杉木凋落物对土壤物理性质的影响

杉木凋落物归还林地供其再度吸收和利用是杉木人工林生态系统物质循环和能量流动的重要途径。虽然前人对杉木人工林、混交林凋落物的特性和养分循环进行了大量的实验与研究,并取得了一定的成果,对凋落物的特性与土壤养分循环有了较深的了解,但杉木凋落物对土壤各项物理性质影响的相关综合论述类文献较少。文章通过分析近年大量的研究成果和数据,运用对比、举例说明的方法阐述了杉木凋落物对土壤容重、孔隙度、通气性、水分、温度、团聚体等物理性质的影响,并对改善杉木人工林地的土壤性质进行了探讨。     

杉木林凋落物与土壤C∶N∶P生态化学计量学的相关关系

以湖南会同杉木基地Ⅲ号集水区25年生杉木人工林为研究对象,测定杉木林土壤及凋落物的C、N、P含量。结果表明:凋落物中有机C、全N、全P含量的平均值分别为569.16、13.82、2.76 g/kg;C∶N、C∶P、N∶P的平均值分别为44.92、263.72、6.11。土壤中有机C、全N、全P含量的平均值分别为14.51、1.19、0.60 g/kg;C∶N、C∶P、N∶P的平均值分别为13.6、26.5、2.2;土壤C∶N、C∶P、N∶P等生态化学计量特征在空间上具有显著差异;土壤全N含量表现为上坡高于下坡,中坡最低;全P含量基本保持稳定的状态,养分元素含量均随土壤深度的增加而下降。凋落物的全P与土壤表层的全N具有极显著的负相关关系,凋落物的C∶P、N∶P与土壤表层的全N具有极显著的正相关关系。     

杉木凋落物土壤生态功能研究进展

凋落物作为连接植物与土壤的基本载体,在养分循环中起着至关重要的作用。目前国内外的研究主要集中于自然或人工林凋落物的产量、养分含量、能量流动及碳循环等方面,而针对杉木凋落物的土壤生态功能并未深入探究。通过查阅大量文献,在前人研究的基础上,文中简述了杉木凋落物的分解特性,详尽地阐述了杉木凋落物对于土壤物理、化学性质及土壤生物的影响,并在现有研究分析的基础上对今后凋落物研究的方向进行了展望。     

去除和添加凋落物对杉木人工林土壤氮矿化的影响

2007年7月在天际岭国家森林公园用树脂芯原位测定去除凋落物、添加凋落物对土壤无机氮含量的影响.结果表明:经过28 d的培养,土壤中3种处理之间的NO-3-N含量差异不显著(p＞0.05),NH4+-N的差异则极显著(p＜0.01);NH4+-N含量从培养前的16.92、23.55和20.50 mg·kg-1分别降低到7.87、4.06和10.4 mg·kg-1,NO-3-N含量则从培养前的0.43、0.45和0.47mg·kg-1分别上升到5.84、5.21和6.52 mg·kg-1;净铵化量均出现负值,分别降低了9.05、19.50和10.36 mg·kg-1,净硝化量均为正值,分别增加了5.41、4.76和6.05 mg·kg-1.这一研究结果有助于更好地认识亚热带森林生态系统土壤氮循环过程.     

毛竹凋落物对阔叶林土壤微生物群落功能多样性的影响

林地凋落物分解在森林生态系统物质能量循环中有着重要地位,它是森林土壤养分的主要来源之一(蒋有绪,1981;曹群根等,1996).土壤微生物作为森林凋落物的主要分解者,其群落结构和功能以及微生物活性受到凋落物的影响(赵吉等,2002;Paul et al.,2005;Bragazza et al.,2006).     

不同林型凋落物土壤微生物数量动态的研究

本文主要对柏木纯林、桤柏混交林凋落物分解袋地表土土壤微生物年动态变化进行分析。分析结果表明，在桤柏混交林内，细菌数量最多，放线菌次之，真菌最少；在柏木纯林中，细菌和放线菌数量基本相同，真菌较少。在两种林型中，三大微生物种群数量在３月最少，６～９月最多。微生物生理类群数量分析结果为桤柏混交林中的固氮菌、硝化菌、氨化细菌均大于柏木纯林。纤维分解菌类两者基本相同。柏木纯林反硝化菌类多于桤柏混交林。     

间伐对杉木凋落物分解中生态化学计量的影响

以福建杉木人工林为研究对象,采用不同间伐强度(23％、32％、不间伐),研究间伐后不同密度样地内凋落物分解过程中的C、N、P含量及其化学计量比特征的影响.结果表明:(1)各处理叶和枝的C、N、P含量在整个分解过程中均以下降-上升的波动下降;凋落物分解1a后,3种处理叶和枝的N、P含量以D2(弱度间伐)处理最低,叶C含量...     

凋落物和铵态氮添加对亚热带罗浮栲和杉木林土壤碳氮淋溶的影响

目的 凋落物是森林土壤碳氮的主要来源,通过分析凋落物或土壤淋溶碳氮的变化,揭示凋落物分解通过淋溶对土壤碳氮的影响及氮添加情况下这种影响的变化,进而探究凋落物分解与土壤碳氮的关系。 方法 以亚热带天然阔叶林和人工针叶林土壤和凋落物为对象,设置6种处理：凋落物、土壤、凋落物 + 土壤、凋落物 + 氮、土壤 + 氮和凋落物 + 土壤 + 氮,每个处理3重复。氮添加量（NH4 + -N/土壤）为120 mg·kg−1 ,针、阔叶林凋落物添加量分别为12.1、19.7 g·kg−1,凋落物放置在土壤或石英石表面,土壤湿度控制在60%饱和持水量,于25 ℃暗培养箱中,采用氮淋溶模拟氮沉降的方法,进行室内培养试验。培养期间,氮溶液分5次不等氮量淋溶,每次110 mL溶液（按照淋溶次数分配依次为80、10、10、10、10 mg NH4 + -N）,收集淋溶液,测定其溶解性有机碳（DOC）、氮（DON）和无机氮。 结果 凋落物淋溶液有较低的无机氮和DON,较高的DOC;凋落物添加分别降低针阔叶土壤淋溶液中NO3−-N 22.6%和29.9%、提高针叶林土壤淋溶液中DOC 181.4%,但是降低阔叶林土壤淋溶液中DON 39.2%和阔叶林土壤MBN 53.2%。氮添加后,凋落物对添加氮的截留较少,且阔叶林凋落物截留高于针叶林;凋落物通过淋溶输入土壤的DOC减少,而DON增加。氮添加增加土壤可淋溶的无机氮量和针叶林土壤淋溶液DON,但凋落物降低土壤氮淋溶的作用在氮添加情况下没有减弱。 结论 凋落物具有减缓土壤NO3−-N输出对水环境的负面影响,氮添加可通过改变针阔叶林凋落物DOC和DON 的输出影响土壤氮变化。     

冰雪灾害对杉木林地养分分布的影响

2008年1月至2月,我国南方发生了严重的冰雪灾害,受害的森林地面达2.09×106km2。为了了解冰雪灾害对杉木的损害和由此引起的林地养分分布特点,作者调查粤北一个杉木林地的受害情况。冻雨在杉木枝叶上形成冰柱,造成所有的林木折冠。林木折断的高度和胸径呈显著相关。树冠残体的养分总浓度随残体组分而变化,呈理叶>皮>枝>干。树冠残体的干重达19.11t·hm-2,枝、树干、叶和皮分别占37%、28%、27%和8%。2008年树冠残体的养分分布随组分而急剧变化,其中叶的养分量占残体养分总量的70%,枝、干和皮分别占13%、7%和10%。2008年杉木林地的N、P、K 的积累量为105067.9 t·hm-2,杉木残体、凋落物和土壤分别占0.18%、0.03%和99.79%。养分积累量在树冠残体各组分和凋落物中的排序为N>K>P,而在土壤中为K>N>P。2009年的凋落物中N和P浓度大于2008年的凋落物,而K浓度小于后者。2009年的干和皮残体中N和P浓度略大于2008年的干和皮残体,而K浓度正好相反。2009年的干和皮残体中的N和P储量与2008年接近,K储量略小于后者。2009年的凋落物中N、P和K储量大于20...     

杉木纯林、混交林土壤微生物特性和土壤养分的比较研究

本文于2005年5月份,在中国科学院会同森林生态实验站选择了一块15年生的杉木纯林和两块15年生杉阔混交林作为研究对象,调查了林地土壤有机碳、全氮、全磷、硝态氮、有效磷和土壤微生物碳、氮、磷、基础呼吸以及呼吸熵,比较了纯林和混交林土壤微生物特性和土壤养分.结果表明,杉阔混交林的土壤有机碳、全氮、全磷硝态氮和有效磷含量高于杉木纯林;在混交林中,土壤微生物学特性得到改善.在0(10 cm和10(20 cm两层土壤中,杉阔混交林土壤微生物氮含量分别比杉木纯林高69%和61%.在0(10 cm土层,杉阔混交林土壤微生物碳、磷和基础呼吸分别比杉木纯林高11%、14%和4%;在10(20 cm土层,分别高6%、3%和3%.但是,杉阔混交林土壤微生物碳:氮比和呼吸熵较杉木纯林低34%和4%.另外,土壤微生物与土壤养分的相关性高于土壤呼吸、微生物碳:氮比和呼吸熵与土壤养分的相关性.由此可知,在针叶纯林中引入阔叶树后,土壤肥力得以改善,并有利于退化森林土壤的恢复.     

杉木林地土壤微生物数量的分析研究

对不同年龄、不同生长代数杉木林地及立地条件相同的檫树林地土壤微生物数量的分析表明,①随杉木年龄的增加,林地土壤中的细菌、真菌及微生物总量表现出“低高低”的变化趋势,而氨化细菌数则随年龄的增力。而增加,②细菌、放线菌和微生物总量檫树林地明显高于杉木林地,但各类菌的组成比例均无明显不同,③头栽杉木林地土壤的细菌、放线菌微生物总量及氨化细菌分别是二栽林地的1.52、1．42、1．47和2．79倍,但真菌数量两类林地无差异,从各类菌所占比例来看,只有真菌比例二栽林地有增加的趋势,细菌、放线菌两类林地间无明显不同。     

华北落叶松人工林凋落物短期管理对土壤养分变化的影响

为了解华北落叶松凋落物管理对林地土壤养分变化特征的影响,本文以苏木山林场华北落叶松人工林为研究对象,在林中设置了凋落物不同处理(堆积和平铺),分析不同处理下0～10 cm土层土壤养分含量变化规律.结果表明:凋落物不同处理下土壤呈酸性,与对照相比凋落物管理下土壤pH值显著下降(P<0.05).凋落物平铺处理与对照相比,土...     

福建柏和杉木人工林凋落物分解及养分动态的比较

对福建柏和杉木的凋落物分解和N、P、K养分动态进行了为期 75 0d的研究 ,结果表明 :两树种的落叶和落枝分解速率与时间呈指数关系 ,第 1年干重损失率分别为 83 4 7%和 19 4 3% (福建柏 )、6 0 78%和 2 5 0 2 % (杉木 )。落叶分解过程中 ,P浓度增加 ,而K和C浓度下降 ;但落叶N浓度 ,福建柏的先升后降 ,杉木的则单调上升 ;落枝分解过程中各元素浓度均呈现 :N单调上升 ,K和C单调下降 ,P先升后降。落叶和落枝的元素分解速率均以K最大 ,其次为C和P ,N最小。福建柏落叶元素年分解速率 ,N、P和C比杉木的大 ,但K却比杉木的小 ;而福建柏落枝元素年分解速率C和N比杉木的大 ,而P和K却比杉木的小。福建柏落叶和落枝分解过程中N、P、K的年养分释放量分别为 2 6 30、0 16 2和 1 6 0 4g·m- 2 ,分别是杉木 (1 2 0 5、0 14 3和 1 12 9g·m- 2 )的 2 18倍、1 13倍和 1 4 2倍。与杉木林相比 ,福建柏林凋落物分解过程中养分释放量高 ,且养分释放 归还比值亦大 ,表明福建柏林凋落物养分周转比杉木快 ,这对维持林地土壤肥力是有益的。     

湖南会同不同林分类型杉木人工林凋落物水文效应

目的 以我国亚热带不同林分类型杉木人工林为研究对象,分析比较其凋落物层生态水文效应的差异,为杉木人工林林下生态管理和生态系统服务评估提供科学依据。 方法 采用野外调查和室内浸提试验相结合的方法,对湖南会同3种不同类型杉木人工林（杉木纯林、杉木-樟树混交林、杉木-桤木混交林）的各分解层凋落物储量、吸持水特性以及有效拦蓄能力进行测定分析。 结果 （1）不同林分类型杉木人工林凋落物现存量在7.94～8.88 t·hm−2,杉木-桤木混交林 > 杉木-樟树混交林 > 杉木纯林,半分解层现存量占总现存量的比例高于未分解层;（2）杉木人工林凋落物在浸水0～4 h内吸水速率增加较快,4～10 h内持水量增加速率减缓,并逐渐趋于饱和;最大持水率和最大持水量表现为半分解层大于未分解层,针阔混交林各分解层凋落物最大持水率和最大持水量高于杉木纯林;（3）3种类型杉木人工林最大拦蓄率变化范围为152.33%～229.55%,最大拦蓄量和有效拦蓄量分别在12.62～17.94 t·hm−2和10.26～14.75 t·hm−2,且均为杉木-樟树混交林和杉木-桤木混交林显著高于杉木纯林（P < 0.05）。 结论 湖南会同不同林分类型杉木人工林的水文效应存在一定差异,杉木-樟树混交林和杉木-桤木混交林的水文功能优于杉木纯林,建议今后该地区杉木人工林经营管理和植被恢复中优先考虑杉木与阔叶树种混交的模式。     

森林凋落物特性及对土壤生态功能影响研究进展

森林凋落物组分从植物体返还到土地为地表分解者提供物质基础,是森林植物和土壤生态系统之间养分循环与能量传递的主要环节之一。文中通过整理现有森林凋落物特性及对土壤理化性质影响的相关研究成果,综述凋落物对土壤水文、土壤碳库、土壤养分、土壤酶活等物理和化学性质及土壤生物等多方面的影响,分析目前研究的不足并提出研究展望,以期为未来有效利用森林凋落物、提高土壤生态功能和更好地经营森林提供参考。     

不同林型天然红松混交林林隙大小和枯叶分解对土壤微生物碳的影响

[目的]分析凉水国家级自然保护区不同林型天然红松混交林林隙大小、凋落物放置位置和采样时间对土壤微生物碳(SMBC)的影响,揭示影响本地区SMBC变化的因素,为天然红松混交林生态系统碳循环的研究提供基础数据。[方法]在天然红松混交林3种林型的大、中、小林隙内不同位置的土壤表层放置装有红松、椴树、枫桦枯叶的分解袋,并以各自的郁闭林分为对照,在2012年植物生长季的6—9月,每月采集枯叶分解袋下0 10 cm土层土样,采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法测定SMBC。[结果]在椴树红松混交林(TP)内,林隙大小对SMBC的影响依次为小林隙大林隙中林隙;在云冷杉红松混交林(PAP)内,依次为中林隙大林隙小林隙;在枫桦红松混交林(BP)内,依次为大林隙中林隙小林隙。3种林型下,采样时间(月份)对SMBC均有显著的影响(P0.05);林隙大小对其影响均不显著(P0.05);枯叶分解袋放置位置对大、中、小林隙内SMBC的影响均不显著(P0.05)。[结论]不同林型下林隙大小对SMBC的影响排列顺序不同;枯叶分解袋放置位置对天然红松混交林3种林型大、中和小林隙内SMBC的影响均未达到显著水平。     

模拟N沉降对滇中亚高山典型森林凋落物分解及土壤微生物的影响

目的 模拟N沉降下凋落物分解及土壤微生物特征,为研究森林生态系统碳、氮循环对氮沉降的响应机制提供依据。 方法 以滇中亚高山常绿阔叶林、华山松(Pinus armandii)林、高山栎(Quercus semicarpifolia)林和云南松(Pinus yunnanensis)林凋落物为研究对象,采用凋落物袋法,于2018年2月至2019年1月,通过模拟N沉降和原位分解实验,研究不同模拟N沉降下（CK, 0;LN, 5;MN, 15;HN, 30 g·m−2·a−1）凋落物碳氮、土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）及土壤微生物数量变化特征。 结果 分解1年后,不同N沉降处理下,常绿阔叶林和高山栎林凋落物C含量均显著增加(0.40%～8.16%),华山松林和云南松林凋落物C含量呈LN减少(2.67%),HN增加(4.09%);各林分凋落物N含量均显著增加(1.45%～69.01%),C/N则显著降低(0.34%～37.92%);相同N沉降下土壤微生物量随土层的加深而减小,N沉降对土层垂直分布格局影响不显著;N沉降对常绿阔叶林和高山栎林土壤MBC和MBN的影响表现为抑制,对华山松林和云南松林表现为低N促进,高N抑制;4种林分土壤MBC/MBN介于5.31～11.26之间,N沉降对不同林分不同土层的MBC/MBN影响存在差异,但均受到高N的抑制作用。 结论 滇中亚高山4种典型森林凋落物分解主要受森林类型影响,N沉降次之;土壤微生物量和数量主要受森林类型影响,土壤深度次之,N沉降最小。     

中国亚热带地区不同发育阶段杉木林生物量、凋落物及养分流

杉木生长快、产量高、材质好,是中国亚热带地区最重要的造林树种之一,在中国南方人工林经营中占有重要地位。对8、14和24年生杉木人工林生物量、凋落物及其养分流进行的研究结果表明:杉木人工林具有很高的生物生产力和50%-70%的树干生物量积累比例。杉木是低养分归还的针叶树种,凋落量少,而且针叶凋落前养分发生一定程度的转移,凋落物养分含量低,短轮伐期连栽收获制度造成的养分损失是导致杉木人工林地力衰退的原因之一。图1表7参22。     

不同林龄杉木人工林凋落物持水特性研究

结合取样法与浸泡法,对湖南会同不同林龄杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林凋落物现存量、凋落物(叶和枝)持水特性进行研究。结果表明,凋落物现存量表现为成熟林(2.72 t/hm~2)近熟林(2.36 t/hm~2)中龄林(1.26 t/hm~2)。叶凋落物最大持水量表现为成熟林(5.50 t/hm~2)近熟林(4.49 t/hm~2)中龄林(2.20 t/hm~2);枝凋落物最大持水量表现为近熟林(1.20 t/hm~2)成熟林(1.09 t/hm~2)中龄林(0.27 t/hm~2)。叶凋落物最大持水率表现为中龄林(241.37%)近熟林(224.80%)成熟林(208.17%);枝凋落物最大持水率表现为成熟林(148.63%)近熟林(107.37%)中龄林(81.80%)。叶凋落物最大吸水速率表现为中龄林(3.54 g·g~(-1)·h~(-1))近熟林(3.06 g·g~(-1)·h~(-1))成熟林(2.79 g·g~(-1)·h~(-1));枝凋落物最大吸水速率表现为近熟林(1.92 g·g~(-1)·h~(-1))成熟林(1.74 g·g~(-1)·h~(-1))中龄林(1.44 g·g~(-1)·h~(-1))。叶、枝凋落物持水量和持水率与浸泡时间呈对数关系,吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系,叶凋落物的持水量与持水率均明显高于枝凋落物,其在持水能力方面起主要作用。研究结果可为评价我国南方杉木人工林水土保持功能与可持续经营提供科学依据。