杉木人工林不同发育阶段土壤肥力综合评价研究

[目的]分析杉木人工林不同发育阶段土壤性质的变化,对各发育阶段的土壤肥力状况进行综合评价.[方法]以江西省大岗山区杉木人工林为研究对象,对幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林土壤主要物理化学性质和生物学性质进行测定,运用方差分析和相关分析法探讨不同发育阶段土壤性质的变化特点,并进一步运用主成分分析法对杉木人工林各发育...     

不同杉木林分凋落物对酸雨的缓冲作用

[目的]探究不同杉木林分凋落物对酸雨的缓冲作用。[方法]将4种林分(天然常绿阔叶林、老龄杉木林、杉木萌芽林和1993年二代杉木林)作为研究样地,分析4种林分凋落物对酸雨的缓冲作用,运用浸提法研究4种林分对模拟酸雨的缓冲能力。[结果]各林分pH在4.23～4.49,杉木萌芽林和老龄杉木林相对于其他林分显现出较高的pH,在模拟酸雨pH小于5.00时,不同林分凋落物对酸雨有明显的缓冲效果,无机离子总含量、电导率、Na⁺、K⁺浸提量最大的为天然常绿阔叶林。[结论]4种林分凋落物pH在4.23～4.49,不同林分凋落物对酸雨的缓冲能力与其自身的pH有关,酸度较低时,凋落物的pH越高,缓冲能力越强。     

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。     

杉木人工林不同发育阶段土壤性质变化的研究

通过对杉木幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林5个发育阶段下土壤主要理化性质和生物学性质的分析,探讨了杉木不同发育阶段对土壤性质的影响。结果表明:土壤密度、孔隙度、饱和持水量和田间持水量均受到林木生长的显著影响,这种影响在表层最强烈;土壤有机质含量、全氮量、碱解氮含量和速效钾含量以及土壤细菌、放线菌和真菌数量都表现出幼龄林阶段较高、其后开始明显下降且多数指标在近熟林阶段达到最低、成熟林阶段显著提高、至过熟林阶段达到整个生长发育最高水平的规律性变化。相关分析表明:土壤理化性质表现出的规律性变化与不同阶段下土壤微生物状况的改变密切相关。土壤有效磷含量仅在近熟林—成熟林阶段有显著增加,其他阶段变化不显著。在中龄林和近熟林阶段土壤出现明显的负向极化变化趋势,在该阶段进行整地、施肥等营林措施可能会对林木生长有良好的促进作用。     

贝江河林场杉木人工林凋落物储量及其持水特性

基于野外调查与室内浸水试验,研究贝江河林场不同林龄组的杉木人工林凋落物储量、持水量、持水率和吸水速率。结果表明,不同林龄杉木人工林凋落物储量为1.41～7.77 t·hm^-2,大小顺序为成熟林>近熟林>幼龄林>中林龄,且未分解层大于半分解层;最大持水量为2.88～12.01 t·hm^-2,大小顺序与总储量一致;最大持水率为171.0%～266.8%,大小顺序为幼龄林>中林龄>近熟林>成熟林。不同林龄不同分解程度凋落物的持水动态变化规律一致,即持水量和持水率随着浸水时间的增加而增加,在0.25 h前增加较快,最后达到最大值;吸水速率随着浸水时间的增加而降低,在0.5 h前吸水速率很高,之后渐渐趋于饱和;且持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。总体上,在一定的年龄范围内,林龄的增加有利于凋落物的积累和持水量的增加。     

杉木人工林凋落物分解对氮沉降增加的响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落叶分解对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理:N0（0 kg/(hm2·a),对照）、N1（60 kg/(hm2·a)）、N2（120 kg/(hm2·a)）、N3（240 kg/(hm2·a)）,每种处理重复3次。经660 d分解后,N0、N1、N2、N3处理凋落物残留率分别为24.58%、21.99%、15.46%和25.17%,分解系数分别为0.776 4、0.807 6、1.018 8和0.760 8,95%的凋落物分解所需时间分别为3.99、3.95、3.06和4.11年,表明N1、N2 促进了凋落物的分解,而N3则表现出一定的抑制作用。模拟氮沉降在一定程度增加了凋落叶中的氮含量,从而降低了碳氮比。除N3处理外,凋落物分解系数与凋落物中的氮含量呈显著的正线性关系,而与碳氮比呈负相关。      

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。     

杉木观光木混交林凋落物养分特征及动态变化

以杉木纯林为对照 ,探讨了福建三明莘口教学林场 2 7年生的杉木观光木混交林凋落物的养分特征及其动态变化。结果表明 ,各树种、各组分凋落物中N、P、K平均质量分数大小基本上为N >K >P。混交林凋落物N、K平均质量分数大于纯林 ,P质量分数略低于纯林。观光木的N、P质量分数高于混交林和纯林杉木 ;K质量分数高于纯林杉木 ,低于混交林杉木。不同树种、不同组分间N、P、K质量分数的月份动态不同。混交林全年通过凋落物归还土壤的N、P、K量分别为 4 8.5 2 8、2 .32 4、19.84 3kg·hm-2 ,纯林为 37.16 3、2 .339、18.4 0 6kg·hm-2 。混交林和纯林全年凋落物养分归还量在 3月份、8月份和 12月份出现峰值 ,N、P归还量以 3月份最高 ,K归还量以 12月份为最高 ;混交林归还土壤的N量明显高于纯林 ,K量也高于纯林 ,这对保持林地的长期肥力具有重要意义。混交林中N总归还量的季节变化模式为冬季或春季 >夏季 >秋季 ;P总归还量季节变化为 :冬季、春季 >夏季和秋季 ;K总归还量季节变化为 :冬季 >秋季 >春季 >夏季 ,其动态与混交林杉木的动态一致     

间伐对杉木人工林凋落物分解和养分释放速率的影响

明确间伐对杉木人工林凋落物分解与养分释放的影响,以期为人工林持续性经营提供科学指导。以福建省洋口国有林场板桥管护站13年生杉木人工林为研究对象,2019年设置未间伐(CK,保留密度2 505株/hm²)、轻度间伐(LIT,保留密度1 500株/hm²)、中度间伐(MIT,保留密度1 200株/hm²)、重度间伐(HIT,保留密度900株/hm²)4个处理。2020年于试验林地内采用原位分解法分析不同间伐强度处理下杉木人工林凋落物,历经1年分解时间后,其分解速率和养分释放速率的变化。结果表明,未间伐、轻度、中度、重度间伐下杉木人工林凋落物年分解速率依次为0.27,0.34,0.32,0.30 g·g^-1·a^-1;相较于未间伐,轻度、中度、重度间伐处理下杉木林凋落物分解速率分别提升25.93%、18.52%、11.11%。不同强度间伐下,杉木林凋落物C含量在180 d前下降显著,之后波动相对平稳,N、P含量呈先释放后固持的模式。双因素方差分析表明,处理和分解时...     

不同林龄的天然次生林和杉木人工林恢复过程中凋落物量变化

凋落物作为森林生产力的重要表现,其产量是调控森林生产力和生态系统物质循环的重要因子.以皆伐后,不同年龄自然恢复的天然次生林和人工恢复的杉木林为研究对象,旨在探讨天然次生林与杉木人工林的森林生产力变化规律与差异.结果表明:天然次生林凋落物年生产量5.1～8.2 t·hm-2,且随林龄增加而显著增加;杉木人工林年凋落物年生...     

杉木连栽地上闽楠与杉木林分凋落物特征比较

通过对杉木多代连栽地轮栽闽楠后凋落物的特征研究.结果表明:闽楠林分的年凋落量比杉木多代连栽林(对照)增加了2 262.02 kg.hm-2,两树种的凋落物年组成成分的变化规律基本一致,都以叶的凋落量为最大,其次是枝条,再次是花果,第4是杂叶,第5是碎屑,最少的是杂枝.闽楠林凋落物的归还模式是主峰出现在4月份,占年凋落物总量的45.37%,该月的凋落物组成以叶为主,占月凋落量的绝对量(93.43%);而杉木多代连栽林则主峰出现在8月份,占年凋落物总量的48.49%,该月的凋落物组成虽也以杉叶为主,但它只约占了月凋落量的一半(48.35%),且杉木多代连栽林最大月的凋落量比闽楠林最大月的凋落量减少了900.62 kg.hm-2.凋落物的季节归还模式2种亦不同,闽楠林呈现出春季(50.40%)>秋季(24.19%)>夏季(23.04%)>冬季(2.37%),而杉木多代连栽林则呈现出秋季(53.06%)>春季(24.07%)>夏季(15.76%)>冬季(6.48%).     

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。     

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。     

杉木人工林凋落物中微生物数量对间伐的响应

为了明晰凋落物中微生物数量对间伐强度的响应程度,以南京溧水林场间伐7 a后25年生的杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)人工林为对象,研究了不同间伐强度对凋落物中真菌、细菌、放线菌3类微生物数量季节性变化的影响。结果表明:不同强度间伐杉木人工林下凋落物中微生物的数量随季节变化差异显著,微生物数量在春季期间对间伐响应最为显著。与对照相比,春季内弱度间伐下细菌数量显著减少了61.05%(P0.01);而春季内中度间伐下的真菌和细菌数量分别减少了25.32%(P0.01)和36.14%(P0.01),放线菌则增加了30.97%(P0.05);春季内强度间伐下真菌量和放线菌数量分别增加了77.64%(P0.05)和59.35%(P0.01),细菌数量减少了42.11%(P0.01)。其中,凋落物层温度及林下植被层Margalef指数对微生物数量的影响最为显著。微生物数量的影响会导致凋落物向土壤中输送的养分不同,对提高林分生产力有重要意义。     

不同配比的杉木、火力楠凋落物中土壤酶活性的变化及其对凋落物分解的影响

以酸雨区不同配比的杉木、火力楠凋落物(A 1∶0、B 0∶1、C 1∶1、D 1∶2、E 2∶1)为对象,研究凋落物分解速率、凋落物及表层土壤酶活性及其对凋落物分解速率的影响.结果表明,分解300 d时不同配比杉、火凋落物分解速率排列顺序为处理B(27.93%)处理D(25.99%)处理E(24.55%)处理C(21.78%)处理A(21.07%).不同配比杉、火凋落物酶活性均高于表层土壤酶活性.不同配比凋落物的纤维素酶活性在分解180 d时最高,在分解300 d时最低.表层土壤酶活性随分解时间变化显著,酸性磷酸酶活性在分解120 d时最低,在分解300 d时最高;纤维素酶和蔗糖酶的活性随分解时间呈递减趋势,分解300 d时达到最低.凋落物分解速率与凋落物多酚氧化酶、酸性磷酸酶活性呈正相关,与凋落物和表层土壤的纤维素酶活性、蔗糖酶活性呈负相关.     

杉木人工林凋落物大量元素含量与通量对模拟氮沉降的响应

在杉木人工林中开展野外模拟氮沉降试验,以探讨森林凋落物对氮沉降增加的响应。通过对凋落物的化学分析发现,4种氮沉降[(N0)0、(N1)60、(N2)120、(N3)240 kg.hm-2.a-1]处理下5种大量元素的年平均含量大小顺序表现为N>Ca>K>Mg>P。相对于N0,N1、N2、N3处理增加了落叶中N、K、Mg的含量,其中使N平均含量分别增加了3.85%、7.69%、28.30%;但在一定程度上降低了P、Ca含量。经N0、N1、N2、N3处理,凋落物中N的年归还量分别为6.93、7.74、8.70、8.50 kg.hm-2;P为0.63、0.70、0.70、0.60 kg.hm-2;K为3.67、4.29、4.50、4.11 kg.hm-2;Ca为4.72、5.09、5.06、4.47kg.hm-2;Mg为2.14、2.63、2.35、2.05 kg.hm-2。N1、N2处理提高了凋落物中5种元素的年归还量,而N3处理则降低P、Ca、Mg的年归还量。各大量元素归还量在1 a中均出现2个高峰期,其中第1次峰值出现在4月份,第2次峰值出现在6月或7月份。