厚荚相思人工林营养元素生物循环的研究

对1.5～4.5年生厚荚相思人工林5种营养元素(N、P、K、Ca和Mg)的含量、积累、分配和生物循环以及它们随林分年龄的变化趋势进行了研究.结果表明,厚荚相思人工林不同器官中营养元素含量排序大致为树叶＞于皮＞树枝＞树根＞干材,林木各器官中营养元素含量均以N最高,其次是Ca,然后是K和Mg,P最低;厚莫相思人工林营养元素贮存量依次为145.00～611.70 kg/hm2,随生长过程中生物量的增加而增大;不同器官微量元素贮存量的分配随林分年龄的增长发生变化,1.5年生时营养元素贮量主要集中在树叶和树枝,2.5～4.5年生时营养元素贮量则主要集中在树干和树根;林分营养元素年净积累量为96.66～135.93 kg/(hm2·a),林木各组分营养元素年净积累量总的变化趋势以树干最高,树皮最低,年吸收量为116.50～258.10 kg/(hm2·a),年归还量分剐为19.83,117.21,114.83,122.17 kg/(hm2·a),利用系数分别为0.80,0.78,0.55和0.42,循环系数分别为0.17,0.49,0.48和0.47,周转期分别为7.34,2.64,3.73,5.01年.     

桤木人工林营养元素的季节动态、空间分布与生物循环研究

对湖南汨罗桤木人工林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的季节动态、空间分布及生物循环进行研究。结果表明:桤木叶片营养元素含量均为春季最高,干材养分含量偏低,且大部分元素在春季达最低点,所以建议桤木干材在春季采伐;树皮有大量Ca富集,根系中营养元素季节变化不明显。林下植被元素含量从春季到冬季有下降的趋势,枯落物、土壤层中元素含量季节变化趋势不明显,K元素各个土层各个季节含量变化都不是很大。桤木人工林生态系统各组分养分含量变化差异较大,以树叶中养分含量最高,30-60cm土壤层中含量最低;乔木层各器官排序为树叶>树皮>树枝>树根>树干,各器官中养分元素含量以N最高,P最低。桤木人工林生态系统养分总贮量为167 809.80kg/hm2,其中乔木层5种元素总量为754.77kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.45%,林下植被与枯落物层二者的养分积累量为254.04kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.15%。营养元素的年积累量为350.18kg/hm2,以N的积累量最大。桤木年吸收量、归还量、存留量分别为449.38,348.23,101.15kg/hm2。营养元素的循环系数为0.77,利用系数为0.60,周转期为2.17年,循环速率依次为N>Ca>Mg>K>P。     

我国南亚热带几种人工林的生物物质循环特点及其对土壤的影响

通过对杉木、马尾松、红荷木、格木四种人工林的三年定位研究,初步获得了四种林木对主要营养元素的生物吸收和归还特点、对土壤养分状况、水分状况、微生物状况和土壤酶活性的影响等一系列资料。初步阐明了四种林木凋落物的数量及主要营养元素含量,研究了四种林木凋落物的分解特点。从而为进一步研究林木混交提供了科学依据。研究表明,阔叶树种与针叶树种相比,在改善土壤理化性状、提高土壤生产力等方面都表现出明显的优点。     

肉桂人工林叶片营养元素季节累积特点及其相互关系

研究了不同林龄（3a和6a）肉桂人工林叶片5种营养元素（N，P，K，Ca和Mg）含量、季节变化动态及营养元素之间的相互作用关系。结果表明．不同林龄肉桂林叶片营养元素含量均为N〉K〉Ca〉Mg〉P，不同季节间营养元素的变异系数以Ca为最大．其次是Mg和K．然后是N，最小是P；不同林龄肉桂林叶片营养元素的季节变化规律相似，N以生长初期（3月中旬）最高，生长末期（12月中旬）最低；P和K以生长初期最低或较低．第一个生长高峰期（6月中旬）或第二个生长高峰期（9月中旬）最高或较高；Ca以第一个生长高峰期最低．生长末期最高或较高；Mg以生长初期最低．生长末期最高。肉桂植株P和K代谢之间呈正相关关系，P与Ca之间则存在显著的颉颃作用。     

北京密云2种人工林氮磷钾的生物循环特征

 为了探究北京密云2种典型人工林生态系统主要养分元素的生物循环特征,2006—2007年以北京密云水库库西试验区的油松人工林和麻栎-侧柏人工混交林为研究对象,采用标准样方定位观测的方法,对其主要元素N、P、K的降水输入、凋落物归还、积累量以及生物循环特征进行了观测和研究。结果表明:1)大气降水向油松林和混交林生态系统每年分别输入养分量为31.56和13.27kg/(hm2.a);2)油松林和混交林凋落物中N、P、K的归还总量分别为18.00和14.06kg/(hm2.a);3)油松林中乔木层N、P、K积累总量为612.37kg/hm2,各器官中N、P、K积累量大小排序是叶>枝>干>根,混交林中乔木层N、P、K积累量分别为153.87、18.28和100.13kg/hm2;4)油松林养分利用系数排序为N>K>P,混交林养分利用系数为K>N>P,油松林对N、P、K的吸收系数均高于混交林,而混交林N、P、K的循环系数均高于油松林。研究结论阐明,油松林和混交林通过降水归还的养分量占总归还量分别为63.7%和53.0%,通过凋落物归还的养分量占总归还量分别为36.3%和47%,2种人工林生态系统的降雨淋溶均为年养分归还量的主要部分;油松林和混交林生态系统从土壤中吸收N、P、K的总量分别为126.58和54.96kg/(hm2.a),其中有77.02和24.42 kg/(hm2.a)存留于林分中,有49.56和30.54 kg/(hm2.a)通过淋溶和凋落物归还土壤。     

北京密云油松人工林凋落物营养元素归还特征研究

2006-2007年对北京密云水库库西33年生的油松人工林凋落物的数量及其营养元素归还特征进行了研究。结果表明,油松人工林凋落物年凋落量为2193.75kg/hm2;N、P、K通过凋落物归还土壤的年归还量分别为13.86,0.75,3.39kg/hm2;油松凋落物各组分中N、P、K归还总量大小顺序为:叶枝皮、果、花;N、P、K年归还量大小顺序为:NKP。凋落物现存量为13.7t/hm2,凋落层年平均分解率为0.16t/hm2,凋落物层N、P、K总贮量为162.44kg/hm2。     

不同桉树人工林Cu元素积累和循环的比较研究

通过对海南刚果12桉、尾叶桉、窿缘桉3种桉树Cu元素的积累、循环进行比较研究。结果表明,刚果12桉、尾叶桉、窿缘桉3种桉树Cu元素平均含量为4.61,3.45,4.36 m g/kg;林分积累量为0.350 3,0.397 6,0.1167kg/hm2。年存留量尾叶桉>刚果12桉>窿缘桉;年归还量刚果12桉>尾叶桉>窿缘桉;刚果12桉、尾叶桉年吸收量分别是窿缘桉的2.7,2.6倍;刚果12桉、窿缘桉、尾叶桉循环系数分别为0.66,0.63,0.53。两种林分特征下尾叶桉Cu元素的含量存在差异,林下有植被的林分和林下无植被的林分Cu元素含量分别为17.15,13.48 m g/kg,林分积累量为0.534 4,0.336 8 kg/hm2。林下有植被的林分和无林下植被的林分Cu元素年存留量分别为0.106 8,0.067 3 kg/(hm2.a);年归还量为0.247 4,0.160 0 kg/(hm2.a);年吸收量分别为0.354 2,0.227 3 kg/(hm2.a);循环系数分别为0.70和0.71。     

桂西南连续年龄序列尾巨桉人工林的生物生产力

为了揭示桂西南尾巨桉人工林生长过程中的生物量和生产力的变化特征,本文采用固定标准地法对广西宁明县1、2、3和4年生尾巨桉人工林的生物量及生产力进行了研究。研究结果显示:尾巨桉人工林乔木层生物量随林龄的增大而逐步积累,分别为9.02、46.53、73.67和97.20t/hm~2,其中干材所占的比例随着林龄的增加而明显增大,树枝、干皮和树叶所占的比例则呈现相反的变化趋势。各林龄乔木层净生产力分别为每年9.02、23.26、24.56和24.30 t/hm~2,不同林龄净生产力的比例均以干材最大,其次是树根、树枝和树皮,最小是树叶。1~4年生尾巨桉人工林生林下植被生物量为5.42~8.62 t/hm~2,随林分生长过程而逐渐积累。研究结果可为该地区桉树人工林的经营管理提供科学依据。     

建瓯市丘陵山地草地生态系统营养元素循环研究

以野外定位试验3a连续观测资料和实验室分析为基础,从地上部和地下部2个角度研究了建瓯市丘陵山地草地生态系统营养元素循环。结果表明,草地生态系统主要营养元素在土壤分室的总贮量排序为:Al>Fe>K>Mg>Ca>Zn>N>Mn>P,体现了亚热带酸性土壤的化学组成特征;N,P,K及Ca等营养元素循环系数较大,是草地生态系统物质能量循环过程中的活跃元素,Al,Fe等土壤中含量较高的元素,循环系数较小;揭示了在丘陵山地发展草地生态系统应增加土壤分室N,P,K及Ca等营养元素的含量和其有效性,提高土壤分室与植被分室之间营养元素循环通量,选育适合当地特点的草种,从而促进水土保持生态系统的建设。     

桉树人工林冠层淋溶水质特征初步研究

为探讨桉树人工林冠层对降雨水质的影响过程与特征,采用连续分程式林内雨收集系统采集水样,研究了6种不同林分人工林对冠层穿透水和树干径流水浊度、色度、pH值、化学需氧量(COD)等的影响.结果表明,在淋溶的第1阶段,3年生桉树人工林冠层穿透水(穿透雨深O～10mm)的浊度、色度、pH值、COD等4个水质参数的值分别为149.9 NTU、55度、4.97和85.5 mg/L,树干径流(径流量0-600ml)的4个水质参数值分别为192.8NTU、153度、4.76和117.8 mg/L,3年生桉树对林内雨水质的影响大于7年生杂交相思林、13年生马尾松林和软阔林.不同林龄桉树对林内雨水质的影响存在显著差异,1年生桉树林的最小,3年生的最大,7年生的居中.6种不同林分森林对林内雨水质的影响随淋溶的不断进行由强变弱.同一林分人工林其冠层穿透水水质优于树干径流.     

黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征

通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积累与分布;测算四大分室(林木、土壤、枯落物和大气)中其余分室的养分含量和养分积累与分布,得到养分循环过程中华北落叶松人工林养分年归还量134.719kg/(hm~2·a),年存留量53.409kg/(hm~2·a)和年吸收量188.129kg/(hm2·a);最后综合上述的各分室养分循环状况,得出反映该森林生态系统的养分生物循环特征的参数和指标。研究区华北落叶松人工林生态系统内N,P,K的循环系数均值(0.68),表明研究区生态系统循环速率较快;利用系数偏小,储存效率慢,土壤养分利用效率较高;养分元素通过林冠后均明显增加(林冠截留量142.1mm),并且对降水量(587.8mm)要求一般。较高的富集系数使其适应瘠薄自然环境,养分消耗量低。总体来看,华北落叶松是很有潜力的森林更新和荒山造林树种。     

果-草人工生态系统中土壤微生物、土壤酶与土壤养分的关系

试验研究了果-草人工生态系统中土壤生物因子与土壤养分的关系。结果表明：除全P与纤维分解菌、纤维分解酶、多酚氧化酶为负相关外，其余养分与生物因子间均呈正相关，且多数养分与生物因子呈显著或极显著相关；经通径分析发现，脲酶、硅酸盐细菌、纤维分解酶是促进有机质积存的主要生物因素，蔗糖酶是影响N、P、K速效养分的最主要因子，过氧化氢酶、多酚氧化酶、纤维分解菌只是选择性地对有机质的积存和N、P、K速效养分的形成起作用。     

黄土丘陵区人工林养分循环特*征

通过对山西省吉县蔡家川流域人工刺槐林和人工油松林养分元素积累与分布和生物循环进行研究,结果表明:(1)黄土丘陵区人工林乔木层不同器官养分元素含量以树叶为最高,树干最低;各器官中养分元素含量N最高,P最低,凋落物层养分含量总计约占整个林下层养分含量的26.69%～37.36%;(2)黄土丘陵区人工林生态系统养分总贮量为3 238.548 kg/hm2,乔木层、灌木层、草本层和凋落物层分别72.24%,12.31%,8.70%和6.74%,说明该地区人工林群落结构简单,乔木层树种单一;(3)黄土丘陵区人工林年吸收量、归还量、存留量分别为256.825,110.328,146.497 kg/(hm2.a),年归还量占年吸收量的42.96%,凋落物的回归量不到吸收量的1/2。(4)循环系数为0.364～0.398,循环速率依次为PMgKCaN。     

不同栽培代次、林龄的桉树人工林土壤渗透性研究

对福建省漳州市不同栽培代次、林龄的桉树人工林土壤渗透性能及其影响因子进行了研究。结果表明,不同栽培代次、林龄及同一林地不同土层的土壤渗透性均有较大差异。随着林龄的增加,一代桉树林土壤的渗透性呈提高的趋势,相同或相近林龄的桉树林,一代林的土壤渗透性大于二代林,同林龄不同土层土壤渗透性随土层加深而降低;0-60 cm土层内6 a生一代桉树林的土壤渗透性能最好,其初渗率、稳渗率、平均渗透速率及75 min内渗透总量的平均值分别是18.82,2.11,2.93 mm/min和164.08 ml/cm2。土壤水分入渗过程符合考氏(Kostiakov)模型,拟合效果较好,相关系数R2为0.823 9~0.982 1。土壤渗透性与土壤密度、最大持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度、持水能力极显著相关,与土壤有机质、水解氮、有效磷呈极显著或显著相关,与土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶以及过氧化氢酶极显著相关。不同林地土壤渗透性能排序为:0.3 a一代<1 a一代<2 a一代<3 a一代<4 a一代<6 a一代;4 a二代<4 a一代<7 a二代<6 a一代。     

马占相思近熟林养分循环研究

研究了广西高峰林场11年生（近熟林）马占相思人工林10种营养元素生物循环的特点。结果表明：（1）马占相思不同器官营养元素含量以树叶（叶状柄）为最高,树干最低;各器官中大量营养元素含量以N最高,其次是Ca或K,然后是Mg,P最低;微量元素含量则以Mn和Fe最高,其次是Zn和B,Cu最低;（2）林分营养元素贮存量为2609．28kg／hm^2,乔木层、灌木层、草本层和凋落物层分别占83．95％、4．43％、1．71％和9．91％,林木中不同器官营养元素贮存量排序为干材〉树枝〉树根〉干皮〉树叶．（3）林分年吸收量、归还量、存留量分别为388．47、195．51和192．96kg／（hm^2·a）,10种元素的循环系数为0．39～0．78,循环速率依次为Mn〉Zn〉Mg〉P〉Ca〉Fe〉N〉Cu〉K〉B。     

Spatial Variability of Soil Total Nutrients in a Tobacco Plantation Field in Central China

The spatial variability of soil total nutrient levels, which may be greatly affected by parent material, plays an important role in both agriculture and environment, especially with regard to soil fertility and soil quality. Little research has been done that addresses the spatial characteristics of total nutrients. Soil samples (0–20 cm) were taken from 111 points on an approximately 20-m grid in March 2009 using a global positioning system (GPS) to define sample locations. Sixteen soil total chemical properties were analyzed by classical statistical and geostatistical methods. Soil aluminum (Al), calcium (Ca), chromium (Cr), copper (Cu), nitrogen (N), sodium (Na), silicon (Si), strontium (Sr), titanium (Ti), and vanadium (V) exhibited strong spatial dependence, with the nugget–sill ratios ranging from 3.39% (Na) to 23.53% (Si). Soil barium (Ba), iron (Fe), potassium (K), manganese (Mn), phosphorus (P), and zinc (Zn) had moderate spatial dependence, with nugget–sill ratios of 3.39% to 23.53%. The spatial correlation distances varied from 15.7 m (Zn) to 286.5 m (Cr). The clearly patchy distributions indicated that significant positive correlations among Al, Ba, Fe, K, Mn, Na, Si, Ti, and V led to strong positional similarity. The interpolated maps of the nutrients showed the spatial distributions of the soil variables, which is helpful for better understanding their spatial variability and delineating the potential agricultural management zone. The soil total nutrient distribution maps could be used as the basis for site-specific fertilizer application to improve quality and increase yield of flue-cured tobacco in the study area.     

黄土高原农果复合系统N、P、K营养元素的循环特征

农业生态系统营养物质的循环分析是人们认识系统功能、进行人工凋控与提高系统生产力和保持其持续性的主要依据之一。通过在黄土高原中南部的延安市宝塔区的飞马河村、南沟村和淳化县的西坡村3村的定位观测与调查，分析了植物营养元素和复合系统营养元素的循环特征，结果表明：（1）植物对N、K的吸收量均高于P，而土壤中三者的贮量表现为K〉P〉N。不同植物对N、P、K的吸收量是不同的，总体来说作物对营养元素的吸收量要高于果树。不同植物N、P、K的归还量也不同，总的规律是果树比作物更有利于土壤N素的归还。营养元素N、P、K的周转期．果树均表现为N周转最快．而作物除油菜表现为P周转最快外，小麦、谷子、玉米均表现为K周转最快。（2）农果复合系统内营养元素N、P、K的循环系数表现为飞马河村〉南沟村〉西坡村，周转期表现为南沟村〈飞马河村〈西坡村，这主要是由于各村植物种植结构的不同造成。N和K的循环特点为吸收量、留存量和归还量均较P高。