油松人工林重度火烧后凋落物分解及水文效应

以北京市重度火烧迹地油松人工林为对象,基于原位采样法和室内浸泡法于2020年7—12月在对照样地和火烧样地采集凋落物样品并测定分析其现存量、持水量、有效拦蓄量等指标,探究林火干扰下凋落物的分解及水文效应,为更好促进森林水源涵养功能以及水土保持功能提供依据。结果表明:(1)油松人工林半分解和完全分解层凋落物平均现存量分别为16.18(叶占比>80%),31.88 t/hm²,平均厚度分别为2.77,2.79 cm;与对照相比,火烧后半分解层凋落物厚度及现存量分别降低39.35%,53.77%。(2)油松人工林半分解层凋落物平均自然含水率(41.94%)略高于完全分解层(36.07%),平均最大持水率为201.88%,其在7—9月低于完全分解层,10—12月则反之;半分解层凋落物平均最大持水量和有效拦蓄量分别为35.80,19.85 t/hm²,在8—12月均显著(P<0.05)低于完全分解层(69.28,46.64 t/hm²)。与对照样地相比,火烧后半分解层凋落物自然含水率降低32.19%,最大持水率和最大持...     

内蒙古皇甫川流域凋落物分解过程中营养元素的变化特征

在内蒙古皇甫川流域,利用凋落物样袋分解法对不同植被类型凋落物分解过程中营养元素的变化特征进行了研究。结果表明:在杨树叶、油松针叶和禾草3种植被凋落物分解过程中,营养元素随凋落物失重率的增高而降低,其中一部分营养元素回归土壤后,使凋落物样袋下相对应土层的营养元素含量提高;凋落物分解对恢复、补充和提高土壤肥力,防止水土流失,具有重要的实际意义。     

黄土丘陵区油松人工林植物器官—凋落物—土壤化学计量特征的季节变化

为了解黄土丘陵区油松人工林植物器官—凋落物—土壤的化学计量特征随季节的变化规律,通过时空替代法、野外调查取样与室内试验的手段,以陕西省延安市安塞区纸坊沟流域中林龄油松（Pinus tabuliformis）人工林为对象,分析了4—10月油松不同器官—凋落物—土壤的碳（C）、氮（N）、磷（P）生态化学计量学特征。结果表明：（1）从4—10月,叶片C、P含量逐渐上升,在10月最高,叶片的N含量和N：P及枝的N、P含量均先减小后增大,且均在8月最低,而枝的C：N及C：P和细根的C：P、N：P均先增大后减小,且均在8月最高。土壤C、N含量、C：P、N：P先增大后减小,在8月最高。凋落物N含量、C：P和N：P均呈先降后升的趋势,在6月最低,P含量变化不显著;（2）除叶片4—6月、细根4—8月N：P>14外,其他各器官4—10月均N：P<14,该区域油松生长主要受N限制;（3）叶片与凋落物的C、N含量及C：N之间均呈显著正相关,C：N、C：P与N：P之间均呈显著正相关（p<0.05）。叶片N：P与土壤C：N呈极显著负相关（p<0.01）,其他化学计量特征之间均无显著相关性。凋落物C含量与土壤P含量呈显著正相关（p<0.05）。研究结果使人工林生态化学计量学的研究更加系统性,为黄土丘陵区植被良好生长提供参考依据。     

地表凋落物对油松、沙棘人工林土壤呼吸的影响

通过对黄土丘陵区油松、沙棘人工林自然组(含凋落物)和去凋组(不含凋落物)土壤呼吸、5cm土壤温度和含水量的监测,研究地表凋落物对土壤呼吸的影响。在两种林分内分别设置20m×20m样地,样地内随机设置5个观测点,于2015年6月到2016年5月使用LI-8100系统进行监测。结果表明:(1)自然组油松林和沙棘林土壤呼吸季节动态及日动态均表现为单峰型变化曲线,沙棘土壤呼吸年均值[2.10μmol/(m~2·s)]显著高于油松[1.56μmol/(m~2·s),p0.05];去除凋落物后,两种林分土壤呼吸与自然组具有相似的季节及日动态特征,但土壤呼吸年均值不存在显著性差异。(2)沙棘林自然组土壤呼吸年均值显著高于去凋组[1.58μmol/(m~2·s),p0.05],凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率为15.81%;油松林自然组与去凋组土壤呼吸年均值差异不显著,凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率仅为1.61%。(3)自然组和去凋组中油松、沙棘林土壤呼吸与温度均存在显著指数关系(p0.05),与含水量则存在显著线性负相关关系(p0.05);两组处理土壤温度和含水量对土壤呼吸的单独解释量均较低(0.05%~37.82%),土壤呼吸主要受到温度和含水量共同作用的影响(8.01%~66.44%)。地表凋落物显著提高了沙棘林土壤呼吸的Q10和土壤呼吸量,但仅显著提高了油松林的Q10,对土壤呼吸量并未显著增加。油松林作为黄土丘陵区水土保持及生态恢复的造林树种更有利于该地区林地碳汇功能的提升。     

氮沉降对杉木人工林凋落物大量元素归还量的影响

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)凋落物养分归还对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理,分N0(对照)、N1、N2、N3共4种处理,N沉降量分别为0,60,120,240kg N/(hm2.a)。每处理重复3次。通过3a监测发现,经N0、N1、N2、N3处理,N元素平均年归还量分别为8.49,8.51,9.57,9.37kg/hm2,P分别为0.74,0.68,0.73,0.72kg/hm2,K分别为3.57,3.93,4.02,3.98kg/hm2,Ca分别为6.81,6.96,6.76,7.12kg/hm2,Mg分别为2.12,2.22,2.08,2.30kg/hm2,相对于N0处理,各水平的氮沉降处理在3a时间里表现为提高凋落物N归还量的作用,但是增长幅度有下降的趋势,对P元素归还有抑制作用,对K、Ca、Mg元素先期表现为促进其归还量的作用,但在后期逐渐有呈抑制的趋势。各处理凋落物5种元素归还量均在2,4,7月出现3个明显的归还高峰期,最大值均出现在7月份。     

辽西油松蒙古栎林下凋落物现存量及持水能力的研究

森林凋落物是森林生产力的重要组成部分,辽西建平付山地区试验研究,在凋落物现存量、林下凋落物层的积累量和持水量等方面均表现为油松蒙古栎混交林〉油松纯林。较高的凋落物量有利于提高土壤肥力、保持水土,对提高林分稳定性,促进林分生长有明显的改善或提高作用。     

连续年龄序列桉树人工林凋落物分解的研究

通过野外定位监测和取样分析,研究了连续年龄序列(3 a,4 a,5 a,6 a)桉树人工林的叶凋落物分解及养分释放动态。结果表明,经过390 d分解后,不同龄级桉树人工林凋落物的残留率分别为31.11%,28.37%,36.70%和46.99%,年平均分解系数分别为0.962 0,0.956 8,0.793 0和0.628 6,周转期分别为3.03,3.07,3.54,4.66 a,说明随着林木龄级的增加凋落物的分解速度逐渐下降。在凋落物分解过程中,N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn和Fe元素,均体现出比较明显的淋溶-富集-释放模式。各年龄段桉树林凋落物N元素的周转期分别为1.65,1.95,2.39,2.96 a,P为1.82,1.48,2.35,3.05 a,K为0.95,1.31,3.27,2.80a,Ca为3.39,2.74,3.49,3.29 a,Mg为1.27,2.03,3.66,2.33 a,Mn为1.98,1.01,2.67,3.38 a,Zn为2.74,1.83,2.92,4.03 a,Fe为2.96,1.07,2.84,3.19 a。从各元素的周转时间可以看出,N、P、K元素的周转速度较快,说明这些元素易淋溶,能更快地归还林地以供应林木生长的需要。     

针阔树种人工林地表凋落物对土壤呼吸的贡献

了解地表凋落物呼吸对陆地生态系统碳循环研究具有重要意义。为了研究针阔树种地表凋落物对土壤呼吸的贡献,本文在京津风沙源地区选择林龄为10年的油松、杨树人工林,设置去除凋落物(no litter,NL)、覆盖凋落物(cover litter,CL)和自然状态(control,C)3种处理,利用Li-6400-09土壤呼吸测定系统对土壤呼吸速率以及地表5 cm土壤温度、土壤湿度进行观测。结果表明:1)凋落物的去除与覆盖显著改变土壤呼吸速率(P0.05),油松、杨树人工林3种处理土壤呼吸速率年均值(μmol?m?2?s?1)分别为2.28、2.81、2.55和2.13、2.62、2.32,均为CLCNL(P0.05);2)土壤呼吸对环境因子的响应产生地表凋落物贡献的季节性差异,土壤呼吸速率与地表5 cm土壤温度呈显著指数正相关关系(R2=0.54~0.88,P0.05),但与地表5 cm土壤湿度不存在相关关系,油松和杨树CL、NL、C 3种处理土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值分别为1.97、1.90、2.25和2.79、2.61、2.93,大小趋势均为NLCLC(P0.05);3)油松林、杨树林地表凋落物对土壤呼吸的贡献分别为20.78%、20.75%,二者相差不大。本研究可为京津风沙源地区针阔树种人工林演替初期土壤呼吸组分研究、碳汇功能估算提供参考。     

北京密云油松人工林对降水及其营养元素含量的影响

对北京密云水库库西油松人工林的林冠截留、穿透降水和树干茎流的观测和分析结果表明，单次降雨过程中的林冠截留量与林外降水量呈幂函数关系，而穿透雨量和树干茎流量跟林外降水量皆呈线性相关关系，它们占林外降水的比例分别为7．23％～87．39％，12．56％～91．58％和0．007％～1．77％。环境状况、气象条件和降水特性的不同是造成同一地区大气降水化学性质差异的主要原因；降水透过油松林冠层后，穿透降水和树干茎流中元素含量都有不同程度的增加。穿透降水中各元素含量变化均与降水时间间隔呈正相关，而与降雨强度和降水量呈负相关；除N外，树干茎流中P，K元素含量与降水特性的关系与穿透降水的相同。     

北京密云水库油松人工林对降水分配的影响

2004～2006年,对北京密云水库库西33年生的油松人工林的林冠截留、穿透降水和树干茎流进行了观测。观测结果表明,油松林冠截留率为31.67%,随着降水量的增大截留率迅速减小,并趋向于截留极限,油松林冠截留量与降水量呈幂函数关系。透流率为67.65%,穿透降水量与大气降水量之间呈极显著的正相关关系。干流率为0.68%,树干茎流量占降水量的比例极小,偏相关分析表明,树干茎流量与大气降水量、平均降雨强度及30 min最大雨强密切相关。     

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.     

亚热带3种森林凋落物量及碳氮归还动态变化

[目的]探明亚热带不同森林类型的碳汇功能,为森林经营和针叶林改造中的树种选择提供指导。[方法]基于月动态监测,研究了罗卜岩自然保护区亚热带常绿阔叶林(米槠林)、常绿-落叶阔叶混交林(闽桦-闽楠林)和针叶林(马尾松林)3种森林类型的凋落物产量及碳氮归还动态变化。[结果](1) 3种林分中马尾松林的年总凋落量最高[9 815 kg/(hm²·a)],其次为闽桦-闽楠林[9 207 kg/(hm²·a)],米槠林最低[8 083 kg/(hm²·a)],叶是闽桦-闽楠林和马尾松林凋落物的主要组分,而米槠林凋落物以碎屑等其他组分为主;3种森林的总凋落量、叶、花果和其他组分凋落量月动态均呈双峰型曲线,峰值分别出现在11—12月和次年的4—5月。(2) 3种林分总凋落物碳归还量为马尾松林[4 970 kg/(hm²·a)]>闽桦-闽楠林[4 458 kg/(hm²·a)]>米槠林[3 804 kg/(hm²·a)],总凋落物氮归还量为闽桦-闽楠林[160 ...     

不同梯度氮沉降对亚热带甜槠林凋落物及养分的影响

[目的]分析不同梯度氮沉降作用下亚热带常绿阔叶甜槠(Castanopsis eyrei)林凋落物量及养分变化规律,从而为亚热带地区氮沉降研究提供数据参考与理论依据。[方法]对安徽省仙寓山地区设置不同梯度施氮对照试验,长期实地监测甜槠林凋落物量及其养分的响应状况。[结果]凋落物量大小顺序为:高氮加磷(HN+P)低氮(LN)高氮(HN)对照CK,不同处理间的差异未达到显著水平;但是落叶量LN与CK之间差异显著(p=0.023)。各处理凋落物量的月变化模式均呈双峰型,分别在4和11月达到峰值;凋落物中各组分所占比例从大到小均为:叶果枝碎屑花皮;施肥处理不同程度上改变了落果量的比重:HN+P(27%)HN(25%)CK=LN(23%)。甜槠林C,N,P,K,Ca,Mg这6种大量元素的养分年归还量共计:HN+P 4.62t/(hm2·a)CK 4.44t/(hm2·a)HN 4.17t/(hm2·a)LN 3.96t/(hm2·a);不同处理各养分(K除外)归还量均表现为上述关系,且HN+P与CK之间的N,P的养分归还量差异显著(p=0.047;0.023)。对于各组分而言,落叶的养分归还量占年养分归还量的52%~58%。[结论]模拟不同梯度的氮沉降处理在一定程度上改变了甜槠林凋落物总量的大小及其组成比例,且影响到其他养分的吸收及归还量。     

密云水库北京集水区刺槐水源保护林主要养分元素的生物循环

研究结果表明 :13年生刺槐林的总生物量为 2 4 16 5 .4 8kg/hm2 ;刺槐林 5种养分元素贮存量为 4 39.76 8kg/hm2 ,各器官中不同养分元素的含量差异较大 ,不同器官中 5种养分元素贮存量大小排序结果是树干 >叶 >枝 >根。若以各养分元素的贮存量来计 ,N的贮存量为 16 4 .92 2 kg/hm2 ,P的贮存量为 9.371kg/hm2 ,K的贮存量为 31.814 kg/hm2 ,Ca的贮存量为 2 2 5 .35 3kg/hm2 ,Mg的贮存量为 17.5 76 kg/hm2 ;刺槐林生态系统乔木层每年从土壤中吸收的 5种养分元素量为 15 7.310 kg/hm2 ,吸收量占土层 5种养分元素总量的 0 .2 2 % ,占土层有效养分含量的 2 .18% ,吸收量中存留量为 2 3.84 2 kg/hm2 ,归还量为 133.4 6 8kg/hm2 ,加上雨水输入到森林生态系统的养分元素量 ,则刺槐林生态系统的养分元素归还量略大于吸收量。     

商洛地区不同林龄油松人工林土壤理化性质研究

为探讨林龄对油松人工林土壤理化性质的影响及二者间的关系,在陕西商洛地区设置典型样地,采用野外调查和室内测定分析相结合的方法,比较不同林龄油松人工林样地土壤理化性质的变化特征以及不同理化性质指标之间的相关性。结果表明:有机质、全氮含量及pH值在0—40cm土层深度下随林龄的增加逐渐降低,其他理化指标随林龄增加亦表现出一定的规律性;40—60cm土层下,全氮含量及pH值随林龄的增加也呈现降低趋势,而其它理化指标则未表现出规律性变化。相关性分析结果显示,有机质与全氮以及pH之间存在着显著的正相关关系,其中,全氮与pH之间相关性达到极显著水平,其他各理化指标之间则无明显的相关性。     

原始红松林穿透雨和树干茎流养分特征研究

对小兴安岭原始红松林穿透雨和树干茎流中的K,Ca,Mg,Mn,Fe共5种养分元素进行了测定,结合水量分配比例,计算了各元素在森林中的净输入量。结果表明:⑴原始红松林穿透雨和树干茎流中,除Fe元素外,所有浓度值均有树干茎流>穿透雨>大气降雨;从各元素平均浓度来看,Ca元素最高,Fe元素最低,其排序为:Ca>K>Mg>Mn>Fe。⑵大气降雨年平均浓度中,K元素变动系数最大,为1.514,Ca元素最小,为0.827;原始红松林穿透雨、树干茎流年平均浓度中变动系数最大的元素分别为Mn,Mg(或Fe);变动系数最小的元素分别为Ca,Mn;各元素年平均浓度的变异系数均为大气降雨>穿透雨>树干茎流。⑶原始红松林各元素净输入量排序为:K>Ca>Mg>Mn>Fe,且Fe元素的净输入量为负值。     

油松幼龄人工林土壤质量对间伐强度的响应

对18 a生初植密度为3 130株/hm2的油松人工林进行了35.7%,49.2%和64.2%共3种不同强度间伐及无间伐对照共4个处理.3 a后,对上述4个密度林分内0-20 cm土层土壤的理化性质及土壤酶活性进行了研究.结果显示,对18 a生油松林进行间伐可以提高林内土壤质量.随着间伐强度增大,林内土壤总孔隙度、毛管持水量明显升高,土壤有机质、速效钾、有效磷含量增加,过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性增强.方差分析及多重比较结果表明,不同间伐强度对上述指标影响显著.主成分分析结果表明,土壤过氧化氢酶活性、脲酶活性和土壤有效磷含量可以作为土壤质量评价指标.随着保留密度降低,林内土壤质量综合评分依次为:-1.061,0.032,0.347和0.682.其中,保留密度为1 075株/hm2的油松幼龄林土壤综合评分最高.     

华北土石山区油松林对降雨再分配的影响

森林对大气降雨的再分配有着重要的作用,2010年通过对河北省木兰国营林场油松林穿透降雨、冠层截留量和树干径流的观测,分析了华北土石山区油松林降雨再分配的特征。结果表明:油松林的穿透降雨量、冠层截留量和树干径流量分别占大气降雨量的67.07%,29.79%,3.10%。油松林冠层穿透降雨量和树干径流量与林外降雨量呈明显的线性关系(R2=0.986,R2=0.893),林冠截留量与降雨量成幂函数关系(R2=0.765);根据回归方程,当林外降雨量大于0.264mm时,可发生穿透降雨,当林外降雨量大于4.89mm时,可发生树干径流;林冠在降雨再分配过程中起着主要的作用,在空间和时间上都进行了再分配。