秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征

【目的】研究陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征,为秦岭林区土壤有机碳科学管理提供理论依据。【方法】在陕西秦岭南坡不同林区(洋县长青、佛坪县龙草坪、太白县太白山、宁陕县宁东和宁陕县宁西)及立地条件(海拔、坡向、坡位和坡度)设置样地,通过调查、取样和测定,采用差异性检验分析不同立地因子对土壤有机碳密度(tC·hm^-2)的影响,并通过逐步回归分析量化各因子对土壤有机碳密度影响的相对重要性。【结果】秦岭南坡林地土壤有机碳密度均值为125.41tC·hm^-2(52.60~307.36tC·hm^-2),在0~10,10~30和30~60cm土层分别为59.04,41.65和24.73tC·hm^-2,分别占土壤有机碳总密度的47.07%,33.21%和19.72%;秦岭南坡不同林区土壤有机碳密度差异较大,表现为龙草坪(143.55tC·hm^-2)>宁东(138.37tC·hm^-2)>宁西(134.09tC·hm-2)>太白山(109.29tC·hm^-2)>长青(90.22tC·hm^-2);土壤有机碳密度随海拔升高先增后降,在海拔800~1200m最低(平均90.24tC·hm^-2),在海拔2000~2400m最大(平均166.43tC·hm^-2),当海拔高于2400m后下降(平均132.51tC·hm^-2);阴坡土壤有机碳密度(127.23tC·hm^-2)稍高于阳坡(123.25tC·hm^-2);土壤有机碳密度随坡度增大而降低,由147.52tC·hm^-2减至87.06tC·hm^-2;土壤有机碳密度在下坡位(166.36tC·hm^-2)大于中坡位(129.43tC·hm^-2)和上坡位(77.14tC·hm^-2)。【结论】秦岭南坡林地土壤有机碳密度存在显著的区域差异,并随海拔升高先升后降,在各海拔间和不同坡位间均差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),但在阴坡与阳坡间无显著差异。逐步回归分析表明,坡位和海拔是影响土壤有机碳密度差异的主导立地因子。与我国其他主要林区相比,陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度处于较高水平,在我国森林土壤碳库中具有重要地位,应加强管理。     

秦岭3种天然林细根分布特征及其与土壤理化性质的关系

【目的】研究秦岭3种天然林细根分布特征及其与土壤理化性质的关系,为秦岭地区生态治理和森林恢复提供科学依据。【方法】采用土柱法对秦岭辛家山林区云杉林、红桦林及云杉+红桦混交林3种天然林进行根系取样,分析细根生物量密度、细根根长密度、细根体积、细根比根长与土壤有机质含量、孔隙度、密度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度的关系。【结果】随土壤深度增加,3种天然林土壤的有机质含量、孔隙度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度均降低,但密度升高;随土壤深度增加,3种天然林各细根指标均降低,其中细根生物量主要集中在腐殖质层,各林分在腐殖质层的占比均大于69%;腐殖质层具有最高的细根根长密度、细根体积和细根比根长,分别是淀积层的3.76～4.85、2.63～3.80和1.26～1.67倍,分别是母质层的11.13～14.98、6.32～16.01和1.76～3.28倍;3种天然林中,混交林各土层的细根根长密度最高(平均值为0.45 cm·cm~(-3)),云杉林各土层的细根根长密度、细根体积和细根比根长最低(平均值分别为0.26 cm·cm~(-3)、0.88 mm~(-3)·cm~(-3)和0.60 cm·g~(-1));相关性分析表明,3种天然林分各细根指标与土壤的有机质含量、孔隙度、密度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度均呈极显著或显著相关,其中细根生物量密度、细根根长密度、细根体积与土壤有机质含量的正相关性最高(r值分别为0.813、0.795和0.784),与土壤密度的负相关性最高(r值分别为-0.715、-0.658和-0.683);主成分分析表明,影响细根分布的第一主成分因子包括土壤有机质含量、硝态氮含量、密度、孔隙度、湿度和铵态氮含量;通径分析表明,土壤有机质含量对细根生物量密度的直接正效应最高,土壤湿度的间接效应最高且主要是通过有机质含量的间接效应来实现。【结论】秦岭3种天然林的细根指标均随土壤深度增加而减少,土壤腐殖质层为细根集中分布层;3种天然林分中,混交林的细根发达程度最高,云杉林最低;根系分布受多种土壤因子影响,影响程度表现为有机质硝态氮密度孔隙度湿度铵态氮;土壤有机质含量直接影响细根生物量密度;土壤湿度主要通过土壤有机质的间接作用影响细根生物量密度。在对秦岭地区进行生态治理和森林恢复工作过程中,应综合考虑细根生物学特性,合理配置不同树种,注意森林土壤有机质的积累,从而起到维护森林生产力,增强森林生态系统功能的作用。     

基于扣除根系体积新方法的秦岭辛家山2种林分土壤有机碳密度特征

【目的】比较秦岭辛家山林场云杉和红桦天然林土壤有机碳密度的估算结果,检验新方法通过扣除根系体积而提高的估算精度。【方法】分别估算矿质土层(表土层、心土层和底土层)和有机土层(凋落物的未/半分解层和完全分解层)的有机碳密度。在现有方法的基础上通过扣除林木根系体积含量来提高矿质土层有机碳密度的估算精度。各层林木根系体积含量的估算方法为:首先,使用前人提出的回归方程估算出单株林木根系生物量,乘以林木生长密度得到单位面积林地的根系总生物量;其次,通过采集部分根系样品测定其生物量和体积,并计算出根系样本的密度以代表整体根系的密度;然后,通过单位面积林地的根系总生物量除以根系的密度计算出单位面积林地的根系总体积;最后,利用前人研究得出的根系沿深度的分布规律,将单位面积根系总体积分配到各土层,计算出根系体积含量。对有机土层有机碳密度的估算,使用林木平均地径估算林木根基部所占面积,将有机土层中含有的林木体积扣除。此外,由于有机土层的各组分分布极不均匀,本研究依据来源器官和物理形态对凋落物(有机土层)中的不同成分进行了细致的分组,分别测定各组分的有机碳密度。【结果】云杉林表土层、心土层和底土层的厚度分别为19.10、14.20和31.03 cm,红桦林则分别为18.57、15.13和28.13 cm;云杉林表土层、心土层和底土层的有机碳含量分别为(44.56±3.72)、(25.63±1.77)和(10.79±2.28)g ·kg^-1 ,红桦林的分别为(34.11±5.46)、(19.06±4.95)和(11.02±3.86)g·kg^-1;2种林分有机土层各组分有机碳含量差异显著(P<0.05),凋落物中枝条、根系、云杉球果和苔藓的有机碳含量均大于600 g·kg^-1 ,叶片次之,云杉林和红桦林分别为(458.90±46.81)和(420.72±55.66)g·kg^-1 ,其余难以分辨的细颗粒含量最低均小于300 g·kg^-1;在矿质土层,云杉林各层每公顷根系体积(及体积比例)分别为表土层66.81(3.5%)、心土层20.69(1.5%)以及底土层9.18(0.3%)m^3,红桦林则分别为50.57(2.7%)、31.75(2.1%)和17.22(0.6%)m^3;使用改进公式估算的云杉林矿质土层有机碳密度为16.58 kg ·m^-2 ,有机土层有机碳密度为4.26 kg ·m^-2 ,完全分解层和半分解层分别占84%和16%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低2.13%和0.73%;使用改进公式估算的红桦林矿质土层有机碳密度为 14.06 kg ·m^-2 ,有机土层碳密度为3.49 kg ·m^-2 ,分解层和半分解层分别占90%和10%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低1.61%和0.48%。【结论】去除根系体积含量后,云杉林与红桦林的土壤总有机碳密度估算值分别降低1.85%和1.39%,这意味着目前预测的林地土壤碳储量可能普遍偏高。     

城固县休闲农业现状与发展浅谈

林地土壤有机碳反映了林地土壤质量,直接影响着森林生态系统生产能力。本研究以秦岭马头滩林区不同龄组华山松为研究对象,分析了华山松林土壤和凋落物有机碳含量、密度及其影响因素。结果表明:华山松林土壤有机碳含量随林龄的增长总体呈上升趋势,随土层深度增加而减小;凋落物层有机碳含量随林龄的增长先增加后减小再增加。华山松林表层土壤有机碳密度随林龄的增长而增加。华山松林龄、乔木层生物量、胸高断面积、土壤容重和乔木层密度与土壤有机碳含量、密度呈显著相关关系。     

秦岭山地不同龄组华山松林地土壤、凋落物有机碳特征

林地土壤有机碳反映了林地土壤质量,直接影响着森林生态系统生产能力。本研究以秦岭马头滩林区不同龄组华山松为研究对象,分析了华山松林土壤和凋落物有机碳含量、密度及其影响因素。结果表明:华山松林土壤有机碳含量随林龄的增长总体呈上升趋势,随土层深度增加而减小;凋落物层有机碳含量随林龄的增长先增加后减小再增加。华山松林表层土壤有机碳密度随林龄的增长而增加。华山松林龄、乔木层生物量、胸高断面积、土壤容重和乔木层密度与土壤有机碳含量、密度呈显著相关关系。     

帽儿山次生林区土壤有机碳储量及地形因子的影响

在帽儿山次生林区,按坡位、坡向差异对等设置20块样地,采集1 m剖面深度范围内不同发生层土样,研究了地形因子(坡位、坡向、坡度)对土壤有机碳含量、有机碳密度的影响,并通过逐步回归分析量化各因子对土壤有机碳密度变异影响的相对重要性。结果表明,本区土壤剖面有机碳密度为8.89~31.31 kg/m2,具有较大的空间变异性。土壤有机碳的表聚特征十分明显,平均而言,A层集中了全剖面总有机碳的53.2%。坡位和坡向显著影响土壤有机碳的分布:平均而言,下坡A层有机碳密度是上坡的1.95倍,其1 m剖面有机碳密度是上坡的1.67倍;阴坡A层有机碳密度是阳坡的1.38倍,其1 m剖面有机碳密度是阳坡的1.23倍。不过,在所调查的范围内坡度对上、下坡土壤有机碳含量和密度均无显著影响。逐步回归显示,坡位是土壤有机碳数量分异的主控因子,可独立解释A层有机碳密度空间变异的61.25%和1 m剖面有机碳空间变异的64.0%。研究结果可为区域森林土壤碳储量准确估算和碳汇林立地选择提供参考。     

湖北省森林生态系统碳储量及碳密度特征

基于2009年湖北省林业资源连续调查第六次复查数据和标准地实测数据,采用政府间气候变化委员会(IPCC)推荐的森林碳储量估算方法,研究湖北省森林生态系统的碳储量、碳密度和组分特征。结果表明:湖北省森林生态系统总碳储量710.01 Tg·C,其中乔木层、灌木层、枯落物层、土壤层分别占其总碳储量的15.74%、2.89%、2.11%和80.56%,天然林和人工林碳储量分别为420.43 Tg·C和151.59 Tg·C。湖北省森林生态系统平均碳密度为111.51 t·hm-2,表现为土壤层乔木层灌木层枯落物层,不同森林生态系统碳密度差异较大,介于88.32~177.79 t·hm-2之间。森林不同林层中,乔木层碳密度介于7.63~55.7 t·hm-2,灌木层碳密度介于0.25~12.49 t·hm-2,枯落物层碳密度1.14~3.53 t·hm-2之间,土壤层碳密度介于73.25~136.87 t·hm-2之间,主要集中在30 cm的土层厚度,呈现明显的表聚特征,土壤碳储量平均为植被层的3.88倍。森林生态系统碳密度表现为针阔混交林阔叶林针叶林,近成过熟林中龄林幼龄林。湖北省森林主要以中幼林为主,林业碳汇潜力巨大,合理的经营方式,可以提高森林结构质量水平,有效增加森林的碳汇功能。     

火地塘林区不同森林类型碳密度研究

利用火地塘林场1958年和1987年的森林资源调查资料,分析了这两个年代的火地塘林区森林植被的生物量、碳储量和碳密度的变化。结果显示,1958年原生森林植被的总生物量为2.4843×105t,1987年的总生物量比1958年的低1.0586×105t,为1.4257×105t,下降比率达42.61%。1958年和1987年的碳储量大小分别为0.1231TgC和0.1005TgC,变化幅度为18.37%。1958年各树种的碳密度均高于1987年的碳密度(华山松除外),其中冷杉的碳密度达到55.1438MgC/hm2,约是1987年的15.5倍。不同种群的分布具有地带性,且在不同的海拔高度,生物量、碳储量和碳密度也有一定的变化。     

人为干扰对秦岭火地塘林区景观格局的影响

以秦岭火地塘林区1958年、1988年和2004年森林资源二类调查资料为主要数据源,利用景观结构分析软件,分析比较该林区3个时期景观格局变化情况,探讨人为干扰对林区景观格局的影响。研究结果表明:火地塘林区高强度的外界干扰,增加了该地区的景观多样性和丰富度;干扰形成的次生森林景观比原生森林景观类型数增多,同时引起部分景观类型的消长变化;森林采伐后林区景观分维数降低,斑块形状变得规则,但随着植被的恢复,各景观类型的斑块形状逐渐复杂,景观的异质性增加。火地塘林区景观格局的变化充分反映了外界干扰对森林景观格局的影响,以及森林自主恢复的动态过程。     

鄂西北主要森林类型碳密度特征

将鄂西北山区典型森林生态系统划分为13种森林类型,在系统调查样地乔木层、灌木层、枯落物层及土壤层碳含量的基础上,对不同森林类型碳密度进行了估算。结果表明:鄂西北森林生态系统平均碳密度为175.812t·C·hm-2,各层碳密度的大小顺序为土壤层(110.130t·C·hm-2)乔木层(48.278t·C·hm-2)灌木层(15.187t·C·hm-2)枯落物层(2.217t·C·hm-2),各层分别占整个生态系统碳储量的62.64%,27.46%,8.64%和1.26%。天然林不同林龄碳密度排序为近成过熟林中龄林幼龄林,人工林不同森林类型碳密度排序为针阔混交林针叶林阔叶林。     

天然次生白桦林和蒙古栎林土壤碳密度分析

本文运用"森林土壤定位研究方法"对东北林业大学帽儿山实验林场老山人工林实验站16林班的天然次生白桦林和蒙古栎林森林土壤碳密度及相关问题进行。其目的为提高森林生态系统森林土壤碳库贮碳量提供参考。研究结果说明,两种林龄、四种林分类型的森林土壤碳密度有显著差异。蒙古栎中龄林、幼龄林土壤碳密度最多,均好于白桦林中幼林土壤碳密度。以土壤自然状态发生层为依据,划分为L层、F层、H层和A层,并以每层碳密度大小排序,A层 H层 F层 L层,其中A层碳密度最大,L层最小,这些土壤层构成了森林土壤碳库的基本结构,是贮碳分室。在研究中发现不同坡位的地形土壤对土壤碳密度有较大影响。以碳密度大小排序,为坡下坡中坡上,差异显著。不同林龄、不同林分类型的土壤碳密度与土层垂直深度呈函数指数相关,与碳含量呈线型相关关系,两条曲线呈相悖分布。     

秦岭火地塘林区主要林木病害病情的灰色预测

据笔者1982年以来对陕西秦岭南坡宁陕县境内的火地塘林区(北纬33°17′-33°38′,东径108°20′-108°38′,海拔750—2400米)的林木病害调查,华山松疱锈病(Cronartiu-m Sp)和油松落针病(Lophodermium pina-stri)是该林区的主要病害。这两种病害的发生发展,严重威胁着该林区华山松和油松的生长。本文应用灰色系统理论中的 GM(1,1)模型,对这两种病害的未来病情进行预测。     

秦岭中段华山松林健康评价研究

本实验以秦岭中段华山松林为研究对象,在秦岭中段的火地塘林区,按照不同的立地条件,设置26块20 m×20 m的标准样地,以生态服务功能为依据,从活力、组织结构、土壤因素、抵抗力4个方面22个指标入手,对秦岭中段华山松林生态系统健康状况进行健康评价.结果表明:秦岭中段的华山松林整体活力指标较低,大部分都处在20～35年之...     

土壤温度和水分对长白山3种温带森林土壤呼吸的影响

为了研究土壤温度和土壤含水量对阔叶红松林(山地暗棕壤)、云冷杉暗针叶林(山地棕针叶林土壤)和岳桦林(生草森林土)的土壤呼吸的影响,于2001年9月在长白山进行了土壤实验。利用增加土壤样柱的含水量,将土壤含水量分为9%,、21%、30%、37%和43%5个等级,土壤样品分别在0、5、15、25和35的温度下保持24小时。阔叶红松林土壤在0~35范围内,土壤呼吸速率与温度呈正相关。在一定的含水量范围内(21%~37%),土壤呼吸随含水量的增加而升高,当含水量超出该范围,土壤呼吸速率则随含水量的变化而降低。土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互作用。不同森林类型土壤呼吸作用强弱存在显著差异,大小顺序为阔叶红松林>岳桦林>云冷杉暗针叶林.红松阔叶林土壤呼吸作用的最佳条件是土壤温度35,含水量37%;云冷杉暗针叶林下的山地棕色针叶土壤呼吸作用的最佳条件是25,21%;岳桦林土壤呼吸作用的最佳条件是35,含水量37%。但是,由于长白山阔叶红松林,云冷杉林和岳桦林处在不同的海拔带上,同期不同森林类型土壤温度各不相同,相差4~5,所以野外所测的同期的山地棕色针叶林土呼吸速率应低于暗棕色森林土呼吸速率,山地生草森林土呼吸速率应高于山地棕色针叶林土的呼吸速率。图2表1参25。     

山西霍山森林群落生物量与碳密度研究

以山西霍山森林植被为研究对象,在野外样方调查的基础上,运用生物量换算因子连续函数法对霍山主要森林类型的生物量和碳密度进行了估算,并分析了影响生物量和碳密度分布的主要影响因素。山西霍山森林群落的平均单位面积生物量和碳密度分别为58.00t/hm~2和29.46t/hm~2。其中,辽东栎林具有较高的生物量(62.35t/hm~2)和碳密度(31.17 t/hm~2),其次为油松林(生物量58.44 t/hm~2,碳密度30.10 t/hm~2),白皮松林、侧柏林和刺槐林的生物量和碳密度较低。海拔与生物量、海拔与碳密度之间的相关系数分别为0.65和0.68,均表现出极显著的正相关(P<0.01);坡度、坡向和坡位与生物量和碳密度的相关性均未达到显著水平。海拔是影响山西霍山森林生物量和碳密度的最主要环境因子。     

内蒙古大兴安岭北部原始林区地形因子对森林火灾空间分布的影响分析

以2001—2019年内蒙古北部原始林区森林火灾为研究对象,应用统计分析和地理信息系统空间分析方法,对研究区不同地形条件下的森林火灾空间分布情况进行分析,从而为该地区森林火灾的预防和扑救提供科学依据。结果表明：(1)内蒙古北部原始林区地形呈现东南高西北低,大多数地域海拔400～800 m,坡度为0°～14°,各个坡向上的地域面积相对比较均衡。(2)林区年均森林火灾次数为10次,年均过火面积约为970 hm²,年度总过火面积与重大和特别重大森林火灾次数极显著正相关,火灾级别以较大森林火灾为主,约占火灾总次数的80.2%,近年来火灾次数呈波动性上升趋势。(3)在地形因子的作用下,火灾分布表现出一定的地形梯度性,随着海拔的升高和坡度的增加,火灾次数呈先增加后减少的趋势,其中海拔为600～800 m、坡度为5°～14°及西南坡地域火灾次数所占比例最大,分别为48.4%、56.0%和17.3%,过火面积随海拔的变化规律与火灾次数相同,但是随坡度的变化规律则相反,在海拔为600～800 m,坡度为0°～4°及东坡地域过火面积比例最大,分别为40.1%、50.2%、31.7%。     

宁东:“清凉世界”

正秦岭中段南坡宁陕县境内的宁东森林公园,隶属陕西省宁东林业局,包括沙沟、旬阳坝、火地塘林场所管辖的国有林区,经营面积3218公顷。宁东地势西北高、东南低,海拔2889.1米的光头山为公园内的最高山,而海拔1250米的天府寨沟口为园内最低点,相对高差1639.1米。森林覆盖率95.1%,分布着大面积的原始森林、天然次生林,也     

火干扰对土壤呼吸的影响及测定方法研究进展

林火是森林生态系统的重要干扰因子,是导致土壤碳储量发生变化的重要因子。火干扰所排放的含碳气体对物质循环、能量流动和信息传递具有重要影响,进而影响森林生态系统的碳平衡以及气候变化。土壤作为巨大的陆地生态系统储碳库,其与大气碳交换的方式主要是通过土壤呼吸,由于土壤的碳储量巨大,土壤碳库的微小变化都会引起大气CO2浓度的巨大改变,从而影响森林生态系统碳平衡。阐述土壤呼吸的各种测量方法,并对比各种测定方法;火干扰对森林生态系统土壤呼吸速率的影响及其测定方法;火干扰对土壤呼吸环境的影响。最后提出今后在火干扰对土壤呼吸研究中应关注的问题,同时对火干扰与森林生态系统土壤呼吸的研究方向进行展望。     

红松人工林生态系统土壤碳库结构与碳密度研究(英文)

研究了东北东部张广才岭西坡东北林业大学老山人工林实验站于1966年春栽植的红松人工林生态系统(包括:红松(Pinus koraiensis)人工纯林,红松蒙古柞(Quercus mongolica)混交林,红松白桦(Betula platyphylla)混交林土壤有机碳质量分数、碳密度和储碳能力,研究结果表明,土壤碳库是由土壤L层、F层、H层和B层分室构成,每个分室具有储碳功能和潜力。经双因素方差分析得知,不同红松人工林生态系统类型、不同土层分室、不同坡位种类均对Soc质量分数,Soc密度有显著影响,红松蒙古柞混交林Soc密度最高为278.63 Mg·hm-2,以分室比较属B层分室碳密度最高,为212.28 Mg·hm-2,以坡位比较坡下Soc密度最高,为394.1 8 Mg·hm-2,同时揭示了Soc质量分数,Soc密度与各分室有机质含量,分室的土壤垂直深度有明显的规律。这些研究结果说明,温带湿润地区地带性红松人工林与天然林混交的生态系统土壤有较高的碳储能力,为防止气候转暖,实施减排发展低碳经济提供参考。图3表8参12。     

江西金盆山林区天然常绿阔叶林生态系统碳储量研究

【目的】探讨亚热带典型天然常绿阔叶林碳储量及其碳分布格局,以期为常绿阔叶林生态系统碳汇功能评价提供基础数据和理论依据。【方法】以江西省金盆山林区优势树种生态系统生物量研究为基础,结合主要优势树种碳含量实测数据,对金盆山典型常绿阔叶林丝栗栲林、南岭栲林、米槠林的碳储量及碳空间分布格局进行研究,并以这3种林分的碳密度均值计算整个金盆山林区天然常绿阔叶林总碳储量。【结果】金盆山林区丝栗栲林、南岭栲林、米槠林生态系统碳密度分别为294.82、307.63、318.97 t/hm^2,林区生态系统总碳密度为307.14 t/hm^2,林区现存碳总量为2.25×10^6 t;生态系统碳密度分布规律为植被层>土壤层>凋落物层,植被层碳密度分布规律为乔木层>灌木层>草本层,其中乔木层主干的碳密度占56.54%;土壤层碳密度随着土壤层的加深呈下降趋势,40 cm以下土层间的碳密度变化不明显。【结论】金盆山林区常绿阔叶林不同林分间生态系统碳密度差异不显著,生态系统内碳密度有较强的空间分布规律,生态系统碳密度高于我国森林生态系统平均碳密度和多种典型森林类型碳密度,具有较强的碳汇功能。