黄土丘陵区人工林养分循环特*征

通过对山西省吉县蔡家川流域人工刺槐林和人工油松林养分元素积累与分布和生物循环进行研究,结果表明:(1)黄土丘陵区人工林乔木层不同器官养分元素含量以树叶为最高,树干最低;各器官中养分元素含量N最高,P最低,凋落物层养分含量总计约占整个林下层养分含量的26.69%～37.36%;(2)黄土丘陵区人工林生态系统养分总贮量为3 238.548 kg/hm2,乔木层、灌木层、草本层和凋落物层分别72.24%,12.31%,8.70%和6.74%,说明该地区人工林群落结构简单,乔木层树种单一;(3)黄土丘陵区人工林年吸收量、归还量、存留量分别为256.825,110.328,146.497 kg/(hm2.a),年归还量占年吸收量的42.96%,凋落物的回归量不到吸收量的1/2。(4)循环系数为0.364～0.398,循环速率依次为PMgKCaN。     

北京密云2种人工林氮磷钾的生物循环特征

 为了探究北京密云2种典型人工林生态系统主要养分元素的生物循环特征,2006—2007年以北京密云水库库西试验区的油松人工林和麻栎-侧柏人工混交林为研究对象,采用标准样方定位观测的方法,对其主要元素N、P、K的降水输入、凋落物归还、积累量以及生物循环特征进行了观测和研究。结果表明:1)大气降水向油松林和混交林生态系统每年分别输入养分量为31.56和13.27kg/(hm2.a);2)油松林和混交林凋落物中N、P、K的归还总量分别为18.00和14.06kg/(hm2.a);3)油松林中乔木层N、P、K积累总量为612.37kg/hm2,各器官中N、P、K积累量大小排序是叶>枝>干>根,混交林中乔木层N、P、K积累量分别为153.87、18.28和100.13kg/hm2;4)油松林养分利用系数排序为N>K>P,混交林养分利用系数为K>N>P,油松林对N、P、K的吸收系数均高于混交林,而混交林N、P、K的循环系数均高于油松林。研究结论阐明,油松林和混交林通过降水归还的养分量占总归还量分别为63.7%和53.0%,通过凋落物归还的养分量占总归还量分别为36.3%和47%,2种人工林生态系统的降雨淋溶均为年养分归还量的主要部分;油松林和混交林生态系统从土壤中吸收N、P、K的总量分别为126.58和54.96kg/(hm2.a),其中有77.02和24.42 kg/(hm2.a)存留于林分中,有49.56和30.54 kg/(hm2.a)通过淋溶和凋落物归还土壤。     

桤木人工林营养元素的季节动态、空间分布与生物循环研究

对湖南汨罗桤木人工林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的季节动态、空间分布及生物循环进行研究。结果表明:桤木叶片营养元素含量均为春季最高,干材养分含量偏低,且大部分元素在春季达最低点,所以建议桤木干材在春季采伐;树皮有大量Ca富集,根系中营养元素季节变化不明显。林下植被元素含量从春季到冬季有下降的趋势,枯落物、土壤层中元素含量季节变化趋势不明显,K元素各个土层各个季节含量变化都不是很大。桤木人工林生态系统各组分养分含量变化差异较大,以树叶中养分含量最高,30-60cm土壤层中含量最低;乔木层各器官排序为树叶>树皮>树枝>树根>树干,各器官中养分元素含量以N最高,P最低。桤木人工林生态系统养分总贮量为167 809.80kg/hm2,其中乔木层5种元素总量为754.77kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.45%,林下植被与枯落物层二者的养分积累量为254.04kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.15%。营养元素的年积累量为350.18kg/hm2,以N的积累量最大。桤木年吸收量、归还量、存留量分别为449.38,348.23,101.15kg/hm2。营养元素的循环系数为0.77,利用系数为0.60,周转期为2.17年,循环速率依次为N>Ca>Mg>K>P。     

太行山丘陵区刺槐人工林主要养分元素分配及循环特征

为了解刺槐人工林养分循环特征,以太行山丘陵区刺槐人工林为研究对象,采用样地标准木收获法,对其生物量和养分循环进行研究。结果表明：1）刺槐林乔木层总生物量为39.87 t/hm^2,各器官生物量排序为树干〉树根〉树皮〉树枝〉树叶,树干所占生物量比例最大,叶生物量最小。2）3种元素在各器官中含量表现出较大差异,在树干、树根和树皮中的含量大小排序是N〉Ca〉P,枝、叶中含量排序为Ca〉N〉P。3）各器官营养元素积累量、年存留量分配关系为树干〉树叶〉树枝〉树根〉树皮,林分3种营养元素积累量为633.20 kg/hm^2,积累量和年存留量大小排序为Ca〉N〉P,Ca积累量最多（368.36 kg/hm^2）,P最少（18.19 kg/hm^2）,N居中（276.65 kg/hm^2）。4）凋落物营养元素年归还量为286.52 kg/hm^2,3种营养元素年归还量大小排序为Ca〉N〉P,Ca最高（196.48 kg/hm^2）,分别是N和P的2.31倍和40.26倍。5）刺槐人工林吸收系数排序为N〉P〉Ca,富集系数为N〉P〉Ca,刺槐对N吸收系数、富集系数均高于P、Ca,利用系数、循环系数排序是Ca〉N〉P,Ca周转时间最短（1.87 a）,P最长（3.73 a）,N居中（3.25 a）。     

太行山地区侧柏人工林主要养分元素分配及循环特征

为了解侧柏(Platycladus orientalis)人工林养分循环特征,以太行山丘陵区侧柏人工林为研究对象,采用样地标准木收获法,对其生物量和养分循环进行了研究.结果表明:(1)侧柏人工林(26 a)生物量约45.55t/hm2,林分净生产力为2.07 t/hm2;生物量分配排序为;树干树根树皮树枝树叶.(2)林分营养元素积累量为455.23 kg/hm2,积累量的排序为:CaNP.(3)灌草植被层营养元素积累量顺序为:CaNP,灌草层3种元素总贮量仅占乔木层的5.5%.(4)凋落物营养元素年归还量为337.12 kg/hm2,3种营养元素归还量排序为:CaNP,Ca的年归还量最高,为271.66 kg/hm2,分别是N和P的4.42倍和69.12倍.(5)年吸收量、年存留量、养分年归还量和富集系数排序均为CaNP;吸收系数排序为CaNP;利用系数、循环系数排序是NCaP,侧柏对N的利用系数最大;Ca的富集能力最强.分别是N,P的1.9和2.8倍.侧柏的N周转时间最短(1.22 a),P周转时间最长(3.63 a),Ca周转时间居中(1.43 a).     

燕山山地华北落叶松人工林碳密度及分配特征

为了定量研究燕山山地不同林龄华北落叶松人工林的碳密度特征及其分配格局,为森林碳汇服务功能提升提供科学依据。以河北省木兰围场国有林场管理局新丰林场3种林龄(11,21,32a)华北落叶松人工林为研究对象,基于9块样地本底调查和27株标准木树干解析数据,采用标准木回归分析法、样方收获法、土壤剖面取样法和重铬酸钾—浓硫酸氧化外加热法等,获取不同林龄华北落叶松人工林的碳密度,分析了其特征及变化趋势。结果表明:不同林龄华北落叶松人工林生态系统总碳密度表现为32a(97.29t/hm~2)21a(90.56t/hm~2)11a(44.57t/hm~2),以土壤层和乔木层为主要碳库,二者之和所占比例高达52.59%~71.51%;随着年龄的增长乔木层碳积累能力逐步增强,11,21,32a华北落叶松人工林乔木层碳密度分别为14.27,38.57,42.37t/hm~2,且达到了显著性差异水平;3个林龄华北落叶松各器官的碳密度均表现为干枝根皮叶,各器官贡献率之间均达到了极显著性差异。其中,树干贡献率最大;随着林龄的增加,树干的碳密度分配比例增加,树枝、树叶、树皮的分配比例下降,而根系的分配比例相对稳定;林冠下层碳密度大小呈现出凋落物层草本层灌木层的规律,且随着林龄的增加而增加;0—60cm土壤层碳密度表现为随着土层的加深,碳密度逐步降低,表层有机碳含量最高,且随着林龄的增加而增加,不同林龄间存在显著性差异;选择胸径、树高两因素构建乔木层二元可加性碳密度预测模型效果较好。可见,华北落叶松人工林碳密度的变化主要受到其自身生长发育的影响。同时,也受到人工抚育产生的密度变化的影响。     

连续年龄序列尾巨桉人工林微量元素积累及其生物循环特征

为揭示尾巨桉人工林生长过程中微量元素积累及其生物循环特征,采用野外定位监测与室内分析方法,对连续年龄序列2~6a生尾巨桉人工林5种微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、B)的含量、积累、分配和生物循环进行了研究。研究结果表明:(1)尾巨桉不同器官5种微量元素含量存在差异,树叶或干皮中微量元素含量最高,其次是树枝和树根,最低是干材;各器官不同微量元素含量均以Mn或Fe最高,其次是Zn和B,Cu最低。(2)2~6a生尾巨桉人工林微量元素贮存量分别为9.264,13.046,17.749,20.516,22.248kg/hm~2,随林分生长过程而逐渐增加,其中乔木层贮存量占60.34%~65.36%,灌草层占13.74~17.56%,地表凋落物层占20.47%~22.16%;林木中不同器官微量元素贮存量以干材最高,其次是树根、干皮和树叶,最低为树枝。(3)5个林龄尾巨桉人工林微量元素年净积累量分别为3.032,2.817,2.803,2.476,2.267kg/(hm~2·a),不同微量元素年净积累量以Mn最高,其次是Fe、Zn和B,Cu最低。(4)5个林龄尾巨桉人工林微量元素年吸收量分别为4.885,5.007,5.594,5.164,4.468kg/(hm~2·a),年归还量分别为1.853,2.190,2.791,2.688,2.201kg/(hm~2·a),营养元素的利用系数分别为0.807,0.593,0.500,0.417,0.332,循环系数为0.379,0.437,0.499,0.521,0.498,周转期为3.269,3.858,4.002,4.605,6.174a。除Mn外,B、Zn、Cu和Fe周转期均明显小于林分实际年龄。由此可见,尾巨桉人工林早期生长过程中微量元素利用率较低,归还速率较慢,中、后期归还的微量元素较多,归还速率较快,但由于林木中B、Zn、Cu利用效率较高,周转时间较长。因此,应通过施加B、Zn、Cu等微量元素肥料,以维持林地的持久生产力。     

厚荚相思人工林营养元素生物循环的研究

对1.5～4.5年生厚荚相思人工林5种营养元素(N、P、K、Ca和Mg)的含量、积累、分配和生物循环以及它们随林分年龄的变化趋势进行了研究.结果表明,厚荚相思人工林不同器官中营养元素含量排序大致为树叶＞于皮＞树枝＞树根＞干材,林木各器官中营养元素含量均以N最高,其次是Ca,然后是K和Mg,P最低;厚莫相思人工林营养元素贮存量依次为145.00～611.70 kg/hm2,随生长过程中生物量的增加而增大;不同器官微量元素贮存量的分配随林分年龄的增长发生变化,1.5年生时营养元素贮量主要集中在树叶和树枝,2.5～4.5年生时营养元素贮量则主要集中在树干和树根;林分营养元素年净积累量为96.66～135.93 kg/(hm2·a),林木各组分营养元素年净积累量总的变化趋势以树干最高,树皮最低,年吸收量为116.50～258.10 kg/(hm2·a),年归还量分剐为19.83,117.21,114.83,122.17 kg/(hm2·a),利用系数分别为0.80,0.78,0.55和0.42,循环系数分别为0.17,0.49,0.48和0.47,周转期分别为7.34,2.64,3.73,5.01年.     

长沙市郊枫香人工林养分归还研究

通过野外调查和室内测试分析相结合的方法,研究枫香人工林的养分归还,为枫香人工林生态系统经营管理和物质循环研究提供科学依据。结果表明:1)枫香人工林的年凋落量为4 935.6 kg/hm2,凋落量大小依次为落叶>落枝>花果>碎屑;2)凋落物养分年归还量为111.849 kg/hm2,各元素归还量大小依次为N>Ca>K>Mg>P,各组分归还量大小为落叶>落枝>花果>碎屑;3)降水淋溶养分年归还量为105.823 kg/hm2,各元素淋溶量大小依次为Ca>K>Mg>P>N;4)枫香人工林总的年养分归还量为217.672 kg/hm2,各元素归还量大小依次为Ca>N>K>Mg>P。因此,在降水较丰富的亚热带地区,降水淋溶对枫香人工林养分归还的作用不可忽视。     

太行山丘陵区不同龄级栓皮栎人工林养分循环特征

为定量分析植被恢复进程的变化特征,以太行山丘陵区的栓皮栎人工林为研究对象,在样方调查的基础上,对其各器官N、P、Ca 3种营养元素的含量、积累、分配和养分循环变化情况进行研究。结果表明：1）不同植物器官中,营养元素含量差异明显;各龄级中,营养元素含量最多的器官是树叶,树干含量最低;营养元素含量的排序为Ca〉N〉P。2）林地土壤有机质、N和P含量随龄级增加呈明显增长趋势,植被恢复能明显加快土壤肥力的提高。3）20-40 a栓皮栎人工林营养元素积累量为2764.58-3689.38 kg/hm^2,年存留量为89.88-138.17 kg/（hm^2·a）,归还量为229.80-262.06 kg/（hm^2·a）。随龄级增加,营养元素储存总量随之升高,而存留量反而降低;吸收量和归还量呈现先升高后降低的趋势;不同营养元素的储存量、吸收量、归还量和存留量的大小排列次序均为Ca〉N〉P。4）循环系数和周转时间随龄级增加而升高,利用系数则呈现下降趋势;各元素之间Ca的周转时间最长（12.73-16.19a）,利用系数最小。     

木论喀斯特森林水土流失规律研究

森林水土流失是森林水文生态效益评价的重要指标。通过坡面径流小区测流法,于2006—2010年连续5a对木论喀斯特森林及灌草坡植被进行水土流失的对比观测研究。结果表明:(1)林地年地表径流量为0.78～2.85mm,年均值为1.77mm,占年均降雨量的0.10%,比灌草坡(5.87mm)减少了69.8%;(2)林地年土壤侵量为9.9～28.5kg/hm2,年均值为17.7kg/hm2,比灌草坡(58.7kg/hm2)减少了69.8%;(3)林地年养分(N,P,K)流失量为0.008～0.028kg/hm2,年均值为0.019kg/hm2,比灌草坡(0.064kg/hm2)减少了70.3%;(4)土壤及养分流失主要集中在5—8月,分别占全年流失总量的76.3%,92.7%,与该区同期降雨量的年内分配相匹配。     

江西千烟洲试区杉木人工林降雨过程及养分动态研究

定位试验研究千烟洲试区杉木人工林生态系统水文过程及养分动态结果表明 ,该森林生态系统年降雨量为 1392 .0mm ,其中以林冠穿透雨形式输入林地水量占年降雨量的 89.38% ,以树干流形式输入林地水量占0 .2 7% ,林冠年截流量占 10 .35 %。以地表径流形式输出该系统的水量占年均降雨量的 9.4 %。该森林生态系统中随降雨年输入的N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Sr、Zr、Na、Si 11种营养元素总量为 14 4 .0 32kg/hm2 ,随地表径流年输出林地养分总量为 15 5 .335kg/hm2 ,年亏损量 11.30 3kg/hm2 。     

密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配研究

对密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配的研究结果表明:29年生油松林的生物量为92 627 kg/hm².油松林不同器官中各养分元素的含量差异较大,在叶、枝和干中各养分元素的含量顺序分别为N(K)>K(N、Ca)>Ca(K)>Mg(P)>P(Mg).根系中的养分元素随着根系直径的增加呈各养分元素的含量降低.油松林生态系统5种养分元素的贮存量为695.17 kg/hm².若以各养分元素在油松林生态系统中的贮存量来计,则N的贮存量最大,P的最小,不同养分元素贮存量的顺序N>Ca>K>Mg>P.油松林生态系统对N元素的富集能力最强,不同器官中各养分元素的富集系数排序均为N>P>K>Ca>Mg.油松林每积累1 t干物质需N、P、K、Ca和Mg等5种养分元素共计7.51 kg.     

宁夏六盘山几种典型水源涵养林林分结构与水文功能的关系简

为量化水源涵养林林分结构与其水文功能之间的关系,以宁夏六盘山香水河小流域内的4种典型结构林分（华北落叶松＋灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林）为对象,在生长季内定位观测各林分的结构特征、冠层和枯落物截持及林下蒸散量的变化.结果表明：1）林冠截留率的大小表现为天然灌丛林（25.92％）＞华北落叶松纯林（23.38％）＞华北落叶松＋灌木复层林（22.81％）＞稀植乔木的天然灌丛林（22.07％）.2）林下枯落物层的持水性能表现为华北落叶松＋灌木复层林（26.49 t/hm2）＞华北落叶松纯林（23.06 t/hm2）＞稀植乔木的天然灌丛林（16.89 t/hm2）＞天然灌丛林（14.45 t/hm2）.3）林下日均蒸散量以稀植乔木的天然灌丛林最大（1.09 mm/d）,其次为华北落叶松＋灌木复层林（0.96 mm/d）,而华北落叶松纯林（0.88 mm/d）和天然灌丛林较小（0.69 mm/d）.4）回归分析表明：冠层截留量随着林分叶面积指数的增加而增加,在不同降雨强度条件下（除暴雨外）,二者的关系可以很好地用指数函数来表达（P＜0.01）;在排除林外气象因子变化对林内环境的干扰外,林下蒸散量随着林分叶面积指数的增加而呈对数函数的下降趋势（R2=0.639,P＜0.01）.     

宁夏六盘山不同森林类型林地的贮水量

 为评价宁夏六盘山不同森林类型的水源涵养生态功能,对宁夏六盘山地区华北落叶松人工纯林、辽东栎天然纯林、白桦+山杨天然混交林和华山松+红桦+白桦天然混交林4种林地枯落物和土壤的贮水特征进行研究。采用样方法和浸泡法测定枯落物不同层次的最大持水量和持水特性,采用环刀法和浸泡法测定土壤水分物理性质和贮水量。结果表明:林地枯落物层饱和贮水量为华山松+红桦+白桦天然混交林最大,华北落叶松人工纯林次之,辽东栎天然纯林其次,白桦+山杨天然混交林最小;除华北落叶松人工纯林枯落物未分解层和华山松+红桦+白桦天然混交林半分解层在浸泡6h时达到最大持水量外,其他森林类型各层次均在浸泡3h时达到最大持水量;土壤饱和贮水量为华山松+红桦+白桦天然混交林最大,辽东栎天然纯林次之,华北落叶松人工纯林其次,白桦+山杨天然混交林最小。     

北京密云油松人工林凋落物营养元素归还特征研究

2006-2007年对北京密云水库库西33年生的油松人工林凋落物的数量及其营养元素归还特征进行了研究。结果表明,油松人工林凋落物年凋落量为2193.75kg/hm2;N、P、K通过凋落物归还土壤的年归还量分别为13.86,0.75,3.39kg/hm2;油松凋落物各组分中N、P、K归还总量大小顺序为:叶枝皮、果、花;N、P、K年归还量大小顺序为:NKP。凋落物现存量为13.7t/hm2,凋落层年平均分解率为0.16t/hm2,凋落物层N、P、K总贮量为162.44kg/hm2。     

京北山区板栗林主要养分元素积累与分配的研究

对北京北部山区板栗林主要养分元素积累与分配的研究结果表明:22年生板栗林的生物量为38638kg/hm2,生物量在干、枝、叶、花、果、果苞及根中的分配比例为52.18∶21.82∶3.70∶2.26∶2.65∶2.07∶15.33。板栗林5种主要养分元素N、P、K、Ca和Mg的贮存量为315.38kg/hm2,不同器官中5种养分元素贮存量排序为干>枝>根>叶>花>果苞>果。土壤层中5种养分元素贮存总量为206427.59kg/hm2,有效养分元素贮存量为16188.29kg/hm2,板栗林5种养分元素贮存量占土壤层5种养分元素贮存总量的0.15%,占有效养分贮存量的1.95%。板栗林对N的富集能力最强,各元素的富集系数排序为N>P>K>Ca>Mg。板栗林生态系统每积累1t干物质需要5种养分元素总量7.17kg,其中对Ca元素的需求量最大,P的最小。