黔中地区不同林龄马尾松群落细根功能性状及其异速生长关系

细根作为植物吸收养分和水分的主要器官,其功能性状对森林生态系统功能具有重要影响。以黔中龙里县林场的马尾松林为对象,测定3个林龄马尾松林(25、37、52 a)群落中马尾松与优势灌木的12个根功能性状,分析随林龄变化根性状的异速生长关系。结果表明,随马尾松林龄增长,马尾松细根性状指标存在显著性变化;其中马尾松根长密度和根表面积密度随林龄增长表现为52 a＞25 a＞37 a的马尾松林;马尾松根生物量密度、根体积密度和根直径随林龄增长呈显著增加趋势,而比根长、比表面积和根组织密度随着林龄增长则呈现下降的变化趋势。不同林龄马尾松林下优势灌木组成结构存在显著差异,同种灌木的根长密度、比根长和比表面积随马尾松林龄变化存在显著性差异变化。马尾松的根生物量密度、根体积密度、比根长、比表面积和根直径随林龄增长存在显著的异速生长关系,这表明马尾松细根随林龄变化对资源获取利用的策略发生着改变;马尾松倾向于以更长的细根长度而不是更大的根表面积获取资源,相较于高林龄林分,低林龄林分马尾松林的马尾松根系有更高的比根长,表现出低投资高收益的生态策略。     

不同林龄马尾松林下植物多样性与环境特征

【目的】分析不同林龄马尾松(Pinus massoniana)林下植物多样性变化及其与环境特征的关系,探求影响物种更替的环境因子,以期为马尾松人工林的生态系统管理提供参考。【方法】采用空间代替时间的方法,对不同林龄(幼龄林、中龄林和成熟林)的马尾松林下植物多样性特征进行了研究,环境因子与植物物种的相关性采用典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)来实现。【结果】早期阶段(幼龄林和中龄林)的马尾松林下物种丰富,到后期(成熟林)林下仅被少量主要物种占据;随着演替的进行,物种多样性指数E、D、H明显降低,草本层表现尤为明显,木本层不显著;林分结构(林分密度、胸径、树高)对草本层植物多样性影响明显,而对木本层的影响相对较弱;土壤容重与幼龄林、成熟林的物种多样性指数显著相关;土壤全氮、全钾、有机质对初期植物多样性的影响显著,特别是草本植物。【结论】随着林龄的延长,马尾松林下植物多样性指数明显降低。林分结构和土壤质量是马尾松林下植物多样性变化的主要影响因子。     

广西地区选取不同林龄的马尾松及其混交林进行土壤N素研究

在中国林业科学研究院热带林业实验中心选取59年生、34年生以及24年生马尾松纯林及其混交林共6种林分,设立样地,通过在0~60cm土层取样,分析同林龄林分、不同林龄林分间的土壤N素及其养分含量变化规律。结果表明:1)在土壤含水率、容重以及孔隙度等物理性质方面,马尾松混交林土壤明显优于马尾松纯林,不同林龄的马尾松纯林、混交林之间,各土层土壤物理性质各指标规律性较为统一,土壤含水率为34年生马尾松林59年生马尾松林24年生马尾松林,土壤容重随着林龄的增加逐渐增加,土壤孔隙度随林龄的增加逐渐减小。2)土壤N素情况,同林龄比较,34年生马尾松与红椎同龄混交林、24年生马尾松与红椎香梓楠异龄混交林各土壤酸性、有机质含量均高于同年生马尾松纯林,但是差异性不显著(P0.05);不同林龄纯林、混交林间的有机质变化,表现为34年生马尾松林24年生马尾松林59年生马尾松林。全N变化趋势和有机质是基本一致的。总之,同林龄的马尾松混交林N素性质优于马尾松纯林,而且随着林龄的增加,34年生马尾松林土壤养分在整体上优于其他林分。     

广西地区不同林龄的马尾松及其混交林土壤N素研究

在中国林业科学研究院热带林业实验中心选取59年生、34年生以及24年生马尾松纯林及其混交林共6种林分,设立样地,通过在0~60cm土层取样,分析同林龄林分、不同林龄林分间的土壤N素及其养分含量变化规律。结果表明:1)在土壤含水率、容重以及孔隙度等物理性质方面,马尾松混交林土壤明显优于马尾松纯林,不同林龄的马尾松纯林、混交林之间,各土层土壤物理性质各指标规律性较为统一,土壤含水率为34年生马尾松林59年生马尾松林24年生马尾松林,土壤容重随着林龄的增加逐渐增加,土壤孔隙度随林龄的增加逐渐减小。2)土壤N素情况,同林龄比较,34年生马尾松与红椎同龄混交林、24年生马尾松与红椎香梓楠异龄混交林各土壤酸性、有机质含量均高于同年生马尾松纯林,但是差异性不显著(P0.05);不同林龄纯林、混交林间的有机质变化,表现为34年生马尾松林24年生马尾松林59年生马尾松林。全N变化趋势和有机质是基本一致的。总之,同林龄的马尾松混交林N素性质优于马尾松纯林,而且随着林龄的增加,34年生马尾松林土壤养分在整体上优于其他林分。     

桉树人工林的水源涵养功能

以不同林分类型各层次的持水能力及林地土壤持水能力为依据,评价各林分水源涵养能力。结果表明:不同林分类型的水源涵养能力存在差异,其中地上部分持水能力以次生林最佳,为30.6t·hm-2;林分最大持水量和林分持水量以马尾松林最佳,分别为2166.5和2290.9t·hm-2,尾巨桉林均居中等水平,说明尾巨桉林与乡土树种林的持水能力都比较强。据此可以推测,随尾巨桉林龄的增加,其地上部分的持水能力会逐步增强。     

巨桉人工林不同林龄阶段土壤微生物多样性特征

为了解巨桉人工林对土壤生态过程的影响,研究了1～10 a生巨桉人工林林下土壤微生物数量及其生物量.结果显示,土壤细菌在土壤微生物类群中占绝对优势,放线菌次之、真菌数量最低,土壤细菌、放线菌、真菌、及微生物总数随土层加深而降低,偶尔出现逆向分布；各微生物类群及微生物数量呈现1～4 a降低,而后显著增加.土壤微生物多样性指...     

巨桉人工林外生菌根真菌群落组成及多样性

研究巨桉人工林外生菌根（ECM）真菌群落组成及多样性，为菌类资源的开发利用和人工林的可持续经营提供参考依据。以赣南地区6个不同林龄的巨桉人工林为研究对象，采用高通量测序方法，鉴定分析巨桉根系ECM真菌群落组成及多样性。本研究共得到1 929个OTU，隶属于2门2纲10目22科30属。革菌属（Thelephora）、硬皮马勃属（Scleroderma）、棉革菌属（Tomentella）为研究区内优势菌属，总相对丰度超过80%。三大优势菌属在不同林龄林分中分布情况明显不同，相似性分析和非度量多维尺度分析结果也显示，不同林龄林分ECM真菌群落结构存在显著差异。其中2 a和7 a林分ECM真菌群落结构相似性最高，表现为物种丰富度、均匀度较高；3 a和6 a林分ECM真菌物种数量差异大，3 a和9 a林分ECM真菌种类差异大。表明巨桉人工林ECM真菌群落主要由3种丰度较高的优势菌属与多种低丰度菌属共同组成，林龄是影响巨桉人工林ECM真菌群落结构的重要因素。     

雷州半岛不同林龄桉树人工林土壤化学计量特征

【目的】理解尾巨桉人工林土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量学特征随林龄(1、2、3、5、7年生)的变化,为研究尾巨桉人工林可持续发展提供理论基础。【方法】运用空间代时间的研究方法,选取立地条件相近的5个林龄的林分,在各林分内设置3块样地,采用5点法分层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量,并计算不同元素之间的计量比。【结果】尾巨桉人工林表层土壤(0～20 cm)的有机碳含量随着林龄增加而增加,但不同林龄表层土壤的全氮含量差异不显著。5年生林地全磷与全钾含量均低于或显著低于(P0.05)其他各林龄;不同林龄林下土壤有机碳和全氮含量均随土层深度增加而下降,土壤全磷及全钾含量随土层深度变化未产生显著差异;随林龄增加,表层土壤碳氮比、碳磷比有增加趋势,土壤磷钾比、碳钾比、氮钾比随着林龄的增加呈现先降低后升高的变化趋势,不同林龄间土壤氮磷比未产生显著差异;相关分析表明:土壤有机碳与土壤全氮、全磷含量呈极显著正相关(P0.01),土壤全氮、全磷及全钾含量间相关性均不显著(P0.05)。【结论】研究区尾巨桉中幼龄期林下土壤碳氮循环速率较低,随林龄增加,土壤有机质矿化速率有所下降。5个林龄土壤磷元素含量较充足,氮元素成为主要限制因子。     

黑石顶自然保护区土壤动物功能类群对季节动态的响应

为了解黑石顶自然保护区植被下土壤动物功能类群对季节动态的响应,对4种植被(茶叶、农田、灌丛、乔木)下土壤动物功能类群的类群数、个体数以及多样性、均匀性、优势度、丰富度指标进行研究,结果表明,四季共捕获土壤动物1718只,隶属4门9纲23个类群,并把土壤动物群落按不同功能组成划分为5类,即植食性、腐食性、枯食性、捕食性和杂食性。其中,优势类群为线虫、蜱螨目、弹尾目、等翅目4类;植食性土壤动物占总捕获数的4.07%,腐食性土壤动物占25.96%,枯食性土壤动物占28.7%,捕食性土壤动物占8.67%,杂食性土壤动物占32.6%。不同植被下土壤动物个体数量差异不显著,但茶叶和乔木下土壤动物对季节变化有响应。     

桉树林取代马尾松树林后土壤动物组成变化研究

为深入了解不同林龄桉树林下土壤动物的多样性及相似性,客观评价桉树取代马尾松林后的生态效益,利用建立的标准养地,对比研究了广西柳州不同林龄桉树林和马尾松土壤动物群落结构特征。大型土壤动物采用野外分层手捡记数,中小型土壤动物采用取土器分层取土,带回实验室采用干漏斗分离并镜检。结果表明,桉树取代马尾松后,土壤动物物种丰富度增加了,但土壤动物的多样性指数、优势度指数和均匀度指数均下降,导致群落的稳定性变差。炼山导致生境的改变,影响了土壤动物的数量。随着桉树的持续经营,土壤动物相似程度增加,但与马尾松林下土壤动物的相似度逐渐降低。广西柳州桉树林和马尾松林具有山地雨林和季雨林的部分特点。管理及不同林型提供给土壤动物的食物类型及栖息生境的差异,是导致土壤动物数量和类群差异的主要原因。     

广西桉树林取代马尾松林对植物多样性的影响

对广西钦州市马尾松林和巨尾桉人工林的植物多样性开展研究,旨在阐明桉树林取代马尾松林对植物多样性和植物功能群的影响,促进对桉树人工林的科学认知。研究表明,采伐马尾松林种植桉树后10年,在1 800 m2样地内,桉树林的物种数为95～98种（木本植物50种,藤本17～19种,草本24～28种）,而马尾松林为63～88种（木本植物32～48种,藤本13～24种,草本16种）,两类林分的木本、藤本和总物种数差异不显著（P为0.237～0.937）,而草本植物差异显著（P=0.038）,表明桉树林取代马尾松林将显著增加草本植物的物种丰富度。桉树林取代马尾松林对铁芒萁有显著的负效应,重要值减少50%（P=0.077）,而对五节芒（P=0.057）和东方乌毛蕨（P=0.079）有显著的正效应,重要值提高0.85～3.76倍。桉树林和马尾松林木本植物的Shannon Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)和均匀度指数(Jsw)差异不显著（P为0.299～0.957）,而草本植物的H′、D和Jsw差异极显著（P≤0.002）。桉树林取代马尾松林对群落的物种多样性和功能群具有显著的影响,然而,桉树人工林建立过程中采取的采伐、炼山、整地、施肥等措施是导致群落物种多样性和功能群变化的主要原因。      

桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳贮量的影响

以广西钦州市钦南区巨尾桉人工林(10a)和马尾松天然林(15～20a)为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定林分生物量,分别样地采集植物和土壤样品,采用重铬酸钾-水合加热法测定碳含量,探讨桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳含量、碳贮量及其分配规律的影响.结果表明:巨尾桉植株的碳含量(经各器官生物量加权)平均为47.32%,比马尾松(50.17%)的低5.7%.巨尾桉人工林生态系统总碳贮量为123.086t/hm2,是马尾松天然林(88.238t/hm2)的1.40倍;其植被(含凋落物)生物量和碳贮量分别为115.082t/hm2和53.712t/hm2,依次是马尾松天然林(生物量40.686t/hm2和碳贮量19.421t/hm2)的2.83倍和2.77倍,差异极显著(p<0.01).两种森林植被碳贮量的差异与其生物量的差异相一致,表明桉树人工林取代马尾松天然林可以提高森林植被生产力及其固碳能力.     

人为干扰对马尾松林节肢动物多样性及其林分健康的影响

2009年5月-2010年11月,通过对不同人为干扰程度马尾松林分节肢动物多样性进行调查和分析.结果表明,随着干扰的加剧,群落的物种数量、多样性和均匀度降低,而优势集中性增加;捕食性和植食性功能团个体数量增加明显,中性功能团则显著降低.重度干扰条件下,标准地存在主要害虫间歇性成灾,表明在人为活动干扰下马尾松林分抗虫能力...     

采伐和炼山对马尾松林土壤微生物多样性的影响

【目的】研究采伐和炼山对马尾松林土壤微生物的影响，为科学造林提供依据。【方法】以37年生马尾松林下土壤微生物为研究对象，运用PCR-DGGE技术对采伐、炼山前后土壤微生物多样性的变化进行研究。【结果】采伐和炼山可导致土壤微生物多样性显著下降，其中土壤微生物物种丰富度下降13％-47％，多样性指数降低12％～17％，均匀度指数降低0．3％～7．0％；采伐与炼山处理之间对土壤微生物多样性影响差异不显著。【结论】采伐和炼山导致马尾松林土壤微生物多样性显著下降。     

基于盐分梯度的荒漠植物多样性与群落、种间联接响应

土壤盐分是影响干旱区荒漠植物群落动态的决定因素之一。基于样方调查和不同土壤盐分梯度下植物多样性指数及群落与种间关联的计算结果,分析干旱区荒漠群落植物多样性、群落联接性和种间关联对土壤盐分梯度的响应动态。结果表明,在土壤盐含量为0.03%-0.55% (S1)、0.61%-1.24% (S2)和1.41%-1.79% (S3)的盐分梯度上,(1)随土壤盐含量升高,群落生活型结构改变,草本比例减少,乔木比例增加;(2)植物多样性指数随土壤盐分增加而下降,低盐分梯度下,二者极显著正相关(P<0.01),中盐梯度下二者间呈部分显著负相关(P<0.05),高盐梯度下则转为以正相关为主(P>0.05);(3)群落联接性随土壤盐分梯度转变,在0.61%-1.24%的中度盐含量时正联接性最强(VR=1.89),高盐度含量下群落转为不显著的负联接,稳定性降低;(4)沿盐分升高梯度,种间的负相关种对数增加,正相关种对数减少,种间关联(相关)强度提高,正负相关种对比(PNR)与多样性指数呈显著正相关(P<0.05)。综上可知,干旱区荒漠植物多样性在土壤盐含量达到1.41%-1.79%水平时总体显著降低;土壤盐分水平显著影响植物群落和种间联接性,种间互利性随盐分梯度增加下降,物种趋于独立分布,并最终导致荒漠植物多样性降低。     

不同施肥方式对耕地黑土中小型土壤动物功能类群的影响

为探讨不同施肥方式对中小型土壤动物功能类群的影响，以黑龙江省哈尔滨市呼兰区耕作黑土为试验区，对施有机肥、施半有机肥、施无机肥和对照4种不同处理方式耕地黑土中小型土壤动物各功能类群进行研究。结果表明：共捕获中小型土壤动物50类，隶属于2门6纲14目44科，共6 176只，数量占比为杂食性(60.54%)>腐食性(22.60%)>菌食性(11.37%)>植食性(2.91%)>捕食性(2.57%),类群数大小为植食性(13个)=捕食性(13个)>腐食性(11个)>杂食性(7个)>菌食性(6个),杂食性中小型土壤动物为优势类群；耕地黑土中中小型土壤动物的多样性指数、均匀度指数植食性最低，杂食性最高。与对照组相比，施有机肥时中小型土壤动物类群总数和各功能类群个体数显著增加，施无机肥时显著减少，施肥降低了中小型土壤动物各功能类群的丰富度；分析群落相似性表明，杂食性中小型土壤动物在不同处理方式间相似性程度较高；CCA分析表明，土壤全磷、全氮、pH分别对施有机肥、半有机肥、无机肥样地中小型土壤动物功能类群分布影响显著。中小型土壤动物各功能类群生长受3种施肥方式...     

坡地退耕种植藤椒对土壤水源涵养功能的影响

【目的】明确坡地退耕成藤椒林后土壤的水源涵养功能,为进一步种植和发展藤椒提供参考。【方法】以川东丘陵区坡耕地退耕后种植形成的3 a(TJ-3)和5 a(TJ-5)藤椒林及对照农耕地(CK)为对象,采集0~20 cm和20~40 cm土层土壤样品,测定土壤有机质、容重、孔隙度、持水量、贮水与排水能力和渗透性,并运用隶属函数法和主成分分析法对土壤水源涵养功能进行综合评价。【结果】藤椒林土壤有机质含量、孔隙度、持水量、贮水量、排水能力、渗透速率和渗透系数均高于农耕地,且随藤椒种植年限的增加而增加;土壤容重则相反,藤椒林低于农耕地,且随藤椒种植年限的增加而降低。基于隶属函数法和主成分分析法的水源涵养综合值大小顺序为TJ-5TJ-3CK,藤椒林地均显著高于农耕地;土壤水源涵养综合值与有机质、孔隙度、持水性和渗透性显著相关(p0.05)。【结论】种植藤椒对提高坡地土壤水源涵养功能具有重要作用。     

桉-桤不同混合比例凋落物分解过程中 土壤动物群落动态

采用凋落物分解袋法研究了10:0(TⅠ)、7:3(TⅡ)5:5(TⅢ)、3:7(TⅣ)和0:10(TV)巨桉(Eucalyptus grandis)和台湾桤木(Alnus formosana)混合凋落物分解过程中的土壤动物群落特征.从5种类型、3种规格的810只凋落袋中共收集土壤动物75651只,隶属2门10纲20目,其中弹尾目(Collembola)和蜱螨目(Acarina)为优势类群.土壤动物个体数最高是7-8月,大型土壤动物个体数最高是7月,中小型土壤动物个体数最高是7-8月.大型、中小型土壤动物类群数各月间均波动较小.与30目和6目相比,260目网袋中弹尾目和蜱螨目等中小型土壤动物数量更高.相对台湾桤木(TV)而言,巨桉(TⅠ)凋落物中弹尾目数量更多.啮虫目(Psocoptera)在台湾桤木(TV)凋落物中的数量远远高于其它凋落物,后孔寡毛目(Opisthopora)在混合凋落物中数量较高.不同比例的凋落物混合可改变凋落物中土壤动物的数量和组成.桤木、混合凋落物中大型土壤动物的个体数高于巨桉凋落物,而且上述凋落物的分解速率亦明显快于巨桉凋落物,这意味着大型土壤动物的活动可加速凋落物的分解.因此,在巨桉人工纯林中混栽台湾桤木,可显著提高大型土壤动物的数量,促进凋落物的分解.     

雷州半岛3种速生人工林下土壤生态化学计量特征

为探讨雷州半岛3种常见人工林尾巨桉Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis林,赤桉Eucalyptus camaldulensis林及湿加松Pinus elliottii × Pinus caribaea林0~60 cm土层土壤有机碳、全氮、全磷和全钾及其化学计量学特征的变化规律,在雷州半岛内,选取8年生尾巨桉林、8年生赤桉林和15年生湿加松林,分别在各林分内设置3块样地,采用5点法分层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷和全钾,并计算不同元素之间的计量比。结果显示:3种人工林0~60 cm土壤有机碳、全氮质量分数未产生显著差异;赤桉林下土壤全磷质量分数显著低于湿加松林,但尾巨桉林下土壤全磷质量分数与湿加松林未产生显著差异;全钾质量分数表现为湿加松林>赤桉林>尾巨桉林,桉树林下土壤全钾质量分数显著低于湿加松林（P < 0.05）,导致林下土壤碳钾比、氮钾比、磷钾比均显著高于湿加松林。3种人工林土壤有机碳及全氮质量分数随土层深度增加而显著下降（P < 0.05）,碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比均对土层深度呈降低趋势,且表层土壤（0~20 cm）比值均显著高于下2层土壤（P < 0.05）,但碳氮比、磷钾比随土层深度的变化没有一致规律;3种人工林下土壤碳磷比均小于200.00,且氮磷比低于全国平均值,说明研究区内氮质量分数相对缺乏。相关性分析表明:土壤有机碳和土壤全氮极显著正相关（P < 0.01）,相关系数达0.925,土壤全磷和全钾及全氮相关性不显著（P>0.05）。该试验区内3种人工林生长均受氮元素限制。建议雷州半岛桉树林及松树林培育过程中,注意对不同营养元素的平衡施肥,防止地力衰退问题的出现。     

马尾松人工林林龄对土壤和叶片养分含量的影响

探索不同林龄马尾松人工林土壤和针叶养分特征及其相关性,为马尾松人工林高效培育提供理论参考。采用时空互代法,以桂中不同林龄（4、9、15、19、22、30、56 a）马尾松人工林为对象,利用冗余分析和结构方程探讨马尾松人工林林龄对土壤和针叶养分含量的影响。结果表明,林龄对土壤和叶片养分均具有显著影响,随林龄的增加土壤pH呈先增后减趋势,中龄林中最大,有机碳、全N、全P、碱解N和速效态K、Ca、Mg、Zn和B含量呈先减后增的U形变化,中龄-成熟林阶段最小,全K和有效P含量呈W形变化;针叶养分含量随林龄增加呈波动性变化,C、N、P和K含量在过熟林中最大,Ca、Zn分别在中龄林、成熟林中含量最大,Mg和B均在幼龄林中最大。针叶K、Ca、Mg、Zn和B与土壤对应元素呈显著正相关,土壤有机碳、全N、有效P和速效K是影响马尾松叶片养分含量变化的敏感因素,土壤速效元素对叶片养分的正向效应显著,而土壤有机碳和全量养分的负向效应显著。综上,不同林龄阶段马尾松土壤和叶片养分存在显著差异,在马尾松15 a后,土壤和叶片养分均有所下降,尤其是受N素和微量元素限制,为此在马尾松中龄林后,建议施用N肥满足其健康生长,并辅以适量微量元素,以增强植物光合作用和蛋白质的合成及抗逆性。