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。     

杉木凋落物分解速率的研究

本文通过对杉木凋落物的分解速率的研究,结果表明:凋落物枝、叶、果1年的失重率分别为22.97%、43.51%、25.22%.凋落物枝、叶和果的分解速率分别为0.291g/(g·a)、0.588g/(g·a)和0.405g/(g·a).凋落物中失去元素的重量与元素总重量的百分比呈现趋势为:钾>磷>氮>镁>钙.     

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。     

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。     

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...     

浙江省杉木生态公益林凋落物及其与植物多样性的关系

在浙江省10万km2的区域内,选取32个典型样地调查杉木生态公益林凋落物特征.研究表明:1)幼龄、中龄、成熟林3个年龄级的优势林年均凋落量依次为56.2、121.5和327.2 g·m-2a-1,在浙西北、浙中、浙南及沿海4个地理气候区域间无显著差异(P＞0.05);2)叶凋落量占总凋落量的76.0%～96.4%;不同龄级的凋落物组分不同,即杉木在不同发育阶段凋落物存在差异;3)杉木优势林的凋落量小于含杉木的混交林,即乔木种类越多,杉木优势度越小,凋落量越多;4)凋落物对森林水源涵养和水土保持有重要作用.从凋落物角度分析,杉木优势林的生态效益较低,不利于林地自肥、保水及进一步的植被恢复.     

田林老山中山杉木人工林凋落物及其分解作用的研究

本文是广西森林生态系统研究项目的一部分,旨在阐明高海拔山区杉木人工纯林凋落物的产量动态、营养元素含量及其分解速率,并分析比较两种置样处理对凋落物分解作用的影响,为营林提供参考依据。一、实验区条件与样地概况老山杉木林区位于北纬24°16′、东径106°19′,海拔1300-1600m,属于桂西北山原地区。年平均气温14℃,最冷月(1月)均温5.6℃,最热月(7月)均温21.3℃。年降雨量1611.5mm,夏秋两季雨量分别占全年的50.4％和23.4％。年相对湿度88％、水热系数3.82,属冬干冷夏湿凉气候型。     

天然次生白桦林凋落物的分解及其生态效应

1988～1990年间以长白山支脉张广才岭帽儿山老爷岭生态站天然次生白桦林为研究对象,对林分凋落物的积累,组成与分解进行了定位观察研究。结果表明,38年生白桦林凋落物的现存量为13.644t/ha,其中叶为10.49t/ha,枝为2.58t/ha,树皮、种实、动物尸体及粪便等仅为0.57t/ha,年凋落盈为3.38t/ha,年分解量为0.633t/ha,年分解率为18.7％。     

森林凋落物分解研究进展

森林凋落物是森林生态系统内地上植物组分产生并归还于地表,作为分解者的物质和能量来源,来维持生态系统功能的有机质总称。凋落物分解包含凋落物粉碎、淋溶和有机物的分解代谢3个过程。C/N、木质素含量等是影响凋落物分解的主要指标因素,凋落物的质量等内部因素与气候等外部因素共同影响着凋落物分解。凋落物分解是森林生态系统中养分归还的主要途径,是森林生态系统物质循环、能量流动的重要环节。对凋落物分解动态过程的研究可以帮助当地合理的、因地制宜的种植相关树种,有效的调节并提高林木的生长效率,并为维持土壤肥力,增强土壤的养分可利用性提供保障。     

福建柏和杉木人工林凋落物性质的比较

对福建柏和杉木人工林凋落物数量、组成、季节动态、养分和能量归还及物质化学组成进行了 3a的研究 ,结果表明 :福建柏、杉木林的年均凋落物量分别为 731 83g·m- 2 、5 4 6 85g·m- 2 ,前者是后者的 1 34倍 ,其中落叶分别占总凋落量的 6 5 2 9%和 5 8 2 9% ,而福建柏林落枝、落果和其它组分占总凋落量的比例则比杉木林的低。福建柏林凋落物总量在 5月 (2 0 0 0年为 2月 )和 11— 12月出现两次峰值 ,且第 2次峰值远比第 1次高 ;杉木林总凋落物量 1年出现 3次峰值 (4或 5月、8月和 11月 ) ,且峰值较为接近。福建柏林凋落物年养分和能量总归还量分别为 13 96 1g·m- 2 和 14 6 36 5 8kJ·m- 2 ,杉木林的则分别为 12 0 0 5g·m- 2 和 12 2 91 17kJ·m- 2 ,前者分别是后者的 1 16倍和 1 19倍 ,其中福建柏林通过落叶归还的养分和能量则分别是杉木林的 1 6 3倍和 1 2 9倍。福建柏落叶N、P浓度和易分解物质 (水溶性物、半纤维素和粗蛋白 )含量高于杉木 ,而难分解物质 (如纤维素、木质素 )的含量低于杉木 ,且C N、C P、木质素 N及木质素 P的比值也比杉木落叶的低。说明福建柏林凋落量比杉木大 ,落叶质量亦比杉木的高。     

间伐对杉木人工林土壤酶活性及微生物的影响

[目的]研究间伐对杉木人工林土壤微生物数量、酶活性及关系的影响,试图了解不同间伐强度作用下土壤恢复的过程和机制,为人工林经营提供理论依据。[方法]以18年生杉木人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,分析4种间伐强度TS0(未间伐(0.0%),1 800株·hm-2)、TS1(轻度(16.7%),1 500株·hm-2)、TS2(中度(33.3%),1 200株·hm-2)和TS3(重度(50.0%),900株·hm-2)下杉木人工林土壤微生物数量及土壤酶活性特点,探讨土壤微生物数量与酶活性的相关性。[结果]表明:间伐3年后,林下土壤层酶活性和微生物数量显著提高,不同土层间土壤微生物数量和酶活性均差异显著;间伐显著提高了土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性,除过氧化氢酶(15 30、30 45 cm)、碱性磷酸酶(0 15、30 45 cm)以及脲酶(30 45 cm)以TS3处理的酶活性最高外,其他酶活性在各土层和不同间伐强度下均以TS2处理的酶活性最高;土壤各层微生物以细菌数量最多,其次是放线菌,硝化细菌最少,且TS2处理的微生物数量最多。土壤过氧化氢酶和脲酶活性均与细菌、真菌和硝化细菌数量呈极显著正相关,与放线菌数量呈极显著负相关,氨化细菌数量与过氧化氢酶活性呈负相关,而与脲酶活性呈正相关;碱性磷酸酶活性与细菌、真菌和硝化细菌数量呈正相关,与氨化细菌数量呈极显著负相关,与放线菌数量呈负相关;蔗糖酶活性与细菌、真菌和氨化细菌数量呈极显著正相关,与硝化细菌数量呈正相关,与放线菌数量呈负相关。[结论]间伐改善了林分环境、光照、温度以及林下植被的发育,提高了林下土壤酶活性并增加了微生物数量。间伐3年后的综合表现表明,中度间伐最利于杉木人工中、近熟林阶段的经营,对于改善土壤性质较好。     

火烧对北亚热带杉木林土壤有机碳的影响

[Objective]To study the effect of burning on soil organic carbon and to provide references for post-fire vegetation regeneration. [Method]The changes of organic carbon and nutrient contents in post-fire Cunninghamia lanceolata stand with the soil depth of 0~50 cm in north subtropical areas were analyzed. [Result]The contents of soil total organic carbon (TOC), easily-oxidized carbon (EOC) and light fraction organic carbon (LFOM) were higher than those of contrast sample area, which increased by 1.7%~38.0%、6.6%~33.2% and 3.1%~45.7%, respectively. Significant differences were found in the soil layer with depth of 0~10 cm and 10~20 cm (P<0.01). Compared with the contrast sample area, the soil carbon storage in the layer with depth of 0~50 cm increased by 19.1% one year after burning. The TOC, EOC and LFOM were all significantly related to the soil nutrients (total N, hydrolyzable N and available K). After burning, the increase of TOC, EOC and LFOM were mainly concentrated on the surface of soil and the organic carbon contents increased by 9.22 g·kg^-1 in 010 cm layer. [Conclusion]Moderate intensity burning has a significant impact on organic carbon in the soil of C. lanceolata stand in the north subtropical area. Moderate burning can increase the soil organic carbon because the soil can mix the organic residues caused by incomplete combustion of vegetation layer. Replanting in the burned area could be adopted to promote the vegetation restoration.     

紫外线对杉木体胚再生植株的影响

为了解紫外线辐射时间对杉木生长的影响,本研究以杉木优良杂交组合的体胚再生植株为材料,用紫外灯模拟自然界UV-B辐射对其进行处理,研究0、1、3、5、7、9天紫外胁迫下杉木的光合作用效率及生理状态的变化。结果表明:随着紫外线辐射时间的延长,杉木体胚再生植株叶片的叶绿素含量明显降低、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、YⅡ、qP、qN)数值均降低,MDA含量先降低后增加,POD活性提高、可溶性蛋白含量明显增加;紫外线辐射3天叶片杉木体胚再生植株叶片尖端开始变黄, 5-7天黄化现象加剧,9天叶片完全失水,干枯死亡,说明长时间紫外辐射会阻碍杉木体胚再生植株的生长发育。     

杉木幼林施肥肥效分析

在肥力中等的酸性红黄壤上，采用随机区组设计，对１年生杉木幼林进行７个处理、３次重复的施肥试验。结果表明，施肥对杉木幼林树高、抽高和胸径虽有影响，但效果均不显著；钙镁磷肥、磷酸铵及过磷酸钙肥效相当，沟施肥效好于穴施。施肥能影响杉木各器官的生物量，影响大小顺序依次为叶、干、枝、根；沟施磷酸铵对树叶生长量有极显著的影响，并对生物总量影响显著。协方差分析显示杉木幼林施肥时的初始树高会干扰肥效，特别对施肥当年树高的影响显著，肥效分析时必须进行修正以消除其影响。     

萌生杉木林空间结构特征研究

利用结构参数角尺度、大小比数、混交度对浙江龙泉萌生杉木林的空间结构进行分析,结果表明:林分的平均角尺度为0.512,林分空间格局为随机分布;杉木树种分布格局为团状分布,木荷树种整体分布格局为随机分布,其它树种的整体分布格局为均匀分布;林分的平均混交度为0.438 4,在弱度混交和中度混交之间;林分中树种以胸径作为比较指标的林木个体的优势排列顺序为:苦槠、马尾松> 杉木> 樟树> 木荷> 枫香、红豆树> 拟赤杨> 榆树。根据萌生杉木林的结构特征提出经营对策, 通过合理择伐和补植乡土树种进行林分结构调整,提高林分质量,优化林分空间结构,以便更好地发挥其功能。     

广西柳州杉木种源树轮宽度对温度与湿度的年际响应

[目的]为选择适合试验区域未来气候变化条件下生长的杉木种源,[方法]运用年轮气候学方法,研究52个杉木地理种源3个树轮宽度指标对气候因子的响应。[结果]整轮宽度、早材宽度和晚材宽度与年平均气温的响应呈强负相关关系,相关系数最大值分别为-0.515、-0.590和-0.451;整轮宽度、早材宽度和晚材宽度与年最高气温均呈强负相关关系,相关系数最大值分别为-482、-0.624和-0.499。[结论]未来试点年平均气温有升高的趋势,这将会在一定程度上抑制杉木的径向生长,而选择对温度响应不太敏感的湖南江华、广西博白和广西资源种源在试验林所在区域进行造林,将是解决这一问题的有效途径。     

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。     

施用基肥对杉木幼苗生长及土壤有效养分的影响

以杉木为研究材料,探讨在同一纬度区域、立地条件较为一致的天峨县林朵林场、融安县西山林场、融水县贝江河林场施用基肥和不施用基肥处理对杉木1~3年生长量及对应地块土壤有效养分含量的影响,分别在种植1、2、3年后测定其树高、胸径及对应土壤pH值、有机质及速效氮、磷、钾、有效铁、硼等指标。结果表明：施用基肥处理促进了杉木平均树高、胸径的增长,显著或极显著提高土壤碱解氮、有效磷、速效钾等养分有效含量,有利于提高土壤综合肥力系数;试验区地块磷、钾有效养分含量较低,施用基肥后土壤速效钾养分得到缓解,但土壤有效磷养分仍严重缺乏。     

短期增温对亚热带杉木幼林碳氮同位素组成的影响

[目的]利用稳定同位素手段,研究增温对氮循环和水分利用效率的影响,揭示亚热带杉木幼苗水分利用效率和氮饱和状态对气候变暖的响应。[方法]在福建省三明市森林生态系统与全球变化研究站,布设发热电缆对土壤进行增温,设置对照(CT)和增温(W)两种实验小区。分别采集不同处理杉木叶片和0～10 cm表层土壤,测定植物-土壤碳、氮稳定同位素,以及碳和氮含量。[结果]显示:增温处理叶片δ~(15)N值(0. 40‰)比对照处理(-2. 79‰)显著增加了3. 19‰;但增温后叶片氮含量只是略有上升,与对照无显著差异;增温后,表层土壤δ~(15)N值显著上升,叶片15N的富集指数比对照处理更接近于0;增温与对照处理叶片δ~(13)C值分别为-29. 35‰和-29. 08‰,无显著差异;叶片δ~(13)C与δ~(15)N之间存在显著正相关关系。[结论]温度是中亚热带地区氮循环的一个重要影响因素,增温促使杉木叶片和表层土壤δ~(15)N值显著提高,碳代谢与氮代谢相辅相成。     

不同栽植代数杉木人工林土壤磷素特征研究

目的 研究不同栽植代数杉木林土壤磷素变化规律和形态特征,确定影响杉木林土壤磷素有效性的因素,为提高连栽杉木对磷素的利用效率和我国杉木林的可持续经营提供理论依据。 方法 对土壤全磷、有效磷、不同形态无机磷含量进行测定,利用31P核磁共振技术（31P-NMR）和扫描电镜-X-射线能谱（SEM-EDS）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）技术对土壤磷素形态特征和土壤结构及矿物组成进行分析。 结果 31P-NMR图谱表明：连栽导致杉木林土壤正磷酸盐含量下降,正磷酸单酯含量增加。土壤全磷（TP）、有效磷（AP）、磷酸钙盐（Ca-P）含量随杉木林栽植代数的增加而减少,闭蓄态磷（O-P）含量则相反;O-P含量在各形态无机磷中占比最大,磷酸铝盐（Al-P）含量占比最小。SEM-EDS分析发现：不同栽植代数杉木林土壤胶体颗粒呈片状堆叠;FTIR图谱显示：其表面官能团结构的差异较小;XRD分析表明：高岭石和石英的衍射峰强度随栽植代数的增加而减弱。 结论 不同栽植代数杉木林土壤形态主要以正磷酸盐和正磷酸单酯为主。连栽土壤中全磷、有效磷、磷酸铝盐、磷酸铁盐（Fe-P）向土壤表层聚集分布,土壤中正磷酸盐（无机磷）含量随杉木林栽植代数的增加而减少,土壤Al-P含量较少及有效磷、Ca-P、Fe-P向极难溶的O-P转化是导致连栽杉木林土壤有效磷含量低的重要因素。连栽可增大土壤熟化程度、降低土壤矿物质结晶程度。