不同演替程度下马尾松人工林生物多样性对生物量的影响

  目的  为了解决长期纯林经营模式下马尾松Pinus massoniana林地力衰退、生物多样性降低、生物量下降等问题，探究马尾松人工林在自然演替程度下生物量与生物多样性变化规律以及相关关系。  方法  以湖北省荆门市京山县太子山3种不同自然演替程度下的马尾松人工林为研究对象，采用典型样地法探究其生物量与生物多样性、林分密度之间的关系。  结果  ① 40年生林分与50年生林分的生物量相对于30年生林分具有显著差异(P＜0.05)，其中40年生林分的平均生物量最高。②多样性指数随着演替的进行不断增加，但在不同演替阶段有所差异。其中Shannon-Wiener指数与Simpson指数在各个演替阶段之间都具有显著差异(P＜0.05)；Pielou指数在40年生林分与50年生林分之间差异不显著(P＞0.05)，但都与30年生林分差异显著(P＜0.05)；功能丰富度、功能多样性与Pielou指数变化一致；功能离散度在40年生林分与其他演替阶段的林分都差异不显著(P＞0.05)，30年生林分与50年生林分差异显著(P＜0.05)；功能均匀度在各个演替阶段林分之间都具有显著差异(P＜0.05)。③林分密度在40年生林分与其他演替阶段的林分都差异不显著(P＞0.05)，30年生林分与50年生林分之间差异显著(P＜0.05)，其变化趋势随着演替程度的进行有所增加。④最佳解释模型中，解释变量包含功能离散度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou指数，其中功能离散度相较于其他物种多样性指数更能有效地解释生物量的变化。  结论  生物多样性因子对生物量的变化具有一定可解释性，其中功能参数中的功能离散度对于生物量的影响最大。图1表4参34     

白洋淀菹草不同生长期生物量与水质指标动态变化

以白洋淀王家寨淀区菹草为对象,分别在菹草返青期、指数生长期、芽殖体发生期和植株衰亡期,对各采样点菹草的生物量以及该采样点在各时期的水质、底泥和菹草植株中的氮磷含量进行分析.结果表明:菹草指数生长期,生物量增大,淀区水体的溶解氧含量升高,最大值可达9.30 mg/L,化学需氧量、氨氮、总氮、总磷和正磷酸盐含量大幅下降,最...     

干扰对固沙樟子松林凋落物特征及持水性的影响

为明确干扰对樟子松Pinus sylvestris var.mongolica固沙林凋落物水文生态功能的影响,采用野外调查与室内持水法,选择章古台林龄为37和46 a樟子松为对象,以邻近立地条件一致的围封林地为对照,研究干扰对不同类型凋落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率等特征的影响。结果表明:①樟子松林下凋落物盖度、厚度与蓄积量在干扰条件下分别为60%~85%,0.4~1.4 cm和1.8~2.8 t·hm-2,均极显著小于封闭条件（P < 0.001）。②不同类型凋落物的最大持水量为（0.24±0.04）~（15.02±3.56）t·hm-2,总体表现为在干扰条件下均显著小于封闭条件（P < 0.05）;在干扰条件下,不同凋落物的最大持水率从大至小依次为草本类、松针类、其他类,而在封闭条件下表现为草本类、其他类、松针类;不同凋落物的持水过程总体表现为初期大幅增加,其后趋缓,但是其快速持水的早晚各异,且草本类凋落物持水快速期在干扰条件下有所提前。③草本类凋落物的前期吸水速率明显高于松针类和其他类;草本类凋落物吸水速率在干扰条件下高于在封闭条件下;在干扰条件下,松针类凋落物的吸水速率较其他类的低,而在封闭条件下较高。总之,长期的松针收集与放牧干扰,通过影响樟子松林凋落物蓄积量、组成结构及其持水性,限制樟子松人工林的水文功能,亟需制定相应的经营与管理措施。     

不同坡位50年生木荷人工林水源涵养能力分析

在调查50年生木荷人工林生物量的基础上,进一步分析了不同坡位林分乔木层、灌木层、草本层、凋落物层及土壤的水源涵养能力。结果表明,随着坡位上升,林分不同层次生物量呈下降趋势,乔木层、灌木层、草本层、凋落物层及土壤的水源涵养能力也呈下降趋势,且下坡位林分不同层次水源涵养能力与上坡位相比差异达显著或极显著水平。     

大连城市森林群落植物功能性状对土壤环境的响应

对大连城市森林群落植物功能性状及其与土壤环境因子的相关性随演替阶段的变化,包括不同群落演替中植物功能性状叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、平均冠幅、平均胸径、平均盖度、平均树高、叶碳量的变化规律,以及植物功能性状与土壤环境(土壤养分、植物凋落物重量及分解与地下食物网)的关联进行研究。结果表明,自然群落黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林演替过程中叶干物质含量呈上升趋势,叶厚度、比叶面积呈下降趋势;而半人工群落黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林演替过程叶干物质含量下降、叶厚度下降,比叶面积呈上升的趋势。黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林平均胸径、平均冠幅、平均盖度呈上升趋势;而在黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林呈下降趋势。平均树高在黑松林、黑松-栎树混交林、栎树林呈下降趋势,在黑松林、黑松洋槐混交林、洋槐阔叶林呈上升趋势,其与土壤有机碳显著负相关。围绕植物功能性状与生态系统养分循环功能的关系,进一步讨论了其在群落演替过程中的变化规律,可为研究大连城市森林群落水平的植物功能性状对土壤环境的响应提供科学依据。     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响

为研究长期不同施肥方式对土壤微生物量碳、氮、磷含量的影响,以国家黄土高原农业生态试验站长期定位施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,应用氯仿熏蒸-浸提法和生态化学计量比,研究了30 a不同施肥方式下土壤微生物量碳、氮、磷含量变化及其与土壤基本理化性状的关系。结果表明:长期施肥较CK处理均能提高土壤微生物量氮、磷含量;与CK相比,施用化肥处理的微生物量碳含量均有所降低,而微生物量氮、磷含量显著提高;除NM处理外,施用有机肥处理的土壤微生物量碳、氮、磷含量较CK处理均显著提高。长期单施化肥、有机肥和化肥有机肥配施处理的微生物量C∶N显著低于CK处理,等量施磷处理(P、NP、PM、NPM)的微生物量C∶P、N∶P均低于CK和其余施肥处理,而NM处理的微生物量C∶P、N∶P显著高于其余处理。冗余分析显示,土壤全氮(F=13.9,P=0.002)对土壤微生物生物量影响最大,解释了微生物量变化的5.3%,各理化性质的影响顺序为全氮全磷pH有机质;相关性分析表明,土壤微生物量碳、磷分别与土壤有机质、全氮、全磷呈显著正相关,土壤微生物量氮与有机质、全氮呈显著正相关。长期单施化肥使土壤酸碱度发生改变,对微生物的生命活动产生抑制作用。而长期化肥配施有机肥能不同程度提高土壤养分含量,促进土壤微生物的生长繁殖,进而增强微生物对碳、氮、磷等元素的吸收利用,对于提高土壤肥力和肥料利用率具有重要意义。     

营养盐加富和鱼类添加对浮游植物群落演替和多样性的影响

浮游植物是水体生态系统敞水区最重要的初级生产者,其组成与多样性反映了群落的结构类型和存在状态。通过围隔实验,模拟水库春季发生的营养盐加富和鱼类放养的干扰,分析在这两种干扰下的浮游植物群落演替过程中优势种和稀有种的变化,并通过以丰度与生物量为变量的香农和辛普森多样性指数的计算,分析浮游植物群落演替过程中的多样性变化特征。结果表明,营养盐加富干扰下的浮游植物群落的优势种变化和演替更为明显,营养盐加富与鱼类添加对浮游植物群落多样性变化的影响符合中度干扰理论。在优势种优势度变化较大的浮游植物群落演替过程中,多样性指数与浮游植物生物量有较高的负相关性。在浮游植物群落演替过程中,香农和辛普森多样性指数的变化趋势基本一致,采用丰度与生物量为变量的两种多样性指数的计算结果对实验系统中浮游植物群落多样性的分析结果没有明显的影响。     

川南天然常绿阔叶林人工更新后枯落物对土壤供氮潜力的影响

该文通过实验室土壤培养试验,研究了天然常绿阔叶林及其人工更新成檫木林、柳杉林后0~20cm土层土壤在25℃、自然含水量和添加不同枯落物条件下,培养15、30、45、60、75、90d土壤供氮能力的差异.结果表明:在不添加枯落物时,土壤铵态氮、硝态氮、总无机氮和微生物量氮含量以及硝化速率、氮净矿化速率,均为天然常绿阔叶林>檫木林>柳杉林;各林分土壤添加其枯落物后,土壤铵态氮、硝态氮和总无机氮含量以及氨化速率、硝化速率、氮净矿化速率均高于不添加枯落物土壤,而且在檫木林、柳杉林土壤中添加天然常绿阔叶林枯落物比添加其自身林地枯落物高;微生物量氮含量与铵态氮、硝态氮和总无机氮含量以及硝化速率、氮净矿化速率均存在显著相关性.这说明了天然常绿阔叶林人工更新后土壤供氮能力和微生物生物量下降,天然常绿阔叶林枯落物与檫木林和柳杉林枯落物相比,对土壤供氮能力和微生物生物量的影响作用更大,微生物量氮含量的变化能较好地反映土壤供氮能力的变化.因此,枯落物数量和质量对林地土壤供氮能力和微生物生物量具有重要作用,研究结果为保护天然常绿阔叶林、选择适宜的更新树种和天然常绿阔叶林人工更新后林地土壤的科学管理提供依据,也为退耕还林中树种的选择提供参考.     

长江上游华山松水土保持人工群落的结构特征与生物量

通过定位监测与样地调查，分析了长江上游华山松水土保持人工群落的结构特征，并对其生物产量进行了测定。结果表明：由于人工林分造林密度大，以及人为干扰的作用，影响到林下灌木、草本层的生长和发育，凋落物层也被严重破坏，群落结构简单，表现为乔木层和草本层的二层结构特征。因此，合理的林分密度和对凋落物层的保护是水土保持人工群落组建与经营管理的二个重要方面。流域16年生华山松人工群落总生物量为45．39t/hm^2，其中乔木层生物量为42.84t/hm^2，占群落总生物量的95.40%，灌木、草本和凋落物层的生物量分别与占群落总生物量的0．60％、1．80％和2．20％。     

针阔混交林次生演替群落土壤营养元素的对比研究

[目的]群落演替和土壤环境的关系一直是生态学研究的重要领域。[方法]采用时空迭代法,在吉林省左家自然保护区内选择典型、有代表性的针阔混交林次生演替阶段群落,进行植被调查和土壤分析。[结果]在同一气候和母质条件下,针阔混交林次生演替群落中土壤有机质与氮、磷、钾等在剖面分布上的变化趋于一致,且在表层土壤中养分积累作用明显,与凋落物-土壤的分解吸收作用有关。随着群落演替的发展,土壤养分含量明显提高,土壤营养元素供给能力有较大幅度的改善,改善后的土壤条件更适合下一代群落的生长。群落自组织、自我施肥能力增强与植物群落演替规律相适应。[结论]该研究为进一步研究多种干扰形成的"干扰系统"、群落动态变化以及东北地区次生林保育与生态恢复等提供依据。     

中度放牧干扰对草地生物多样性影响的思考

综述了不同放牧强度干扰下对草地生态系统的影响。超载放牧干扰下草地严重退化;禁牧、轻度干扰的围栏草地,生物多样性也不高;而中度放牧却促进了草地的生长,草地产量、质量和地上、地下生物多样性均有不同程度的提高。因此,在轻、中度退化草地,应提倡中(适)度放牧干扰,以促进我国退化草地的恢复生长。     

桂西北细叶云南松天然林凋落物及土壤养分特征

细叶云南松(Pinus yunnanensis var.tenuifolia)是南盘江流域典型的植被类型,它在该流域的水土保持、水源涵养方面扮演重要的角色,然而鲜少有人关注其林下凋落物和土壤养分特征。本研究选择经不同历史干扰后恢复形成的3种树种组成不同的细叶云南松天然次生林为对象,研究其凋落物量、凋落物养分归还量及其与土壤养分含量的相关关系。结果表明,年凋落物生物量为12 462.90～14 273.49kg·hm^-2,其中凋落叶生物量为4 047.17～7 353.23kg·hm^-2,占总量的61.1%～67.0%。凋落物生物量的月动态呈双峰型,最大值出现在4月和11月,最低值出现在9月。凋落物养分归还量以N、Ca和K较高,P较低,各组分养分归还量为针叶(16.13kg·hm^-2)>阔叶(13.20kg·hm^-2)>树枝(4.02kg·hm^-2)>杂物(10.05kg·hm^-2)。不同林分间土壤养分与各组分的营养元素归还量关系密切,其中与针叶养分归还量呈负相关,与阔叶、枝和杂物呈正相关。     

紫金山风景林生物量及其驱动因素时间轨迹分析

以南京紫金山国家森林公园为研究区域,以2002年100块样地调查数据、免费开放的2001—2010年Landsat时间系列堆栈(LTSS)数据为主要信息源,分别采用原始波段、辐射校正、光谱指数+地形因子3种策略建立2002年风景林生物量K最邻近算法估测模型。在精度验证基础上,分森林公园综合整治前(2001—2004年)、综合整治中(2005—2007年)、综合整治后(2008—2010年)3个时段,对研究区域2001—2010年的风景林生物量变化及其驱动因素进行了时间轨迹分析。研究表明:1)在3种KNN建模策略当中,光谱指数+地形因子的综合策略相关系数最高,标准误差、平均相对误差最低,预测精度最高;2)2001—2010年,研究区域风景林生物量分别呈现缓慢下降、先降后升、缓慢上升的复杂变化趋势;3)2001—2010年,研究区域的森林干扰经历了上下小幅波动、缓慢增强、迅速下降3种不同的变化趋势;4)在空间分布格局上,风景林生物量在3个时段分别经历了聚集性缓慢增强、破碎化加剧、趋向稳定3种变化趋势。本文的研究成果可以为区域、长时间尺度上包含森林干扰与恢复因子的高精度碳计量模型的建立提供科学依据。      

北京松山森林动态模拟研究

运用改进的林隙模型ZELIG,对北京松山自然保护区的森林动态进行模拟和验证.结果如下:①模型能够合理地模拟华北暖温带阔叶林区森林的演替过程;群落先锋树种以山杨、白桦为主,100年后可达到相对稳定;建群种包括蒙古栎和油松,这两个种互为消长,栎类优势更显著.②模型较准确地量化模拟出树种组成和生物量,其中,建群种的模拟结果与观测值基本一致;先锋种模拟结果总体优于单个树种的模拟.③对松山自然保护区的森林演替趋势进行预测:不同的初始状态对森林组成和生物量有较大影响,但系统都有回复到同一状态的趋势,且起始于蒙古栎林比起始于油松林回复速度快;有林地中的伴生种受压状态明显;起始于蒙古栎林时生物量均值最大,而起始于油松林时最稳定.      

蜡蚧轮枝菌液体发酵的代谢动力学

研究蜡蚧轮枝菌菌株在19 L全自动发酵罐发酵培养过程中生物量、产孢量和营养物质等代谢变化,并对其动力学特性进行了分析.结果表明,蜡蚧轮枝菌在发酵过程中菌体生长可分为延迟期、指数生长期、稳定期和衰退期,菌体生长量与葡萄糖消耗量密切相关,同时液生孢子产量的发酵动力学特征为部分生长连动型发酵.     

桂西北喀斯特山区非共生固氮速率随退耕后生态演替变化特征

非共生固氮是自然生态系统外源氮输入的重要途径,对生态系统结构、过程和功能均具有重要影响。然而,目前对非共生固氮速率随生态演替变化特征及其主控因素的认识非常欠缺。本研究采用乙炔还原法分别在生长季和非生长季测定了桂西北喀斯特山区不同演替阶段生态系统,即草丛、灌丛和次生林中不同组分(土壤、凋落物和苔藓)的非共生固氮速率。结果表明,不同生态系统组分非共生固氮速率随生态演替变化趋势不一。总体来看,土壤和凋落物的非共生固氮速率表现为随生态演替先降低后升高的趋势,而苔藓的非共生固氮速率在演替早期和中期无显著(p 0.05)变化,后期显著(p 0.05)升高。非共生固氮年通量在草丛阶段为(1.21±0.06) kg N/(hm~2·a),显著高于灌丛((0.23±0.03) kg N/(hm~2·a))和次生林((0.65±0.04) kg N/(hm~2·a))。多元线性回归分析结果表明,生态系统各组分含水率、有机碳、全氮和C∶N比的变化是控制非共生固氮速率随生态演替变化的主要因素。研究结果有助于深入认识喀斯特生态系统氮循环特征,并为生态恢复过程中氮累积提供了一种机理解释。     

不同利用方式对灯芯草群落固碳能力的影响

本文以贵州龙里草原为试验地,通过对龙里灯芯草群落的植被、地表凋落物和土壤各主要组分进行实地观测,探究围栏、刈割、放牧三种利用方式对草地固碳能力的影响。结果表明:三种利用方式植被地上生物量围封最大、刈割次之、放牧最小(P<0.01),但不同利用方式对凋落物影响不显著。三种利用方式植被地下生物量影响不一,对(0-5)厘米土壤根系不显著;对(5-20)厘米土壤根系影响显著(P<0.01)。不同利用方式对土壤有机碳,总氮的影响显著(P<0.01),对土壤总磷及容重的影响不大。三种利用方式主要通过改变土壤主要组分渐而影响植被生长改变植被生物量,从而改变灯芯草群落的固碳能力以及对环境的贡献;围栏、放牧、刈割通过改变土壤有机碳及容重改变土壤的固碳能力。     

长期施用磷肥水稻土微生物量磷的季节变化特征与差异

【目的】 研究长期不同施肥处理下,水稻不同生育时期土壤微生物量磷的动态变化与差异,揭示其变化特征与土壤磷素供应的关系。 【方法】 以长期试验小区为平台,设置对照（CK）、氮钾肥（NK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）等4个不同施肥处理,在水稻的分蘖期、孕穗期、灌浆期、完熟期分别采集0—20 cm土层土壤,测定土壤全磷、有效磷、微生物量磷和酸性磷酸酶活性。 【结果】 与不施磷肥处理（CK、NK）相比,施磷肥处理（NP、NPK）显著提高了土壤全磷和有效磷含量,增幅分别达88%—118%和337%—903%。不同施肥处理对微生物量磷具有显著影响,除分蘖期外,施磷肥处理（NP、NPK）微生物量磷含量显著高于不施磷肥处理（CK、NK）,提高了103%—250%;微生物量磷的季节变化呈先上升后下降的趋势,在灌浆期达到最高。酸性磷酸酶活性以NK处理灌浆期最高,比CK高38%;同时,该处理微生物量磷的周转率最大,每个生育期内可循环1.31次。相关性分析表明,土壤微生物量磷与土壤全磷和有效磷显著正相关。 【结论】 微生物量磷随不同施肥处理和水稻生育时期变化规律明显,与土壤磷有效性密切相关。     

模拟降雨条件下林下枯落物层减流减沙效应

通过室内模拟降雨试验,研究了不同坡度、雨强条件下枯落物覆盖对坡面产流过程和侵蚀过程的影响。结果 表明:1)枯落物单位面积生物量越大,坡面产流越迟,并且枯落物覆盖延迟地表径流产生的作用在30 mm/h 雨强下 较60 mm/h 更为突出;2)坡面总径流量随枯落物单位面积生物量增大而减小,30 mm/h 雨强下减少率在4.8% ~ 54.8%之间,60 mm/h 雨强下减少率在4.2% ~ 26.8% 之间,30 mm/h 雨强下枯落物的减流效应要优于60 mm/h 雨 强;3)坡面产沙率和总产沙量均随枯落物单位面积生物量的增大而减小,当枯落物生物量为50 g 时,坡面的总产沙 量相比裸坡可降低56.2% ~68.0%,枯落物生物量达到200 g 之后坡面总产沙量相比裸坡能降低92.2%以上,即使 在60 mm/h 雨强下枯落物层仍能发挥良好的减沙效果;4)枯落物层拦截泥沙的效应要强于其减少径流的效应,有 枯落物覆盖的坡面,在径流量较大的情况下,产沙量也可能较小。实验表明,要发挥枯落物层良好的水土保持功 能,枯落物单位面积生物量需达到250 g 以上。      

退耕还林尾叶桉模式生物量及枯落物持水特性研究

根据退耕还林尾叶桉模式3个样地的调查资料,对乔木层采用平均木法,对灌木层、草本层、枯落物层采用收获法获取生物量,同时对样地内的枯落物进行持水量计算。结果表明:退耕还林尾叶桉模式的乔木层、灌木层、草本层、枯落物层的生物量分别为59 654.7、1 027.38、02.7和3 393.0 kg/hm2,其中乔木层中尾叶桉各器官生物量大小的排列顺序为:干材>树根>树皮>枝>叶。随着林龄的增加,尾叶桉枯落物的持水能力逐年增加。