长沙市郊枫香人工林养分归还研究

通过野外调查和室内测试分析相结合的方法,研究枫香人工林的养分归还,为枫香人工林生态系统经营管理和物质循环研究提供科学依据。结果表明:1)枫香人工林的年凋落量为4 935.6 kg/hm2,凋落量大小依次为落叶>落枝>花果>碎屑;2)凋落物养分年归还量为111.849 kg/hm2,各元素归还量大小依次为N>Ca>K>Mg>P,各组分归还量大小为落叶>落枝>花果>碎屑;3)降水淋溶养分年归还量为105.823 kg/hm2,各元素淋溶量大小依次为Ca>K>Mg>P>N;4)枫香人工林总的年养分归还量为217.672 kg/hm2,各元素归还量大小依次为Ca>N>K>Mg>P。因此,在降水较丰富的亚热带地区,降水淋溶对枫香人工林养分归还的作用不可忽视。     

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。     

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。     

氮沉降对杉木人工林凋落物大量元素归还量的影响

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)凋落物养分归还对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理,分N0(对照)、N1、N2、N3共4种处理,N沉降量分别为0,60,120,240kg N/(hm2.a)。每处理重复3次。通过3a监测发现,经N0、N1、N2、N3处理,N元素平均年归还量分别为8.49,8.51,9.57,9.37kg/hm2,P分别为0.74,0.68,0.73,0.72kg/hm2,K分别为3.57,3.93,4.02,3.98kg/hm2,Ca分别为6.81,6.96,6.76,7.12kg/hm2,Mg分别为2.12,2.22,2.08,2.30kg/hm2,相对于N0处理,各水平的氮沉降处理在3a时间里表现为提高凋落物N归还量的作用,但是增长幅度有下降的趋势,对P元素归还有抑制作用,对K、Ca、Mg元素先期表现为促进其归还量的作用,但在后期逐渐有呈抑制的趋势。各处理凋落物5种元素归还量均在2,4,7月出现3个明显的归还高峰期,最大值均出现在7月份。     

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。     

密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配研究

对密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配的研究结果表明:29年生油松林的生物量为92 627 kg/hm².油松林不同器官中各养分元素的含量差异较大,在叶、枝和干中各养分元素的含量顺序分别为N(K)>K(N、Ca)>Ca(K)>Mg(P)>P(Mg).根系中的养分元素随着根系直径的增加呈各养分元素的含量降低.油松林生态系统5种养分元素的贮存量为695.17 kg/hm².若以各养分元素在油松林生态系统中的贮存量来计,则N的贮存量最大,P的最小,不同养分元素贮存量的顺序N>Ca>K>Mg>P.油松林生态系统对N元素的富集能力最强,不同器官中各养分元素的富集系数排序均为N>P>K>Ca>Mg.油松林每积累1 t干物质需N、P、K、Ca和Mg等5种养分元素共计7.51 kg.     

福建侵蚀坡地果园龙眼凋落物的年变化及库流量

 为了了解侵蚀坡地生态果园的物质和能量流动,研究了福建侵蚀坡地果园龙眼凋落物年变化规律和凋落物的养分含量和年库流量。结果表明:龙眼果树年凋落量为48.513kg/株,叶、枝、花和果分别占32.41%、13.15%、1.97%和52.47%;龙眼果树月凋落量季节变化规律是单峰型的,8月凋落量为29.115kg,与其他月份之间有显著差异,占全年的60.01%。凋落叶N、P、K含量季节变化大于Ca和Mg,Ca、Mg季节间变化不明显。通过龙眼凋落物归还的年库流量为697.91kg/hm2。凋落物中5种养分中,年库流量大小顺序为Ca>K>Mg>P>N((446.02>115.73>74.31>37.47>24.39,kg/hm2),各元素的含量所占比例,凋落叶78.59%,枝14.88%,果3.54%,花2.99%。果树叶片凋落前因N、P、K迁移而导致落叶中N、P、K浓度比成熟叶的低,但三者存在着元素间的差异,Ca不迁移,Mg有月份间差异;果树叶片凋落前,N、P、K的年回流量分别为7.420、6.374、53.152kg/hm2,9月份回流量最多,分别为3.632、3.762和21.920kg/hm2。     

太行山地区侧柏人工林主要养分元素分配及循环特征

为了解侧柏(Platycladus orientalis)人工林养分循环特征,以太行山丘陵区侧柏人工林为研究对象,采用样地标准木收获法,对其生物量和养分循环进行了研究.结果表明:(1)侧柏人工林(26 a)生物量约45.55t/hm2,林分净生产力为2.07 t/hm2;生物量分配排序为;树干树根树皮树枝树叶.(2)林分营养元素积累量为455.23 kg/hm2,积累量的排序为:CaNP.(3)灌草植被层营养元素积累量顺序为:CaNP,灌草层3种元素总贮量仅占乔木层的5.5%.(4)凋落物营养元素年归还量为337.12 kg/hm2,3种营养元素归还量排序为:CaNP,Ca的年归还量最高,为271.66 kg/hm2,分别是N和P的4.42倍和69.12倍.(5)年吸收量、年存留量、养分年归还量和富集系数排序均为CaNP;吸收系数排序为CaNP;利用系数、循环系数排序是NCaP,侧柏对N的利用系数最大;Ca的富集能力最强.分别是N,P的1.9和2.8倍.侧柏的N周转时间最短(1.22 a),P周转时间最长(3.63 a),Ca周转时间居中(1.43 a).     

桂西北12年生光皮桦人工林养分积累及其分布特征

采用标准样地法对广西天峨县12年生光皮桦人工林5种养分元素(N、P、K、Ca、Mg)的含量、积累量及其分配特征进行了研究。结果表明,光皮桦各组分养分含量由大到小依次为树叶、树枝、干皮、树根、干材;不同器官养分元素含量以N、K或Ca最高,其次是P,Mg最低。12年生光皮桦人工林养分积累量为1118.37 kg/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层和凋落物层养分积累量分别为930.18、64.88、35.34和87.97 kg/hm2,分别占养分总积累量的83.17%、5.80%、3.16%和7.87%。光皮桦人工林5种养分元素年净积累量为77.53 kg/hm2,不同器官年净积累量排序为干材树枝干皮树叶树根。     

不同梯度氮沉降对亚热带甜槠林凋落物及养分的影响

[目的]分析不同梯度氮沉降作用下亚热带常绿阔叶甜槠(Castanopsis eyrei)林凋落物量及养分变化规律,从而为亚热带地区氮沉降研究提供数据参考与理论依据。[方法]对安徽省仙寓山地区设置不同梯度施氮对照试验,长期实地监测甜槠林凋落物量及其养分的响应状况。[结果]凋落物量大小顺序为:高氮加磷(HN+P)低氮(LN)高氮(HN)对照CK,不同处理间的差异未达到显著水平;但是落叶量LN与CK之间差异显著(p=0.023)。各处理凋落物量的月变化模式均呈双峰型,分别在4和11月达到峰值;凋落物中各组分所占比例从大到小均为:叶果枝碎屑花皮;施肥处理不同程度上改变了落果量的比重:HN+P(27%)HN(25%)CK=LN(23%)。甜槠林C,N,P,K,Ca,Mg这6种大量元素的养分年归还量共计:HN+P 4.62t/(hm2·a)CK 4.44t/(hm2·a)HN 4.17t/(hm2·a)LN 3.96t/(hm2·a);不同处理各养分(K除外)归还量均表现为上述关系,且HN+P与CK之间的N,P的养分归还量差异显著(p=0.047;0.023)。对于各组分而言,落叶的养分归还量占年养分归还量的52%~58%。[结论]模拟不同梯度的氮沉降处理在一定程度上改变了甜槠林凋落物总量的大小及其组成比例,且影响到其他养分的吸收及归还量。     

亚热带3种森林凋落物量及碳氮归还动态变化

[目的]探明亚热带不同森林类型的碳汇功能,为森林经营和针叶林改造中的树种选择提供指导。[方法]基于月动态监测,研究了罗卜岩自然保护区亚热带常绿阔叶林(米槠林)、常绿-落叶阔叶混交林(闽桦-闽楠林)和针叶林(马尾松林)3种森林类型的凋落物产量及碳氮归还动态变化。[结果](1) 3种林分中马尾松林的年总凋落量最高[9 815 kg/(hm²·a)],其次为闽桦-闽楠林[9 207 kg/(hm²·a)],米槠林最低[8 083 kg/(hm²·a)],叶是闽桦-闽楠林和马尾松林凋落物的主要组分,而米槠林凋落物以碎屑等其他组分为主;3种森林的总凋落量、叶、花果和其他组分凋落量月动态均呈双峰型曲线,峰值分别出现在11—12月和次年的4—5月。(2) 3种林分总凋落物碳归还量为马尾松林[4 970 kg/(hm²·a)]>闽桦-闽楠林[4 458 kg/(hm²·a)]>米槠林[3 804 kg/(hm²·a)],总凋落物氮归还量为闽桦-闽楠林[160 ...     

红壤侵蚀区不同生态修复措施对凋落物量及其养分归还的影响

通过野外定位监测和取样分析,探讨在红壤侵蚀区采取4种生态修复模式(马尾松林、修沟种草马尾松林、修竹节沟马尾松林和封禁马尾松林)27年后,其林分凋落物量及其养分归还动态。结果表明,4种修复措施林分的年凋落物总量分别为3 267.30,3 530.58,3 937.67,4 997.88kg/hm2,说明封禁处理对于提高林分凋落物量效果显著。各修复措施凋落物量呈现明显的季节动态,全年凋落物呈现单峰型,峰值均出现在8月份。4种修复措施(马尾松林、修沟种草、修竹节沟和封禁)凋落物的5种元素(N、P、K、Ca、Mg)归还总量分别33.83,38.90,48.39,64.40kg/hm2,大小顺序为:封禁>修竹节沟>修沟种草>强干扰马尾林,其中N元素的年通量变化为23.33～47.60kg/hm2,P为0.50～0.96kg/hm2,K为5.40～8.62kg/hm2,Ca为4.02～6.33kg/hm2,Mg为0.58～0.89kg/hm2。     

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。     

地表凋落物对油松、沙棘人工林土壤呼吸的影响

通过对黄土丘陵区油松、沙棘人工林自然组(含凋落物)和去凋组(不含凋落物)土壤呼吸、5cm土壤温度和含水量的监测,研究地表凋落物对土壤呼吸的影响。在两种林分内分别设置20m×20m样地,样地内随机设置5个观测点,于2015年6月到2016年5月使用LI-8100系统进行监测。结果表明:(1)自然组油松林和沙棘林土壤呼吸季节动态及日动态均表现为单峰型变化曲线,沙棘土壤呼吸年均值[2.10μmol/(m~2·s)]显著高于油松[1.56μmol/(m~2·s),p0.05];去除凋落物后,两种林分土壤呼吸与自然组具有相似的季节及日动态特征,但土壤呼吸年均值不存在显著性差异。(2)沙棘林自然组土壤呼吸年均值显著高于去凋组[1.58μmol/(m~2·s),p0.05],凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率为15.81%;油松林自然组与去凋组土壤呼吸年均值差异不显著,凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率仅为1.61%。(3)自然组和去凋组中油松、沙棘林土壤呼吸与温度均存在显著指数关系(p0.05),与含水量则存在显著线性负相关关系(p0.05);两组处理土壤温度和含水量对土壤呼吸的单独解释量均较低(0.05%~37.82%),土壤呼吸主要受到温度和含水量共同作用的影响(8.01%~66.44%)。地表凋落物显著提高了沙棘林土壤呼吸的Q10和土壤呼吸量,但仅显著提高了油松林的Q10,对土壤呼吸量并未显著增加。油松林作为黄土丘陵区水土保持及生态恢复的造林树种更有利于该地区林地碳汇功能的提升。     

宁夏六盘山几种典型水源涵养林林分结构与水文功能的关系简

为量化水源涵养林林分结构与其水文功能之间的关系,以宁夏六盘山香水河小流域内的4种典型结构林分（华北落叶松＋灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林）为对象,在生长季内定位观测各林分的结构特征、冠层和枯落物截持及林下蒸散量的变化.结果表明：1）林冠截留率的大小表现为天然灌丛林（25.92％）＞华北落叶松纯林（23.38％）＞华北落叶松＋灌木复层林（22.81％）＞稀植乔木的天然灌丛林（22.07％）.2）林下枯落物层的持水性能表现为华北落叶松＋灌木复层林（26.49 t/hm2）＞华北落叶松纯林（23.06 t/hm2）＞稀植乔木的天然灌丛林（16.89 t/hm2）＞天然灌丛林（14.45 t/hm2）.3）林下日均蒸散量以稀植乔木的天然灌丛林最大（1.09 mm/d）,其次为华北落叶松＋灌木复层林（0.96 mm/d）,而华北落叶松纯林（0.88 mm/d）和天然灌丛林较小（0.69 mm/d）.4）回归分析表明：冠层截留量随着林分叶面积指数的增加而增加,在不同降雨强度条件下（除暴雨外）,二者的关系可以很好地用指数函数来表达（P＜0.01）;在排除林外气象因子变化对林内环境的干扰外,林下蒸散量随着林分叶面积指数的增加而呈对数函数的下降趋势（R2=0.639,P＜0.01）.     

长江流域油?稻与麦?稻轮作体系周年养分收支差异

【目的】 评估1990—2017年长江流域不同轮作体系周年养分收支平衡,比较油?稻与麦?稻轮作体系养分收支差异,为提高周年养分利用效率、优化水旱轮作区域养分资源的合理分配提供依据。 【方法】 收集了长江流域[四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和上海等省 (市)] 513个试验的油?稻与麦?稻轮作体系各季作物施肥量、生物量 (含秸秆和根茬及落叶归还)、养分含量、积累量,分析了油?稻与麦?稻轮作体系周年氮、磷、钾养分收支平衡,比较和评估了两种轮作体系氮的损失量 (包含NH₃挥发、N₂O排放以及氮的径流和淋溶)。 【结果】 油?稻轮作周年平均化肥投入量为N 378.5 kg/hm2、P₂O₅ 169.9 kg/hm2和K₂O 225.7 kg/hm2,麦?稻轮作为N 394.4 kg/hm2、P₂O₅ 172.5 kg/hm2和K₂O 210.8 kg/hm2,两种轮作方式施肥量未表现出明显差异。油?稻轮作还田生物量 (18984 kg/hm2) 高于麦?稻轮作 (18123 kg/hm2)。油?稻轮作周年养分归还量为N 142.5 kg/hm2、P₂O₅ 46.4 kg/hm2和K₂O 441.3 kg/hm2,较麦?稻轮作分别高出9.7%、6.7%和27.4%。落叶是油菜季养分归还量的重要部分,其带入的氮、磷、钾养分分别占到油菜还田养分总量的29.3%、18.5%和16.3%,使得油菜季养分输入量明显高于小麦季;而小麦由于群体生物量大,两种轮作模式水稻季的养分输入以麦?稻轮作优势明显 (钾素除外)。麦?稻轮作周年地上部养分带走量为N 333.9 kg/hm2、P₂O₅ 125.8 kg/hm2和K₂O 379.3 kg/hm2,分别较油?稻轮作高出14.6%、2.1%和?13.4%。油?稻与麦?稻轮作周年氮损失量分别为N 96.7和88.8 kg/hm2,占周年施氮量的22.5%～25.5%。油菜季氮损失量平均N 34.5 kg/hm2,略高于小麦季的N 29.8 kg/hm2。水稻季氮损失量明显高于旱季作物,两种轮作体系相差较小 (N 59.0～62.2 kg/hm2)。不同氮损失途径中,NH₃挥发损失的氮所占比例最大,占各季施氮量的7.2%～18.4%;其次是氮的淋溶和径流损失,约为6.7%～12.7%;N₂O排放所占比例最小 (1.1%～2.1%)。秸秆不还田时,油?稻轮作体系氮素盈余N 37.3 kg/hm2,麦?稻体系持平或略有亏缺 (N ?6.0 kg/hm2),两种轮作体系P₂O₅盈余53.3～58.4 kg/hm2、K₂O亏缺138.3～145.0 kg/hm2。秸秆还田后,油?稻轮作体系周年养分收支平衡量为N 133.0 kg/hm2、P₂O₅ 93.1 kg/hm2和K₂O 229.0 kg/hm2,分别较麦?稻轮作高出30.9%、3.2%和28.7%。 【结论】 水旱轮作体系在秸秆不还田时,油?稻体系氮盈余,麦?稻体系氮持平或略有亏缺,两个体系磷均有盈余而钾素处于亏缺状态。秸秆还田时,两种轮作体系氮、磷、钾均表现为盈余,说明秸秆还田能够增加养分输入,维持土壤养分的平衡。由于油菜落叶归还大量氮素,油?稻轮作较麦?稻轮作体系氮素盈余量高,因此,油?稻轮作可考虑降低氮肥的施用。      

施氮量对太湖地区设施菜地年氮素淋失的影响

采用田间小区试验,研究了太湖地区设施菜地一年三季作物（番茄-莴苣-芹菜）氮素淋失特征。结果表明：太湖地区设施菜地氮淋失以NO3--N为主,氮素淋洗量受施氮量的直接影响,以农民习惯施氮量（N5）处理下的淋洗总量最高,全年TN淋失总量高达193.6 kg.hm-2。在N5基础上减施N 40%（N3）可分别减少番茄、莴苣和芹菜季TN淋洗损失40.4%、49.2%和57.5%,同时可分别增产15.1%、39.0%和27.8%。设施菜地氮素淋洗高峰发生在揭棚期（7—11月）,其中包括揭棚休闲期和莴苣生长前期。揭棚期淋洗液TN平均浓度为51.1 mg.L-1,是盖棚期TN浓度的1.7倍;TN淋洗量为129.2 kg.hm-2,约占全年总氮淋洗量的66.7%。     

麦秸还田对水稻产量及地表径流NPK流失的影响

在大田试验条件下,以水稻品种运2645为供试材料,设置常规处理（A）、麦秸还田（B）、麦秸还田减肥（C）、肥料运筹（D）和旋耕（E）5个处理组合,研究不同处理对水稻产量及农田地表径流NPK流失的影响。结果表明：（1）麦秸还田使水稻产量比常规处理增加3.0%左右;（2）试验年度稻季农田总地表径流水量为4.3×103m3·hm-2;（3）麦秸还田减肥和麦秸还田处理比其处理明显降低农田地表径流水体NPK流失量,不同处理地表径流总N流失量由低到高依次为麦秸还田减肥、麦秸还田、常规处理、肥料运筹和旋耕,不同处理地表径流总P和K的流失量由低到高依次为麦秸还田减肥、麦秸还田、肥料运筹、常规处理和旋耕;（4）麦秸还田能够降低稻田地表径流NPK的流失率,但麦秸还田减肥处理由于流失量减小幅度远低于肥料施用量的减小幅度,其NPK流失率均表现为最高;（5）麦秸还田使水稻产量略有增加,使稻田地表径流水体NPK流失量和流失率均明显降低。