中国南方红壤丘陵马尾松林下侵蚀坡面的土壤特性

[目的]探清土壤侵蚀对土壤分布与特性的影响机制,为防治该地区的林下水土流失和土地退化提供科学依据。[方法]基于调查取样和分析测试获取的数据,采用统计和灰色关联度等方法分析红壤丘陵区马尾松林地侵蚀坡面的土壤特性。[结果]红壤丘陵区马尾松林地侵蚀坡面土壤养分相对较低,理化指标基本处于4级以下水平;红壤丘陵区马尾松林地侵蚀沟的土壤指标与坡面土壤的相应指标存在显著性差异,18个土壤指标中,侵蚀沟的土壤有10个指标显著优于坡面土壤的相应指标,侵蚀沟与土壤特性关联度更高,侵蚀沟土壤指标间的显著相关数量更少。[结论]红壤丘陵区马尾松林地的土壤侵蚀对林下土壤特性和分布产生了显著的影响,但侵蚀沟对土壤特性的影响机制尚需进一步研究。     

红壤侵蚀区马尾松林下植被特征与土壤侵蚀的关系

针对南方花岗岩发育的红壤侵蚀区,在赣县大田乡选择5个低丘马尾松林,利用植物样方调查方法对样地的地形、土壤、植被、侵蚀沟进行调查和测量,基于获取的数据,利用统计学方法分析植被特征与土壤侵蚀的关系.结果表明：1）马尾松人工林郁闭度低,林木生长状况差,林地阳坡半阳坡植被总盖度仅为36.9％;2）林下灌草生物量低,物种丰富度、多样性、均匀度差,物种较为单一;3）林下植被以草本为主,草本以芒萁为主,其生物量占草本总生物量的75％以上;4）马尾松林下细沟、浅沟发育,土壤侵蚀严重,仅细沟、浅沟流失的土壤厚度达71.2 mm;5）不同坡位的侵蚀沟发育相关性显著,侵蚀沟与坡面的微环境差异明显,尤其是土壤密度和土壤水分差异显著;6）马尾松林下土壤侵蚀量对植被恢复具有抑制作用,但沟壑密度的发育能够提高灌草物种丰富度、多样性,以及促进灌草均匀性分布.     

不同自然降雨等级下不同郁闭度马尾松林的水土流失特征

为揭示南方红壤侵蚀区不同郁闭度马尾松林水土流失的规律,以长汀红壤侵蚀区不同郁闭度(0.2,0.4,0.6,0.8)马尾松林为研究对象,采用标准径流小区观测的方法,利用在2015年观测的37场自然降雨事件构成一个降雨梯度,分析不同郁闭度马尾松林水土流失随降雨等级的变化规律,以及产流产沙量与降雨因子之间的相关性。结果表明:(1)不同郁闭度马尾松林产流产沙量均随降雨等级的增加呈逐渐增大的趋势,且暴雨下增加更为明显;(2)在中雨、大雨和暴雨3种降雨等级下,郁闭度0.2和0.8马尾松林产流产沙量均高于郁闭度0.4和0.6,且郁闭度0.4和0.6马尾松林产流产沙量随降雨等级增加变化较小;(3)在自然降雨梯度下,不同郁闭度马尾松林产流产沙与降雨量和降雨侵蚀力显著相关(P<0.05);(4)逐步回归分析发现,不同郁闭度马尾松林产流回归方程的主要变量是降雨量和最大30 min雨强,而产沙回归方程的主要变量是降雨量和降雨侵蚀力。综上,马尾松林郁闭度过高或过低不利于水土保持,长汀红壤侵蚀区郁闭度0.6马尾松林防治水土流失效果最佳。     

黔中地区不同干扰对马尾松林土壤性质的影响

森林土壤是森林植被生存和恢复的基础,干扰不仅影响森林土壤生物与非生物的动态变化,进而对森林生态系统的结构与功能产生重要影响。研究选取黔中地区3种干扰类型（清除凋落物、割脂和火灾）马尾松林为研究对象,并分别在每种干扰样地周边设置未干扰马尾松林样地作为对照,揭示不同干扰类型对马尾松林土壤性质的影响特征。结果表明：不同土层间马尾松林土壤性质存在显著性差异（P<0.05）,主要体现在表层土壤（0—20 cm）养分含量显著高于下层土壤（20—40,40—60 cm）,这表明马尾松林土壤养分具有表聚效应。不同干扰类型对马尾松林土壤性质存在一定显著性影响（P<0.05）,割脂干扰下,马尾松林土壤的养分含量和脲酶活性升高,全磷和有效磷含量无显著性差异;清除凋落物干扰下,马尾松林土壤pH、有机碳、全氮含量和脲酶活性降低,容重、全磷、有效氮和有效磷含量无显著差异,有效钾含量和过氧化氢酶活性增加;火灾干扰下,马尾松林土壤的容重、有效钾含量和过氧化氢酶活性增加,有机碳、全氮、全磷、有效氮含量和脲酶活性则表现为下降趋势,有机碳和有效磷含量变化不显著。不同干扰类型下,土壤酶活性与化学性质存在显著相关性,表层土壤的显著相关性大于深层,脲酶活性主要与全氮和有效氮含量存在显著相关关系,过氧化氢酶活性与机碳含量存在显著相关关系。不同干扰类型下,土壤养分变异存在一定差异,pH为弱变异性,其余大部分土壤养分为中等变异性。综上,不同干扰类型对马尾松林土壤性质有较大影响,应对该地区马尾松林的利用与保护给与足够的重视,对其合理管理和利用。     

不同恢复年限侵蚀红壤生态化学计量特征

为了解侵蚀红壤碳、氮、磷分配格局及化学计量特征,本文在长汀县侵蚀红壤区选取不同恢复年限(2、13、30、33年)、立地条件相近、样地情况基本一致的马尾松林作为研究对象,以未治理侵蚀地(CKl)和次生林(CK2)为对照,对其土壤总有机碳、全氮和全磷质量分数及其化学计量比的特征进行测定和分析.结果表明:1)随恢复年限的增加,土壤总有机碳和全氮质量分数呈线性增加,土壤全磷质量分数无显著变化,恢复2 ～33 a的马尾松林土壤总有机碳、全氮和全磷质量分数仍显著低于CK2土壤,表明土壤肥力的恢复是一个漫长的过程.2)土壤C∶N、C∶P、N∶P随恢复年限的增加呈上升趋势,恢复2～33 a的马尾松林土壤C∶N逐渐趋向CK2.3)土壤C∶N和C∶P与土壤总有机碳质量分数呈正显著相关,土壤N∶P与全氮质量分数呈显著正相关,土壤N∶P与全磷质量分数相关性不显著,表明侵蚀退化红壤恢复过程中,土壤化学计量比主要受土壤碳和氮质量分数的控制,暗示着侵蚀红壤现阶段的植被恢复对N素的响应比对P素的响应更敏感.     

南方红壤侵蚀区马尾松林下植被恢复限制因子与改造技术

林下植被匮乏是南方红壤丘陵区退化马尾松林生态系统普遍存在的一个突出问题.恢复退化马尾松群落的林下植被对于扭转该地区低效马尾松林的逆向演替,改善当地生态环境具有重要意义.分析了马尾松林下植被匮乏的主要成因,并从土壤养分、土壤物理性状、夏季高温和季节性干旱、土壤酸化和人为干扰等方面综合探讨了林下植被恢复的主要限制性因素.从如何控制林地水土流失,改良退化林地土壤及减少人为干扰3个方面提出了退化马尾松林下植被恢复的对策.总结了到目前为止林下植被恢复较为成功的几种模式,以期为今后南方红壤侵蚀区退化马尾松林的改造和修复提供参考.     

红壤地区地形位置和利用方式对土壤物理性质的影响

对不同地形部位和不同利用方式下的低丘红壤进行了采样和分析,结果表明地形变化和利用方式对土壤的理化性质和水分特性有明显的影响。对受人为扰动较小的林地和茶园而言,随地形位置的降低,土壤粘粒含量降低,有机质含量、土壤水稳性团聚体数量、土壤通气性均明显增加,而对受人为耕作影响较大的旱地和桔园,其养分含量、土壤结构性质变化没有明显规律。红壤的持水和供水性质也受到影响,坡顶的持水量比坡中和坡底要大,同时由于毛管孔隙数量比例小,土壤难以保证连续快速的水分供应是红壤作物易旱的重要原因。     

种草对马尾松林地植被多样性的影响

治理前 ,试验地植物种类稀少 ,水土流失严重 ,1983年种植 2 0余种草本植物进行治理 ,翌年植被覆盖恢复 ,基本控制了水土流失。 17年后林下植物种类组成发生较大变化 ,共有 14种灌木、8种草本和 1种藤本植物 ,前期种植的草本植物已退出。但由于土壤贫瘠、干旱 ,林下植被中耐干旱瘠薄的灌木和芒萁占绝对优势 ,Shannon wiener等多样性指数和均匀度指数仍较低 ,进展演替极为缓慢。如何对群落进一步进行调控和管理 ,以加速进展演替 ,有待进一步研究。     

侵蚀地劣质马尾松林改造效果分析

 以长汀生态园和三洲乡2个试验点为例,采用挖穴施肥和条沟草带施肥法改造侵蚀地退化劣质马尾松林,并对劣质马尾松林的年抽梢生长、材积、覆盖度和地表草灌多样性进行分析。结果表明:经过3年改造,生态园挖穴施肥的马尾松林抽梢总长1.8m,条沟草带施肥2.41 m,比对照分别增长0.9和1.51 m,三洲乡分别增长0.65和1.1 m;生态园挖穴施肥的材积增长20.5m3/hm2,条沟草带施肥23 m3/hm2,比对照分别增长16.7和19.2 m3/hm2,三洲乡分别增长12.7和4.7m3/hm2;生态园挖穴施肥的覆盖度为67%,条沟草带施肥78%,比对照分别增加19%和27%,三洲乡分别增长24%和32%;样地植物种数均增加10种以上,取得了明显的效果。说明通过改造,可以改变劣质马尾松林木生长,提高地表覆盖,同时促进植物多样性。     

南方红壤严重侵蚀地不同恢复年限马尾松人工林生态系统碳储量特征

[目的]研究南方红壤侵蚀地不同恢复年限植被生态系统碳库储量,为该地区马尾松人工林制定合理的森林经营方式提供理论支持。[方法]以福建省长汀县河田镇裸地、不同恢复年限(10,20,30a生)马尾松人工林和天然次生林为研究对象,测定不同恢复阶段林地植被和土壤碳库储量。[结果]马尾松人工林植被恢复能够显著提高植被和土壤碳库储量。10a,20a,30a生马尾松人工林与裸地相比生态系统碳库储量分别增加2.80,3.54,8.56倍,但依然低于天然次生林;马尾松人工林植被恢复能够显著提高表层(0—10cm)土壤碳库储量,而对深层土壤碳库储量影响不显著;不同恢复阶段植被和土壤碳库增加速率不同,呈现非线性增加。[结论]南方红壤严重侵蚀地植被恢复能够增加生态系统碳库储量,但该地区土壤碳库的恢复是长期的缓慢过程。今后应加强南方红壤地区森林植被的保护,避免植被过度干扰和破坏而引起严重土壤侵蚀。     

凋落叶和磷添加对马尾松林土壤碳激发效应的影响*

探究土壤有机碳(SOC)矿化的激发效应(Priming effect, PE)对了解森林土壤碳吸存具有重要意义。凋落叶输入是调节激发效应的重要因素,其对激发效应的影响可能受到关键养分(如磷)的制约。在亚热带低磷土壤中,凋落叶和磷添加如何影响森林土壤碳矿化和激发效应目前仍不清楚。以马尾松林土壤为研究对象,探究三种凋落叶(马尾松(Pinus massoniana)、火力楠(Michelia macclurei)和枫香(Liquidambar formosana))和磷(KH2PO4)添加对土壤激发效应,土壤养分及微生物特性的影响。结果表明,三种凋落叶添加均显著增加了SOC矿化,产生了正激发效应,且马尾松凋落叶诱导的激发效应强度最大,火力楠凋落叶次之,枫香凋落叶诱导的激发最弱。此外,凋落叶添加整体上降低了速效氮 (AN)的含量,却增加了微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)的含量,提高了β-葡萄糖苷酶(βG)和酸性磷酸酶(ACP)的活性。单独添加磷显著增加了SOC矿化,且提高了土壤有效磷(AP)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)、MBN和MBP的含量。而与单独添加凋落叶相比,火力楠和枫香凋落叶与磷共同添加显著降低了土壤激发效应的强度和ACP的活性。回归分析结果表明,累积激发效应与AP、MBN和MBP含量显著负相关,与ACP活性呈显著正相关。综上,凋落叶添加刺激了微生物生长,产生了正激发效应,且激发强度与凋落叶质量有关;而磷添加可能会降低低质量凋落叶产生的土壤激发效应。     

乔灌草治理年限对红壤区土壤养分的影响

以退化红壤区4个不同治理年限的乔灌草混交治理措施的马尾松林地和未被治理的严重侵蚀退化马尾松林地为研究对象,研究不同治理年限的乔灌草治理措施对土壤养分特征的影响。研究表明:(1)土壤有机质、全N、全P含量变化范围分别为0.81~28.10g/kg,0.18~1.15g/kg,0.03~0.18g/kg,均随治理年限的增加呈上升趋势,增速规律为先快后慢;土壤全K含量变化范围为0.92~4.65g/kg,治理13年后全K含量最高在40—60cm土层,增速规律为先慢后快。(2)土壤养分与治理年限相关性分析显示,土壤有机质含量、全N含量与治理年限存在显著相关关系(P0.05),土壤全P含量与治理年限存在极显著相关关系(P0.01),土壤全K含量与治理年限没有相关性。研究认为,乔灌草混交治理措施下的马尾松林地土壤养分含量与治理年限具有相关性,可为生态治理与恢复提供科学依据。     

黔中地区不同马尾松群丛植物群落与土壤理化性质特征

为探究黔中地区不同马尾松群丛生境下植物群落与土壤理化性质特征,以黔中地区6种典型马尾松群丛类型样地为研究对象,对植物物种进行了调查。根据各群丛优势种将其命名为马尾松+杉木—茅栗—寒莓群丛(群丛Ⅰ)、马尾松+白栎—茅栗+白栎—寒莓+蕨群丛(群丛Ⅱ)、马尾松+响叶杨—山胡椒+白栎—芒草群丛(群丛Ⅲ)、马尾松+枫香—茅栗—姬蕨+凉山悬钩子群丛(群丛Ⅳ)、马尾松—白栎—荩草+针毛蕨群丛(群丛Ⅴ)、马尾松—白栎+白花悬钩子—芒萁+地果群丛(群丛Ⅵ)。比较不同群丛下植被多样性及土壤理化性质特征,同时探究二者间相互关系。结果显示:调查共记录维管植物120种,隶属62科,99属;不同群丛植被多样性指数具有明显差异,表现为群丛Ⅳ>群丛Ⅲ>群丛Ⅱ>群丛Ⅰ>群丛Ⅵ>群丛Ⅴ。此外,群丛内各层次多样性存在一定差异。不同马尾松群丛土壤容重、湿度、含水量、pH、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质等均具有显著差异(p<0.05),其中群丛Ⅳ土壤养分显著高于其他群丛类型。CCA分析结果表明:土壤电导率、海拔、郁闭度、容重、有效磷可能是影响马尾松群丛植物物种分布的重要环境因素(...     

商洛地区不同林龄油松人工林土壤理化性质研究

为探讨林龄对油松人工林土壤理化性质的影响及二者间的关系,在陕西商洛地区设置典型样地,采用野外调查和室内测定分析相结合的方法,比较不同林龄油松人工林样地土壤理化性质的变化特征以及不同理化性质指标之间的相关性。结果表明:有机质、全氮含量及pH值在0—40cm土层深度下随林龄的增加逐渐降低,其他理化指标随林龄增加亦表现出一定的规律性;40—60cm土层下,全氮含量及pH值随林龄的增加也呈现降低趋势,而其它理化指标则未表现出规律性变化。相关性分析结果显示,有机质与全氮以及pH之间存在着显著的正相关关系,其中,全氮与pH之间相关性达到极显著水平,其他各理化指标之间则无明显的相关性。     

马尾松林地土壤物理性质变化及抗蚀性研究

以退耕黄壤坡地为对照，对18年生黄壤马尾松林地土壤主要物理性质变化进行了系统研究，在此基础上对林地土壤抗蚀性能进行了分析。结果表明：马尾松林地演变为具有复层结构的针阔混交林后，土壤物理性粘粒含量和粉粒含量有所提高，土壤表层粘粒含量和不同层次的砂粒含量降低；土壤容重减小，总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度有一定程度的提高，土壤自然含水量、饱和持水量和毛管持水量增大，林地土壤持水性和透水性得到了提高，土壤结构得到显著改善；林地土壤干筛团聚体以5～2mm大团聚体为主，湿筛团聚体则以1～0．5mm细团聚体为主，且在0～20cm，20～40cm，40～60cm的土壤剖面中均高于对照地。马尾松林地微团聚体变化的总趋势是〉0．01mm的粗粉沙粒级的大团聚体减少，而〈0．01mm的微团聚体含量增加，尤其是0．005～0．001mm的细粉沙粒级；马尾松林地土壤物理性质的变化也综合反映在抗蚀性能方面，在0～20cm，20～40cm，40～60cm三个土壤剖面层次其抗蚀性均高于对照地，表现了良好的水土保持效应。     

林分密度对马尾松林下土壤养分及酶活性的影响

以退化马尾松林下土壤为对象,通过调查我国红壤丘陵区典型林分密度的马尾松人工林,研究林分密度对土壤养分和土壤酶活性的影响。3种林分密度中,1 560株/hm2 左右中等林分密度的马尾松土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、全磷、交换性钙和交换性镁等较高,但土壤酸化也较严重;同时,1 560株/hm2 左右马尾松林的土壤转化酶活性、脲酶活性和多酚氧化酶活性均较高,但过氧化氢酶活性表现最低;林分密度对马尾松土壤酸性磷酸酶活性影响不明显。因此,适宜林分密度的马尾松人工林一定程度上可改善该区林下土壤肥力及生化强度。     

不同经营类型红松林对汤旺河流域土壤性质的影响

通过实地调查与试验分析，研究了汤旺河流域4种经营类型红松林对土壤性质的影响情况。结果表明：在研究地区无论土壤pH、土壤有机质，还是土壤养分和土壤物理性质，白桦与红松天然更新形成的混变林和白桦与红松人工造林形成的混交林都较红松人工纯林优越，维护林分土壤地力及涵养水分的功能强。而红松人工纯林较原始红松林和两种白桦红松混交林维护地力及涵养水分功能弱。研究结果为汤旺河流域森林恢复与重建提供了科学合理的途径。     

马尾松林土壤酚酸类物质检测及其对灌草萌发的影响

利用电喷雾萃取电离质谱(EESI-MS)测定荒草地、马尾松和木荷纯林地土壤酚酸类物质组成,模拟研究了其对几种灌草种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,荒草地、木荷林土壤没有检测到松香类物质,而马尾松林土壤松香类物质浓度一般为10～ 100 mg/kg.当土壤松香类物质浓度＜12 mg/kg时,灌草发芽势与对照接近;松香浓度≥25 mg/kg时,黑麦草、白羊草、高羊茅和银合欢灌草发芽势显著低于对照.高浓度松香处理下,银合欢发芽率显著低于对照.     

第四纪红黏土区退化马尾松皆伐迹地短期恢复效果研究

以退化马尾松皆伐迹地表层(0-20 cm)土壤为对象,通过临近设置样地的方法,分别从理化性质、酶活性和微生物学性质对3种乡土植被(灌木丛、芒萁和白茅)的短期恢复效果进行研究。结果表明,白茅可明显提高皆伐迹地土壤理化性质,特别是土壤中磷、钾含量,但3种植被对土壤酸化改良效果均不明显。各恢复措施均不同程度提高了土壤生化强度,其中灌木丛和芒萁效果较明显,但白茅可提供较高质量的有机质而有利于有机碳积累,从而可能改善微生物区系。因此,白茅可作为研究区退化马尾松皆伐迹地土壤改良的选择性植被,而芒萁不宜长期种植。