土壤呼吸及其对环境因素的响应,对准确估计全球碳循环系统的收支平衡有重要意义。高寒区是陆地生态系统的重要组成部分,研究该区域环境因素对土壤呼吸的影响有助于深刻了解高寒区的土壤碳循环过程。本研究采用动态密闭气室红外CO2分析法,以青海高寒区的5种典型林分(华北落叶松林、云杉林、云杉-华北落叶松混交林、云杉-白桦混交林、白桦林)为对象,研究不同林分类型生长季土壤呼吸的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:5种林型土壤呼吸速率的大小为云杉林白桦林云杉-华北落叶松混交林华北落叶松林云杉-白桦混交林。土壤呼吸具有明显的季节变化,并在7月份达到最大值。云杉-华北落叶松混交林的土壤呼吸季节间变化幅度最大,华北落叶松林的变化幅度最小,最大土壤呼吸分别是最小土壤呼吸的17.36和1.83倍。华北落叶松林的土壤呼吸与土壤温度没有相关关系,与大气温度正相关(R2=0.75)且呈幂函数模型,与土壤水分含量负相关,其他4种林型的土壤呼吸与大气温度和土壤温度均呈现很好的正相关关系(R2=0.80~0.94),且与大气温度和土壤温度均呈幂函数模型,与土壤水分含量不相关。土壤呼吸对凋落物量的增加产生正响应,且凋落物呼吸在混交林内所占的比重大于纯林。      

东北地区几种不同林分土壤呼吸组分的差异性

利用壕沟隔断法对老山实验基地的4种主要林分(落叶松、红松、樟子松和白桦)的土壤呼吸进行了研究,探讨了组成土壤呼吸各组分间的差异。结果表明：微生物呼吸占整个土壤呼吸的比例最高。平均在60％以上;根系呼吸在土壤呼吸中所占的比例次之,平均为20％～30％;枯枝落叶的呼吸速率占的比例较小。约为10％。不同处理下的土壤呼吸在季节变化上基本一致,与温度呈指数相关,但与土壤湿度的相关性较差。有、无根系土壤呼吸的Q10平均值分别为3．35和2．81。     

长白山山地寒温针叶林带主要林型的细根生物量与土壤养分分析

以长白山山地寒温针叶林带为研究对象,选取4种不同林型（典型云冷杉林、红松云冷杉林、亚高山型落叶松林、落叶松林）分析林内细根生物量与土壤养分及其相关性．结果表明：细根生物量随土壤深度的增加而减少,0—10cm土层细根生物量富集,亚高山型落叶松林〉红松云冷杉林〉典型云冷杉林〉落叶松林,10～20cm土层细根生物量为典型云冷杉林〉落叶松林〉亚高山型落叶松林〉红松云冷杉林;细根生物量与土壤养分的偏相关分析显示：0～10cm土层的细根生物量与土壤养分无显著相关性,10～20cm土层细根生物量能有效地改善土壤有机质及氮素营养水平,均表现为显著的正相关性,与土壤全P、全K无显著相关性．     

集水区尺度下东北东部森林土壤呼吸的模拟

IBIS模型是陆地碳循环模拟的有利工具,土壤呼吸是陆地碳循环的关键生态学过程,利用IBIS模型模拟估算土壤呼吸对陆地碳循环和全球变化研究具有重要意义。在地形数据、植被参数、土壤质地参数和气象数据支持下,利用改造后的IBIS模型模拟2004年张家沟集水区5种森林类型的土壤呼吸,以实测数据对模拟结果进行验证,并分析土壤呼吸时空格局及其与土壤温湿度的关系。结果表明:(1)改造后的IBIS模型模拟的土壤呼吸值与实测值相关性显著,可较好地用于集水区尺度的森林土壤呼吸模拟估算。(2)土壤呼吸年均值为571 gC m^-2 a^-1,年土壤呼吸空间格局与生长季土壤呼吸空间格局相似,均表现为高值区主要分布在北部、西南和东南区域,低值区主要分布在沟谷附近,该格局与集水区的地形、植被及其组合等因素有关。(3)生长季内,5种森林类型土壤呼吸的季节性变化均呈单峰曲线形式,土壤呼吸峰值均出现在7月,其中落叶松林峰值最低,为85.5 gC/m²,杂木林峰值最高,为146.3 gC/m²。(4)5种森林类型的土壤呼吸值与5 cm深土壤温度存在极显著的指数关系,与土壤湿度的相关性较低,土壤温度的变化可以解释土壤呼吸约70%的季节变化。     

马尾松-火力楠混交林生物量及养分结构特征

对马尾松纯林及其与火力楠的混交林生物量空间格局和养分结构进行了研究。结果表明：马尾松混交林的总生物量为216．41t／hm^2，枝和叶所占比例分别高出纯林3．2％和2．5％；纯林中马尾松的干生物量基本上为金字塔形，枯枝生物量所占比例为1．75％，而混交林中为4．20％。混交林马尾松的粗根主要分布在0～20cm和60cm以下的土层中，细根量则随着土层的加深而减少；纯林中马尾松的粗根生物量和细根都主要分布在40cm以下的土层中。不论是纯林还是混交林，营养元素在树干中的含量最小，在叶中的含量最大（N除外）。火力楠叶中的养分含量大于马尾松，而在根系中P、K、Ca和Mg的含量则为马尾松大于火力楠。N的含量随着马尾松和火力楠根系直径的增大而减小；P、Ca和Mg在马尾松细根中的含量最小，而纯林中则在粗根中含量最小。     

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。      

荒漠生态系统土壤呼吸速率对环境因子的响应

为探明环境因子与土壤碳释放之间的关系,利用LI-8100土壤碳通量自动测定仪监测塔里木河下游典型断面的荒漠河岸林群落土壤呼吸的变化动态,并同步观测植被盖度、地下水位、土壤特性及温度等相关因子的变化,分析其与土壤的关系。结果表明:1)在同一温度范围条件下,虽然土壤呼吸对温度变化有所响应,但温度不再是土壤呼吸作用的主要限制因子,根系和土壤微生物的生命活动很容易受到其他因素的影响和制约;2)监测区地下水对土壤呼吸速率存在一定的影响,地下水位越高土壤呼吸速率越小,地下水位越低土壤呼吸速率越大;3)植被盖度与地下水同时作用于土壤呼吸过程;4)在地下水的影响下土壤特性对土壤呼吸过程也存在影响。     

宝天曼自然保护区栎类群落细根生物量的研究

通过土柱取样法对宝天曼国家自然保护区4种栎类群落细根生物量及其垂直分布进行了研究.研究结果表明,不同栎类群落细根生物量差异明显,锐齿栎林细根生物量最高(4.657 t·hm-2)、其次为短柄袍林(4.450t·hm-2)、栓皮栎林(4.421 t·hm-2)和茅栗林(4.351 t·hm-2).从不同土壤层次中细根所占的比例看,栎类群落细根总生物量的60%左右分布在0～10 cm土层,85%以上分布在0～20 cm土层.随着土层深度的增加而减少,分析0～x cm土层细根生物量.回归分析表明负指数模型和双曲线模型效果较好.