不同碳输入方式对沿海防护林土壤氮库的影响

为探究凋落物和根系在滨海沙地人工林土壤氮循环中所扮演的角色,设置去除凋落物、切断根系、对照3种处理,分析3种典型沿海防护林(尾巨桉、纹荚相思、木麻黄)土壤氮素对不同碳输入的响应。结果表明：滨海沙地土壤矿质氮含量(2.91－4.49 mg?kg－1)远低于内陆森林土壤;3种人工林土壤矿质氮含量表现为纹荚相思>木麻黄>尾巨桉,其中纹荚相思与尾巨桉土壤矿质氮含量差异显著( P<0.05);不同树种土壤硝态氮( NO－3－N)含量存在显著差异,表现为纹荚相思>木麻黄>尾巨桉。树种对切断根系或去除凋落物的响应不一致,切断根系后纹荚相思和木麻黄土壤NO－3－N含量显著高于对照,对铵态氮( NH＋4－N )含量影响不显著;切断根系和去除凋落物处理后土壤硝化作用均增强,对尾巨桉的影响达显著水平( P<0.05);切断根系和去除凋落物均显著降低尾巨桉和纹荚相思土壤微生物量氮( MBN)含量,对土壤可溶性有机氮( DON)的影响与之相反。土壤NO－3－N与土壤MBN之间存在极显著的负相关关系( r＝－0.671, P<0.01),与土壤DON呈极显著正相关( r＝0.900, P<0.01),土壤DOC与NO－3－N、 NH＋4－N之间分别存在显著的负相关( r＝－0.413, P<0.05)和极显著的正相关关系( r＝0.461, P<0.01)。     

沿海沙地厚荚相思和木麻黄凋落叶分解及养分释放

采用野外分解网袋法对沿海沙地9年生厚荚相思（Acacia crassicarpa）和木麻黄（Casuarina equisetifolia）林分凋落叶的分解速率和养分释放进行了研究。结果表明:厚荚相思和木麻黄凋落叶6-8月分解速率最快,但残留率差异不显著（p>0.05）。用Olson衰减指数模型推算分解50%和95%所需时间,厚荚相思为1.10 a和4.73 a,木麻黄为1.14 a和4.93 a。2种凋落叶N、P和Ca元素在分解末期的质量分数均高于初始质量分数,C、K和Mg均低于初始质量分数。凋落叶分解速率与C、Mg初始质量分数、C/N和C/P比呈极显著负相关（p<0.01）,与N、P初始质量分数呈极显著正相关,与K质量分数呈显著负相关（p<0.05）,与Ca初始质量分数呈显著正相关。在滨海沙地2种凋落叶各营养元素在分解末期均表现出释放特征,厚荚相思凋落叶养分总释放率K>Mg>C>Ca>N>P,木麻黄则为Mg>K>C>Ca>N>P。厚荚相思凋落叶N、P质量分数高,养分净释放相对较多,可以作为改造沿海沙地木麻黄纯林的混交树种。     

滨海防护林土壤氮组分对凋落物和根系去除的响应

在亚热带滨海防护林尾巨桉、湿地松、木麻黄和纹荚相思4种人工林中,设置去除凋落物、去除根系处理,分析土壤易变性氮组分和酶活性对地上、地下碳输入减少的响应。结果显示,处理两年后,去除凋落物和根系对土壤氮组分的影响因树种而异。去除凋落物显著降低尾巨桉人工林土壤铵态氮、硝态氮、矿质氮和微生物生物量氮含量,但去除根系处理对土壤氮组分影响不显著;去除根系显著增加湿地松人工林土壤矿质氮含量;去除根系和凋落物显著降低木麻黄人工林土壤铵态氮含量;去除凋落物和根系均未显著改变纹荚相思人工林土壤氮组分含量。Pearson相关分析结果表明,土壤氮组分含量对处理的响应与β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性的变化有关。研究发现,来自于凋落物和根系的易变性碳输入减少,会影响微生物对氮的矿化和转化能力。在纹荚相思人工林中,微生物酶活性对去除凋落物和根系响应不敏感,表明纹荚相思人工林对易变性有机质输入的减少具有一定的适应性。     

滨海沙地厚荚相思和木麻黄人工林凋落物碳归还规律

通过对滨海沙地9年生厚荚相思和木麻黄人工林凋落物收集、养分测定和分析,研究它们的碳归还规律。结果表明:厚荚相思和木麻黄人工林年凋落物量分别为7 616 kg/hm2和8 218 kg/hm2;厚荚相思凋落物碳的年归还量为3 863kg/hm2,略高于木麻黄的3 825 kg/hm2;凋落叶是凋落物的主要成分;厚荚相思凋落物碳归还季相动态规律为夏季>春季>冬季>秋季,春季和冬季变化不明显;木麻黄人工林表现为夏季>春季>秋季>冬季。2个树种的春季凋落物碳归还量差异不明显,夏季明显高于其他3个季节。凋落叶碳归还是森林生态系统碳回归的主要途径。运用Duncan法检验,木麻黄凋落物碳的归还量在夏季和冬季与其他3季相比为差异显著(P<0.05),厚荚相思和木麻黄在相同季节凋落物碳的归还量差异不显著。研究结果能够为科学评价森林生态系统固碳效益提供依据。     

滨海沙地纹荚相思人工林凋落物及养分归还动态研究

2011年10月至2012年9月,通过对福建长乐滨海沙地纹荚相思人工林凋落物量进行为期12个月的定位监测,并对凋落物养分特征及归还动态进行研究。结果表明,纹荚相思人工林年凋落物量为5.3 t/hm2,具有明显的季节动态,呈单峰型,最大值出现在2012年6月;叶子是凋落物的主要形式,占总凋落物量的67.85%,其次是落枝、杂叶、碎屑、杂果、落果、花、杂枝、皮;5种营养元素在凋落物中的平均含量大小表现为NKCaMgP。5种元素的年通量大小为127.98kg/(hm2·a),其中氮元素年通量最大,为75.63 kg/(hm2·a),磷元素年通量最小,为2.24kg/(hm2·a);纹荚相思人工林叶凋落物N、P、K、Ca、Mg 5种养分元素的归还动态模式相似,归还量均在7月达到最大值,Fe、Mn、Zn、Cu 4种微量元素的年归还量为1.272、2.261、0.192、0.023kg/(hm2·a)。凋落物各组分中微量元素Mn含量最高,其次是Fe、Zn,而Cu最低。     

滨海沙地不同树种人工林生物量及凋落物碳氮养分归还

基于福州市滨海后沿沙地上营造的人工林的调查,以9年生尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、纹荚相思(Acacia aulacocarpa)3种主要人工林为对象,采用Monsi分层切割法(乔木层)和样方收获法(草本层、凋落物层)获取这3种人工林的生物量,研究其生物量分配格局及凋落物碳氮养分归还。结果表明,尾巨桉乔木层地上部分生物量为49.950t·hm^-2,地下部分生物量为15.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.08%和18.98%;草本层生物量为0.698t·hm^-2(0.87%);凋落物层生物量为14.539t·hm^-2(18.07%)。木麻黄乔木层地上部分生物量为51.630t·hm^-2,地下部分为20.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.65%和24.60%;草本层生物量为0.017t·hm^-2(0.02%);凋落物层生物量为10.488t·hm^-2(12.73%)。纹荚相思乔木层地上部分生物量为51.130t·hm^-2,地下部分为13.760t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的64.43%和17.34%;草本层生物量为0.093t·hm^-2(0.12%);凋落物层生物量为14.369t·hm^-2(18.11%)。3种人工林地上各器官生物量均表现为:树干>树枝>树皮>树叶。这3种人工林生态系统总生物量与乔木层生物量排序相同,表现为木麻黄(82.40t·hm^-2)>尾巨桉(80.46t·hm^-2)>纹荚相思(79.35t·hm^-2),且生物量分配格局均为乔木层>凋落物层>草本层。3种人工林的净生产力表现为木麻黄(16.21t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(14.00t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(12.51t·hm^-2·a^-1)。凋落物碳氮养分年总归还量表现为木麻黄(3.953t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(3.329t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(2.751t·hm^-2·a^-1)。     

滨海沙地3种人工林表层土壤微生物量及其影响因素

为探究福建东南沿海不同人工林砂质土壤微生物生物量碳(MBC)和生物量氮(MBN)及其影响因子,以肯氏相思(Acaica cunninghamia)、纹荚相思(Acacia aulacocarpa)和木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林为对象,采用通径分析模型,分析土壤微生物量对土壤理化性质、凋落物和细根生物量的响应。结果显示:3种人工林土壤MBC和MBN质量分数分别为42.60~51.56和5.38~6.88 mg·kg~(-1),且木麻黄的MBC和MBN质量分数均显著高于纹荚相思和肯氏相思(P0.05)。土壤w(MBC)∶w(MBN)为7.49~7.98;微生物碳熵(w(MBC)∶w(SOC))和氮熵(w(MBN)∶w(TN))的变化范围分别为1.09%~1.17%和1.34%~1.50%。Pearson相关分析表明,MBC、MBN质量分数与DOC、SOC、TN、凋落物生物量和细根生物量呈极显著正相关(P0.01)。通径分析表明,影响土壤MBC最重要的因子是细根生物量,其次是SOC;影响土壤MBN最重要的因素是细根生物量,其次是凋落物生物量。3种人工林的MBC和MBN质量分数、微生物碳氮熵与国内多数森林土壤相比均处于较低水平。     

滨海沙地3种林分类型的凋落物及其分解动态变化

【目的】探究滨海沙地天然林和人工林的凋落物量及其分解动态,为滨海防护林体系的保护与重建提供参考依据。【方法】采用时间动态分析法,在南亚热带滨海沙地区域选取高山榕/假苹婆天然林(FS)、红鳞蒲桃天然林(SH)、马占相思人工林(AM)为研究对象,使用收集网和分解袋法,测定各林分的凋落物量、残留量及凋落物碳(C)、氮(N)、磷(P)初始含量,分析各林分凋落物总量和叶、枝、花果及杂物组分占比、凋落物总量的月动态变化情况及分解速率,通过Olson模型和相关性分析分别研究凋落物周转期和分解率与凋落物初始养分的相关性。【结果】3种林分类型的年凋落量为8645.74～23 404.07 kg/hm²,排序为FS>SH>AM;凋落叶量占林分凋落物总量的比重最大,为84.24%～94.98%,AM的凋落叶量与FS和SH间存在显著差异(P<0.05,下同),凋落物总量及各组分凋落量均表现为2种天然林高于人工林。3种林分年凋落物量的月动态变化均呈现3峰型,峰值分别出现在5月、8月和10月或11月,总体在5月达到全年凋落量最高峰但具体波动幅度存在差异。在时间序列上,FS和...     

南亚热带海岸沙地不同林分凋落物量及养分归还

2016年1—11月,在福建省东山赤山国家森林公园内利用凋落物搜集器法对尾巨桉、厚荚相思、湿地松和木麻黄4种人工林凋落物的凋落物量及其动态变化、养分归还量及其动态变化进行研究。结果表明:南亚热带4种人工林的年凋落物量为7.3～10.1 t·hm~(-2),木麻黄的年凋落物量显著高于湿地松、尾巨桉和厚荚相思。4种林分年凋落物量的动态变化模式均为单峰型,峰值均出现在夏季,厚荚相思峰值出现在7月,其他3种林分均出现在9月,峰值月凋落物量占年凋落物量27.2%～38.3%。凋落物各组分中凋落叶所占比重最大(68. 3%～76. 0%),其次是枝(6. 3%～17. 8%)和其他组分(7. 0%～12.1%)。4种林分每年归还养分为3 932.6～4 900.3 kg·hm~(-2),凋落物各组分养分归还量从大到小顺序为叶>枝>其他组分>花果,各养分的归还量大小顺序为C>N>K>P。4种林分C、N、P、K动态变化模式均为单峰型,归还峰值也均出现在夏季,养分归还量动态变化与凋落物量动态变化趋势相同。     

几个东南沿海防护林树种对土壤碳、氮及主要盐基阳离子的影响

探索福建东南沿海退化木麻黄林地的改良树种——纹荚相思、巨尾桉、卷荚相思、厚荚相思、肯氏相思5种主要植物群落类型的土壤碳、氮含量及主要盐基阳离子的特征。结果表明,不同植被类型、不同土壤层所含碳、氮含量不尽相同,但垂直分布规律比较一致,即土壤表层集中了大部分的养分,并随土层深度的加深而降低。在0～10 cm土层,碳、氮含量分别占总量的48.6%～64.7%、38.4%～55.5%,与木麻黄林相比(CK),纹荚相思林土壤碳、氮含量分别增加4.2%、21.75%;不同树种、不同土壤层的盐基阳离子含量各不相同,其中Ca~(2+)、Na~+的含量远高于Mg~(2+);Na~+含量最高,其次为Ca~(2+),Mg~(2+)含量最低。作为最活跃的0～10 cm土壤层,纹荚相思林的交换性Na~+的含量最高,为0.23 g/kg;交换性Mg~(2+)可能是东南滨海沙地土壤碳、氮含量的决定因子。     

滨海沙地3种相思生长防护效果及改土能力研究

为改变福建沿海防护林造林树种匮乏的局面,应用马占相思、厚荚相思和大叶相思在沿海沙地开展造林选择试验,结果表明：参试的3种相思造林6a保存率都在90%以上,生长量表现为厚荚相思〉马占相思〉大叶相思〉木麻黄;马占相思、厚荚相思和大叶相思6a生时防风效能分别为56.6%、71.6%和74.4%;3种相思6a生林分与同龄木麻黄相比,土壤肥力都得到不同程度提高。马占相思、厚荚相思和大叶相思可作为沿海防护林更新树种。     

3种相思人工林凋落物量及其碳归还动态

通过对福建省平和天马国有林场3种相思人工林凋落物的数量及其组成进行为期1a的定位监测,同时分析凋落物不同组分含碳率,估算出凋落物碳的年归还量及其季节动态。结果表明,黑木相思林的年凋落物量最大,约为7338.28kg·hm-2,其次为卷荚相思林和马占相思林;凋落叶在凋落物中占绝对优势,分别占总凋落物的65.32%、83.71%和68.10%。3种相思人工林凋落物的月变化均呈双峰型季节变化。卷荚相思林、黑木相思林和马占相思林凋落物碳年归还量分别为2875.79、3641.37和2964.91kg·hm-2,卷荚相思林凋落物碳归还季节变化表现为秋季>夏季>冬季>春季;黑木相思林表现为春、夏和秋3个季节较大,冬季较小;马占相思林表现为秋季>夏季>春季>冬季。     

东南沿海沙地2种人工林营养元素生物循环

对闽东南滨海沙地8年生卷荚相思和木麻黄人工林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的质量分数、积累、分配和生物循环进行研究。结果表明,卷荚相思和木麻黄林5种营养元素质量分数以树叶为最高,干材最低,林木各器官营养元素质量分数排序均为NCaKMgP;营养元素总积累量分别为282.79kg·hm-2和1 160.25kg·hm-2;各器官营养元素积累量卷荚相思林为枝干皮叶根,木麻黄林为叶枝干皮根;各营养元素积累量排序,卷荚相思林为NKCaMgP,木麻黄林为NCaKMgP;养分年存留量分别为35.35、140.61kg·hm-2·a-1,年吸收量为97.01kg·hm-2·a-1和312.65kg·hm-2·a-1,总归还量为61.66kg·hm-2·a-1和172.04kg·hm-2·a-1。卷荚相思和木麻黄林营养元素的循环系数分别为0.64和0.54,利用系数分别为0.34和0.27,周转期分别为4.59a和6.74a;各营养元素利用系数和循环速率均为MgCaNPK,周转期则相反。卷荚相思林5种营养元素利用系数、循环速率均高于木麻黄林,而周转期均低于木麻黄林,有利于林地养分维持。P可能是限制卷荚相思生长关键营养元素之一,因此应采取施P肥等措施以提高林地生产力。     

马尾松凋落物分解过程中的微量元素释放动态

为探索马尾松(Pinus massonana)凋落物在不同密度林分中微量元素的释放规律,以12 a生马尾松人工林为研究对象,采用网袋分解法,分析3种密度下马尾松凋落物分解过程中干质量损失率、4种微量元素含量和养分残留率变化。结果表明,马尾松人工林凋落物残留率在不同密度间的变化趋势均相近,密度对残留率无显著影响。不同月份残留率不同,11月至翌年1月迅速降低,然后减缓,春季和夏季加快降低,秋季又开始减缓。凋落物中4种微量元素释放模式主要为"淋溶-富集-释放"(Zn除外)。经过1 a分解,各密度林分凋落物的干质量均损失过半;平均养分残留率从大到小为Cu(84.9%)、Fe(66.3%)、Mn(55.9%)、Zn(52.6%);凋落物中Zn残留率随密度增大而减小,其他养分变化不明显。     

滨海沙地5种人工林细根与表层土壤化学计量特征

【目的】研究滨海沙地不同树种人工林细根及表层土壤化学计量特征,明确滨海沙地林分养分限制因子,从而为滨海沙地人工林进行科学经营管理提供理论依据。【方法】以肯氏相思、厚荚相思、卷荚相思、尾巨桉和木麻黄5种人工林为研究对象,测定各细根及表层土壤的碳(C)、氮(N)和磷(P)含量,分析其生态化学计量特征及其相关性。【结果】(1)细根C含量为449.89~461.56 mg/g,N含量为10.64~16.69 mg/g,P含量为0.29~0.58 mg/g。不同树种间细根N、P含量差异极显著(P0.01)且与C∶N、C∶P呈极显著负相关(P0.01)。(2)表层土壤中C、N、P含量分别为3.15~4.86、0.30~0.45和0.12~0.17 mg/g,极显著低于细根养分含量(P0.01),而细根养分与表层土壤养分存在显著正相关关系(P0.05)。【结论】研究区表现出严重的土壤P缺乏。     

厚荚相思人工林微量元素的生物循环

对广西高峰林场1.5～4.5年生厚荚相思人工林5种微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn和B)的质量分数、积累、分配和生物循环进行了研究.结果表明:厚荚相思不同器官的微量元素质量分数差异较大,以树叶所含有的质量分数最高,其次是树皮、树枝和树根,树干最低;各器官中微量元素质量分数以Mn和Fe最高,Cu最低.厚荚相思人工林林分微量元素积累量为3.749～14.961kg·hm~(-2),随生长过程中生物量的增加而增大;其中乔木层微量元素积累量占34.20%～41.22%,林下植被层和地表现存凋落物层微量元素积累量分别占25.31%～44.89%和16.78%～33.47%.4个林龄林木各组分微量元素年净积累量分别为0.959、1.070、1.031和1.357kg·hm~(-2)·a~(-1),年吸收量分别为1.422、3.778、4.506和4.792kg·hm~(-2)·a~(-1),年归还量分别为0.463、2.709、3.474和3.435kg·hm~(-2)·a~(-1),利用系数分别为0.989、1.413、1.248和0.777,循环系数分别为0.326、0.717、0.771和0.717,周转期分别为3.107、0.987、1.039和1.796a.因此,厚荚相思人工林微量元素利用率较低,归还速率较快,周转期较短,有利于林地地力的恢复、维持和提高.     

厚荚相思人工幼林生态系统碳贮量及其分布研究

对1.5、2.5和3.5年生的厚荚相思人工林生态系统的碳素含量、贮量及其空间分布特征进行了研究。结果表明:厚荚相思不同器官碳素含量的变化范围为457.6~525.1 g/kg,厚荚相思各器官碳素含量高低排列次序基本一致,表现为树叶>树枝>树干>树根>树皮;土壤碳素含量随土层深度增加而减少。3个林龄厚荚相思人工林生态系统碳素贮存量分别为73.04、86.14和96.34 t/hm2,其分布序列为土壤(0~60 cm)>植被层>凋落物层。碳贮量在林木不同器官中的分配基本上与各器官生物量成正比,3个林龄厚荚相思人工林年净固碳量分别为3.89、8.26和9.23 t/(hm2.a)。     

不同密度巨桉人工林凋落物分解过程中基质质量的变化

【目的】研究林分密度对巨桉(Eucalyptus grandis)人工林凋落物木质素和纤维素降解及基质质量组成的影响。【方法】收集巨桉人工林凋落物(叶和直径3~5mm的枝),部分凋落物在65℃烘干至恒质量并测定含水量、纤维素、木质素、C、N、P;部分自然风干后装入尼龙分解袋中,将分解袋置于稀疏(833株/hm2,株距×行距=1.5m×8m)、中密(1 333株/hm2,株距×行距=1.5m×5m)和高密(2 222株/hm2,株距×行距=1.5m×3m)巨桉林中自然分解,凋落叶于分解第60,120,180,210,240,300,360天取样,凋落枝于第90,180,270,360天取样,测定凋落物中养分、纤维素、木质素含量,计算碳/氮、木质素/氮、纤维素/氮、碳/磷、木质素/磷、纤维素/磷值,并采用Olson负指数衰减模型对木质素和纤维素残留率进行拟合。【结果】经过360d的分解,同一密度巨桉人工林凋落物中木质素的降解率小于纤维素的降解率。其中稀疏林凋落叶中木质素、纤维素的降解率分别为82.41%和93.77%,而凋落枝中木质素、纤维素的降解率分别为39.12%和65.65%。木质素、纤维素残留率拟合结果表明,分解系数k随着林分密度的增大而减小,稀疏林凋落物中木质素和纤维素质量损失50%和95%所需时间均短于高密林和中密林。随着巨桉林密度的减小,凋落物木质素和纤维素降解率增大,凋落物C/N减小,其中稀疏林的凋落叶、枝中C/N较初始值分别下降了12.73%和47.24%。凋落叶中木质素/N、C/P、木质素/P和凋落枝中纤维素/N、纤维素/P随着林分密度的减小而减小。【结论】四川华西雨屏区巨桉人工林凋落物分解过程中,不同林分密度对巨桉林凋落物基质质量有明显影响。     

卷荚相思人工林营养元素的生物地球化学循环特征

采用标准样地法对广西南宁市8年生卷荚相思Acacia cincinnata人工林的N、P、K、Ca和Mg 5种营养元素的含量、积累量、分布与生物地球化学循环进行了研究.结果表明:(1)卷荚相思不同器官营养元素含量以树叶为最高,干材最低,各器官中营养元素含量以N最高,其次是K和Ca,Mg和P最低.(2)卷荚相思人工林营养元素积累量为823.80 kg/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层和凋落物层分别占64.86%、20.59%、5.20%和9.35%;(3)卷荚相思人工林营养元素年吸收量、归还量、存留量分别为151.30、84.48和66.82 kg.hm-2.年-1,年归还量占年吸收量的55.84%;(4)卷荚相思人工林营养元素循环系数为0.56,循环速率依次为Mg>Ca>N>K>P.     

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.