天然次生阔叶林转变为杉木人工林对土壤微生物量的影响

在我国南方,天然次生阔叶林转变为杉木人工林是一种常见的管理措施。为研究森林利用方式转变对土壤微生物量的影响,我们在中国科学院会同森林生态实验站比较了天然次生阔叶林、第一代和第二代杉木人工林土壤理化性质和微生物量。杉木人工林土壤有机碳、全氮、铵态氮和微生物量碳氮含量明显低于天然次生阔叶林。第一代、二代杉木人工林土壤微生物量碳仅为天然次生阔叶林的53%和46%,微生物氮为97%和79%。杉木人工林土壤微生物量碳占有机碳的比例也低于天然次生阔叶林土壤,但微生物量氮则相反,为杉木人工林高于天然次生阔叶林。因此可以得出,天然次生阔叶林转变为杉木人工林以及杉木林连栽引起了土壤生物学特性和土壤质量降低。图2表3参36。     

黄土峁状丘陵区不同类型林分土壤微生物功能多样性

【目的】研究陕西退耕还林中不同类型林分下土壤微生物群落代谢多样性,从微生物的角度对当地典型植被类型做出评价,为该地区植被恢复和培育结构合理、生态功能良好的林分提供科学依据。【方法】以米脂县境内退耕坡地5种人工林(柠条林、刺槐林、油松林、侧柏林和新疆杨林)为对象,撂荒坡地为对照,采用Biolog-ECO微平板法研究不同类型林分土壤微生物代谢活性(AWCD)、土壤微生物群落代谢多样性指数(Shannon指数、Simpson指数和Mc Intosh指数)及土壤微生物对不同碳源(糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、多酚类和胺类)的利用特征;运用主成分法(PCA)分析不同类型林分土壤微生物的碳源代谢特征。【结果】5种类型林分土壤微生物活性均显著提高,不同类型林分土壤AWCD值大小依次为:柠条林刺槐林油松林侧柏林新疆杨林对照;5种类型林分土壤微生物群落Simpson指数、Shannon指数和Mc Intosh指数均显著提高,其中柠条林土壤Shannon指数和Simpson指数显著高于其他4种类型林分(P0.05),而土壤Mc Intosh指数以刺槐林最大;5种类型林分土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、多酚类以及胺类6类碳源的利用率均高于对照,而不同类型林分土壤微生物对不同碳源的利用率不同。糖类是5种类型林分土壤微生物利用的主要碳源,其次为氨基酸类、羧酸类和多聚物类,而多酚类和胺类利用率较低。PCA分析显示主成分1和主成分2贡献大的碳源分别为20种和17种,在主成分分离中起主要贡献作用的是糖类、氨基酸类和羧酸类。油松林、新疆杨林和对照的土壤微生物群落具有相似的碳源利用特征,而柠条林、刺槐林和侧柏林的土壤微生物群落有各自独特的碳源利用模式,且柠条林分布在PC轴的正方向,表明柠条林土壤微生物群落对碳源的利用能力最强。【结论】黄土峁状丘陵区坡地人工林较撂荒坡地更有利于提高土壤微生物群落的代谢活性,而种植柠条比其他4种人工林更有利于提高土壤微生物群落的功能多样性。本研究从土壤微生物群落的代谢活性角度为黄土峁状丘陵区退耕还林工程中树种选择和林分培育提供了一定的科学依据。     

青海不同林分土壤微生物群落结构(PLFA)

【目的】研究青海省7种林分类型土壤微生物群落组成的变化规律,从微生物的角度为该区森林土壤资源的科学管理与评价以及林分结构调整和生态系统更新、恢复与重建提供科学依据。【方法】利用常规实验室分析和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)分析法对青海省云杉、白桦、落叶松和山杨组成的7种不同林分类型(大通青海云杉天然林A、大通白桦次生林B、湟中白桦青海云杉天然混交林C、乐都落叶松白桦天然混交林D、民和山杨人工林E、循化山杨白桦次生林F、尖扎青海云杉天然林G)表层土壤(0~20 cm)的土壤理化特征和微生物量及微生物群落结构的组成进行分析,并探索土壤微生物各菌群与土壤理化特性间的相关性。【结果】研究区不同林分类型土壤中共检测到17种PLFA生物标记,且PLFA生物标记的种类不尽相同,在A和B林分种类最多,而G林分种类最少;7种林分类型土壤中含量最高的PLFA生物标记是16:0,最丰富的脂肪酸种类是饱和脂肪酸;土壤微生物PLFA总量表现为B林分最高,G最低;细菌PLFA含量总体表现为阔叶林最高、针阔混交林其次,针叶林最低,真菌的PLFA含量明显表现为阔叶林混交林针叶林,且细菌的分布量显著大于真菌;7种林分类型土壤微生物多样性指数Simpson指数和Shannon-Wiener指数在F和G林分中显著小于其他类型,而McIntosh指数表现为A,B和D显著大于其他处理;主成分分析表明广义细菌和革兰氏阳性菌是土壤微生物群落类群的主要成分;冗余分析表明pH值、土壤含水量和细根生物量对土壤微生物群落的影响最大,其次为土壤有机碳含量、土壤密度和凋落物现存量。【结论】不同林分类型土壤微生物群落特征及其影响因子存在显著差异,在管理和利用森林生态系统时应考虑土壤微生物群落的变化特征,以便制定出合理的森林管理利用措施。     

广东天井山森林群落植物多样性与土壤持水性研究

设样方调查了广东天井山铜桥原生阔叶林、天群次生阔叶林和杉木人工林等3种森林群落的植物多样性、土壤理化性质和土壤持水性能。初步结果显示，天群次生阔叶林的植物种类丰富，多样性指数高，土壤有机质、全氮、全磷、全钾和有效氮含量高，土壤持水性能较好；铜桥原生阔叶林的物种丰富程度稍低于天群次生阔叶林，但土壤速效磷和速效钾则较高，土壤持水性能稍弱；杉木人工林林分组成最简单，物种多样性指数最低，土壤理化性质及持水性能均较阔叶林低。     

高黎贡山南段4种典型植被类型枯落物层持水性能研究。

采用野外测定与室内实验分析相结合的方法,对高黎贡山南段4种典型植被类型枯落物层持水性能进行对比研究。研究结果表明,（1）枯落物总厚度为天然阔叶林＞旱冬瓜林＞杉木人工林＞次生阔叶林,其中未分解层枯落物厚度为旱冬瓜林＞天然阔叶林＞杉木人工林＞次生阔叶林,半分解层枯落物厚度为天然阔叶林＞杉木人工林＞旱冬瓜林＞次生阔叶林;枯落物总贮量为天然阔叶林＞次生阔叶林＞旱冬瓜林＞杉木人工林,其中未分解层枯落物贮量为次生阔叶林＞天然阔叶林＞杉木人工林＞旱冬瓜林,半分解层枯落物贮量为天然阔叶林＞旱冬瓜林＞次生阔叶林＞杉木人工林;（2）未分解层及半分解层最大持水量均为天然阔叶林＞杉木人工林＞旱冬瓜林＞次生阔叶林;（3）未分解层及半分解层持水速度均为天然阔叶林＞杉木人工林＞旱冬瓜林＞次生阔叶林。因此,4种植被类型枯落物层持水性能以天然阔叶林为最好。     

高黎贡山南段4种典型植被类型枯落物层持水性能研究

采用野外测定与室内实验分析相结合的方法,对高黎贡山南段4种典型植被类型枯落物层持水性能进行对比研究。研究结果表明,(1)枯落物总厚度为天然阔叶林>旱冬瓜林>杉木人工林>次生阔叶林,其中未分解层枯落物厚度为旱冬瓜林>天然阔叶林>杉木人工林>次生阔叶林,半分解层枯落物厚度为天然阔叶林>杉木人工林>旱冬瓜林>次生阔叶林;枯落物总贮量为天然阔叶林>次生阔叶林>旱冬瓜林>杉木人工林,其中未分解层枯落物贮量为次生阔叶林>天然阔叶林>杉木人工林>旱冬瓜林,半分解层枯落物贮量为天然阔叶林>旱冬瓜林>次生阔叶林>杉木人工林;(2)未分解层及半分解层最大持水量均为天然阔叶林>杉木人工林>旱冬瓜林>次生阔叶林;(3)未分解层及半分解层持水速度均为天然阔叶林>杉木人工林>旱冬瓜林>次生阔叶林。因此,4种植被类型枯落物层持水性能以天然阔叶林为最好。     

阜新地区不同林分类型土壤肥力研究

为探究阜新地区不同林分类型的土壤肥力情况,试验以该地区6种林分(2种针叶林、2种阔叶林和2种混交林)为研究对象,分别通过测定土壤养分和土壤酶活性的相关指标对土壤肥力水平进行了分析,结果表明:不同林分类型各土壤养分及酶活性存在较明显的差异,土壤肥力综合表现以阔叶林最优,针阔混交林次之,针叶林最弱,并且灌木林和次生林优于人工林。6种林分土壤的具体肥力水平依次为山杏灌木林>蒙古栎次生林>油松+蒙古栎混交林>油松人工纯林>油松+樟子松混交林>樟子松人工纯林。     

大小兴安岭过渡区阔叶红松林次生演替阶段群落多样性指数与环境因子关系

为揭示阔叶红松林次生演替阶段群落多样性状况,研究生物多样性指数与环境因子的关系,为该区植被保护、植被恢复提供理论支持。运用物多样性指数、典范对应分析和次生演替的空间序列代替时间序列方法,以大小兴安岭过渡区阔叶红松林不同演替阶段群落为研究对象,设置33个网格样地数据,记录每个样地的物种多度、盖度、频度及土壤环境数据,测定12个环境指标。结果表明：1原始阔叶红松林群落经过顺行演替向逆行演替发展,演替趋势为：原始阔叶红松林→天然次生阔叶林→天然次生针叶林→次生裸地;2保存较好的原始阔叶红松林物种多样性指数最高,物种最丰富,其次是天然次生阔叶林,物种多样性指数最低的是次生裸地,群落结构简单。3物种多样性指数与纬度、土壤含水率、土壤全氮含量相关性最大。     

广东化州3种不同林龄人工林植物多样性研究

为了研究3 种不同林龄人工林群落植物组成及其多样性特征,在广东省化州市选取了不同年龄的尾叶桉Eucalyptus robusta林、湿地松Pinus elliottii林和混交林各3 个。通过样地调查法,分析其物种组成,生物多样性特征和物种耐阴性特征。结果表明:调查样地有维管束植物150 种,分隶58科111属,3 种不同林龄人工林林下植物组成种类差异显著。林下植被物种多样性指数都体现出混交林尾叶桉林湿地松林的趋势。40 年混交林的草本层物种多样性指数最低。同一林分不同层次间的物种耐阴性指数表现为草本层灌木层乔木层,不同林分类型则表现为混交林湿地松林尾叶桉林。由此可知,桉树林物种多样性并不比同是外来树种的湿地松林低,营造人工混交林有利于提高林下植物物种多样性,也有利于林分向地带性森林群落演替。     

不同八角林分类型蚂蚁群落多样性研究

2008年于云南富宁县八角林的2月春梢期、4月春果成熟期、10月秋果成熟期、12月休眠期4个重要物候期对八角林间作农作物林分类型Ⅰ、八角与油茶混交林林分类型Ⅱ、八角纯林林分类型Ⅲ、八角与茶树混交林林分类型Ⅳ4种八角林分类型,采用设样陷阱诱捕法采集蚂蚁,对不同八角林分类型的蚂蚁群落多样性进行了研究。共捕获蚂蚁44种,隶属6亚科21属。研究得出,粗纹巨首蚁是当地八角林中蚂蚁群落的绝对优势种。但在八角林各物候期及不同的八角林分类型内,蚂蚁的优势种类、群落组成特征不完全相同,造成八角林分类型间蚂蚁群落多样性差异的原因与其八角林云南链壶蚧的发生及危害程度有关。各八角林分类型经营状态的不同导致林分的植被类型及生境产生变化,使蚂蚁群落结构也发生较大的变化。     

河南鸡公山自然保护区典型森林类型土壤微生物群落功能多样性

Biolog EcoTM微平板技术是研究微生物群水平多样性的一种重要方法。通过该方法对河南鸡公山自然保护区3种主要森林类型(落叶阔叶林、针阔混交林、杉木林)的土壤微生物群落多样性进行研究,结果显示:土壤微生物对单一碳源利用强度随着培养时间的增加呈递增的趋势,落叶阔叶林土壤微生物活性高于其他两种森林类型。3种森林类型土壤微生物对碳源利用差异性显著(p<0.01),森林植被类型直接影响土壤微生物功能多样性。分析表明,氨基酸是研究区域森林土壤微生物敏感碳源。     

神农架4种典型针叶人工林土壤酶活性及其生态化学计量特征

[目的 ]探讨土壤酶活性及其生态化学计量比对土壤微生物养分的限制和土壤养分有效性的指示作用。[方法 ]以神农架地区水杉、柳杉、落叶松和华山松4种人工林纯林土壤为研究对象,测定不同林分土壤酶活性及其生态化学计量比和土壤化学性质。[结果 ]柳杉林、华山松林和落叶松林土壤β-葡萄糖苷酶(BG)活性显著高于水杉林,落叶松林土壤β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)活性显著高于其他3个林分,不同林分间土壤磷酸单酯酶(AP)差异不显著;水杉林土壤BG:NAG和BG:AP显著低于其他3个林分,落叶松林土壤BG:NAG显著低于柳杉林和华山松林,落叶松林土壤NAG:AP显著高于其他3个林分,其中,本区域4种林分土壤NAG:AP(1.01±0.22)指示4种类型人工林土壤微生物可能受到土壤氮限制。冗余分析显示:土壤有机碳和pH值是土壤酶活性的重要影响因素。[结论 ]林分是土壤酶活性及其生态化学计量比的重要影响因素,其对土壤有机碳和pH值的影响是调控土壤酶活性变化的主要因素。     

杉木林地土壤微生物研究进展

杉木是我国主要造林树种之一,具有生长快、产量高、材质好的优点。土壤微生物与杉木林地土壤理化性质、土壤肥力以及植物根系之间有密切的关联。文中概述了不同林分条件下杉木林地土壤微生物的群落特征及其与土壤质量之间的响应机制,尤其是与植物根系共生关系方面的研究进展,以期为实现杉木林质量的精准提升提供理论参考。天然林和阔叶林较杉木人工林有更丰富的微生物群落,在杉木林生长发育过程中,中龄阶段各微生物指标最低。杉木林土壤微生物群落组成、生物量和活性等均与土壤酸碱性、通气状况、养分含量等存在密切的响应关系。杉木林菌根真菌主要属于球囊霉属,国内对杉木林下菌根真菌的研究仍处于初级阶段。未来土壤微生物的研究热点包括土壤微生物的时空演变规律、土壤微生物在提升土壤肥力上的机理和途径、菌根真菌在土壤养分高效利用中的机制等。     

阔叶林改建菇木林群落物种多样性恢复与地力维护研究

将次生阔叶林改建为短轮伐期菇木林是解决林茵矛盾的主要途径之一。通过对闽北常绿次生阔叶林改建为短轮伐期菇木林后群落物种多样性恢复与地力维护的定位研究，结果表明：采用择伐或皆伐人促方式，将次生阔叶林改建为短轮伐期菇木林，经7a恢复后，其群落物种丰富度、多样性指数及土壤肥力水平明显高于炼山造林群落，并接近于邻近天然次生阔叶林。     

4种人工林土壤酶活性与养分的相关性研究

以长沙市城乡交错带4种人工林为研究对象,对不同林分下不同层次土壤的理化性质及脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、纤维素酶的活性进行了分析,并对其相关性进行了研究,结果表明:土壤容重自上而下逐渐增加,但差异不明显;土壤pH、有机质及各土壤养分含量均随土层加深而减小;杉木林的土壤肥力状况最好,樟树林较差;不同林分下土壤酶活性均表现出随土层深度增加而减弱的变化规律,杉木林酶活性最高,枫香林酶活性最低;各林分土壤酶活性的高低与土壤容重、含水率没有相关性,土壤磷酸酶、脱氢酶、纤维素酶活性与pH呈显著负相关(P0.05),土壤中5种酶的活性与土壤主要养分因子间均存在极显著或显著的正相关关系。     

西双版纳自然保护区干热季不同植被土壤微生物群落多样性

为明确自然保护区干热季不同植被型土壤微生物群落多样性,采用Biolog-ECO法对西双版纳自然保护区干热季季风常绿阔叶林、热带丛生竹林、暖热性针叶林及石灰岩山季雨林(高中低海拔)4种植被型土壤微生物群落多样性进行了研究。结果表明,4种供试植被类型土壤微生物群落代谢活性及碳源利用率之间均差异极显著(代谢活性:F=3.708,P0.01;碳源利用率:F=101.956,P0.01),其中石灰岩山季雨林中海拔土壤微生物的平均颜色变化率和碳源利用率均最高,暖热性针叶林最低。D-纤维二糖、β-甲基-D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、D-苹果酸、L-丝氨酸为不同植被类型土壤微生物碳源代谢差异的敏感碳源。不同植被型土壤微生物Shannon指数和Simpson指数均表现为季风常绿阔叶林热带丛生竹林石灰岩山季雨林(中海拔)石灰岩山季雨林(低海拔)石灰岩山季雨林(高海拔)暖热性针叶林。主成分分析结果表明,石灰岩山季雨林(高海拔)与暖热性针叶林土壤微生物有明显的空间分异,季风常绿阔叶林、热带丛生竹林和石灰岩山季雨林(低海拔)均无明显的空间分异。     

云南绿春县天然次生林和4种人工林树冠层蚂蚁群落多样性

[目的]探讨天然次生林和人工林及人工林树种选择对树冠层蚂蚁群落多样性的影响。[方法]运用树栖蚂蚁陷阱法调查云南省绿春县天然次生林和4种人工林的树冠层蚂蚁群落、植物多样性及植物垂直密度变化。[结果](1)共采集蚂蚁标本17 998头,隶属于6亚科29属68种。(2)树冠层蚂蚁多度:紫胶林-玉米混农林紫胶林桉树林橡胶林天然次生林。(3)树冠层蚂蚁丰富度:紫胶林-玉米混农林紫胶林天然次生林橡胶林桉树林。(4)树冠层蚂蚁ACE估计值:紫胶林-玉米混农林紫胶林天然次生林桉树林橡胶林。(5)树冠层蚂蚁多度和丰富度与枯落物盖度、300 cm处垂直密度和乔木郁闭度呈显著或极显著负相关,而与植物盖度显著正相关;ACE估计值与枯落物盖度、草本植物盖度和乔木郁闭度显著负相关,与175 199.9 cm区段内垂直密度显著正相关。[结论]人工林对蚂蚁多样性保护有一定积极作用,尤其选择乡土树种保护效果更显著,对人工林进行合理的管理有利于保护生物多样性。     

东北4种人工林土壤碳代谢微生物多样性特征

以土壤微生物为研究对象,应用Biolog方法研究4种人工林(白桦、兴安落叶松、红皮云杉、水曲柳)土壤微生物群落对Biolog不同类型碳源底物的利用情况。培养基平均颜色变化率(AWCD)以及微生物多样性指数均为红皮云杉和白桦林型较高,表明二者土壤微生物群落的碳源代谢能力高于兴安落叶松和水曲柳人工林。4种针、阔叶林型土壤微生物群落对氨基酸、羧酸和糖类等3类碳源的利用率较高;而在主成分中有主要贡献的也是这3类碳源,因此认为这3类碳源是导致土壤微生物群落变化的敏感碳源。     

不同近自然林分林下植物多样性的研究

以牡丹江市青梅林场4种近自然化程度不同的林分(红松阔叶林、过伐林、水曲柳落叶松混交林和落叶松人工林)为研究对象,研究比较了4种林分的林下植物多样性和生活型的组成。     

南亚热带三种典型人工林土壤微量元素全量与有效量特征

以位于广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心伏波试验场的外来速生树种桉树、乡土阔叶树种红椎和乡土针叶树种马尾松3个树种的人工林为研究对象,探讨了土壤微量元素(Cu、Fe、Zn、Mn)全量及有效含量在不同林分类型不同土层深度(0-20cm、20-40cm、40-60cm)间的差异。结果表明,红椎林、马尾松林和桉树林土壤微量元素全量均与土层没有显著相关性,且在各土层间的分布没有一致规律。相同土层不同树种人工林间,4种微量元素全量都大致表现出桉树林高于红椎林和马尾松林的趋势;除了有效Fe含量表现出马尾松林高于红椎林和桉树林外,其余3种土壤微量元素有效含量均为桉树林最高。相同林分不同土层间,3种人工林的4种微量元素有效含量均大致表现出土壤表层中层底层的特点。