采伐对森林土壤呼吸影响的研究进展

土壤呼吸是大气二氧化碳(CO₂)重要的来源，采伐作为森林经营的常规活动之一，是影响森林土壤呼吸的重要人为干扰措施。开展有关采伐对森林土壤呼吸影响的研究对更好地理解森林碳循环和应对全球气候变化具有重要的科学意义和应用价值。本研究将采伐分为2类:皆伐和部分采伐(择伐、渐伐、间伐和更新采伐等)。分别综述了皆伐和部分采伐对土壤呼吸影响的代表性研究成果，讨论了皆伐和部分采伐对土壤呼吸的主要影响机制，总结了当前采伐对森林土壤呼吸及其组分与土壤温度敏感性(Q₁₀)的影响并对未来研究提出展望。目前采伐对土壤呼吸的研究主要集中于:①采伐强度对土壤呼吸影响的方向和幅度；②皆伐或部分采伐后土壤呼吸随时间变化的动态特征及受土壤温度等环境因子的影响；③皆伐或部分采伐对土壤呼吸组分的影响；④皆伐或部分采伐对Q₁₀的影响；⑤皆伐或部分采伐对土壤呼吸的影响机制。主要结论为:①因采伐强度、采伐措施、采伐剩余物的处理、气候类型、森林类型和植被恢复时间的不同，采伐的影响效果呈现不同的变化规律；②采伐往往导致土壤自养呼吸减少，异养呼吸增加，土壤总呼吸表现为两者相抵的程度，这种影响会随植被恢复程度的提高而减小；③采伐后短期内Q₁₀有不同的变化规律，长期往往会下降。未来关于采伐对森林土壤呼吸影响的研究应集中于土壤呼吸组分及其温度敏感性对采伐的响应，同时应结合不同强度采伐、不同植被恢复阶段、其他营林措施和大气CO₂浓度上升等全球变化因子，探讨采伐对区域土壤呼吸及组分的影响，更好地理解采伐对森林生态系统碳循环的影响机制。表2参89     

经营管理对森林土壤有机碳库影响的研究进展

森林土壤有机碳库在全球碳循环及减缓气候变暖中发挥着重要作用。施肥、火烧、采伐、林下植被管理、覆盖等营林措施改变了森林生态系统的生产力,显著影响了森林土壤的碳输入和碳输出。综述了主要营林措施对森林土壤有机碳库的影响及其机制,并探讨今后的研究重点。总体而言,施用有机肥、有机无机肥配施及生物质炭添加均可提高土壤有机碳含量。氮肥对土壤有机碳含量的影响存在增加、降低和无影响3种结果;火烧对土壤有机碳的影响取决于火烧后恢复时间、火烧温度、火烧强度、土层深度等因素;皆伐通过改变土壤温度、含水量、有机碳来源等因素,导致森林土壤有机碳含量下降;而间伐对土壤有机碳的影响则与间伐强度有关;去除林下植被及凋落物加快了土壤有机碳的分解,但林下植被的替代与添加则会提高土壤有机碳含量;覆盖提高了土壤有机碳含量,但导致有机碳稳定性下降。随着研究方法和观测手段的不断发展,今后应深入研究营林措施对土壤碳形态、结构和转化过程的影响;同时,更多关注人为管理和气候变化对森林土壤碳库产生的叠加效应。     

火烧木管理方式对土壤特性和土壤呼吸的影响

为揭示不同火烧木管理方式对土壤特性和土壤呼吸的影响,在2014年兴安落叶松林火烧迹地上对不同火烧木管理方式下(未伐、择伐、皆伐)的样地进行土壤呼吸及土壤特性的测定,同时再附加未火烧区为对照样地,利用LI-8100土壤CO2排放通量自动测量系统,同时测定了土壤温度和含水量,探讨了不同火烧木管理方式土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明:(1)土壤有机质、全氮含量在火烧后增加,并且显著超过火烧前的水平,而不同火烧木管理之间差异不显著。火烧对土壤全效磷、速效磷含量没有明显影响,基本保持未受干扰的水平。不同火烧木管理方式土壤全效钾含量比对照地低,而速效钾含量比对照地高。(2)不同火烧木管理方式土壤温度呈单峰趋势,而土壤含水量的变化趋势与土壤温度变化不同,呈双峰趋势。未伐样地与对照样地变化趋势趋于平缓,择伐样地与皆伐样地变化幅度较大。(3)不同火烧木管理方式土壤呼吸速率均呈单峰趋势,与土壤温度变化趋势相同。生长季峰值出现在8月份,整体特征表现为皆伐地未伐地对照地择伐地。(4)土壤呼吸与土壤5cm温度呈极显著相关,与土壤含水量未达到显著水平,与其他土壤特性相关性不显著。     

杉阔混交人工林皆伐前后植物种类组成变化

通过对皆伐作业前后杉阔混交人工林林地植被变化的调查分析,结果表明:皆伐后一部分植物消失(衰退种)、一部分植物增加(侵入种),但优势植物基本保留下来(保留种),这主要是由于迹地清理方式采用带堆法的缘故.皆伐后灌木层种数减少,草本层种数增加,且皆伐对灌木层植物的干扰影响比草本层的大.因此,为了减小皆伐对林地生态环境(植被和水土流失)的负面影响,使皆伐后林地植被能尽快恢复,建议皆伐后迹地清理方式采用沿等高线分布的带堆法,避免采用火烧法.     

森林土壤呼吸空间格局的研究现状

介绍了国内外关于土壤呼吸空间格局的研究现状,多数研究结果发现森林土壤呼吸空间格局的日间变化基本保持一致,另外土壤呼吸空间格局的日变化和生长季节的月变化同样保持稳定。但是,由于生长季与非生长季的各种环境因子差异较大,导致生长季和非生长季的土壤呼吸空间格局有较大差异。另外,土壤呼吸空间格局经过环境扰动影响(如火烧及土壤干旱)后会发生显著的变化。最后对今后森林土壤呼吸空间格局研究方向进行了展望。     

不同林分结构人工林皆伐后不同土层温度的变化

在福建省选择具有代表性的2种林分结构人工林伐区进行试验,研究皆伐作业及不同迹地清理方式（火烧法、带堆法、散铺法）对林地表层（0~20cm）土壤温度的影响。结果表明：皆伐后的林地表层土壤温度明显高于皆伐前,且温度变化大小与林分结构类型及迹地清理方式有关。针叶树（马杉混交林）林地的土壤温度变化大于阔叶树（桉树）林地;不同迹地清理方式对林地表层土壤温度变化的影响不同,其从大到小依次为火烧法>带堆法>散铺法。表层土壤（0~5cm土层）温度受影响最大,随着土层深度的增大,不同类型土壤温度变化的差异逐渐减小。     

寒温带森林火烧迹地不同更新方式下的土壤呼吸特征

【目的】探讨森林火烧迹地皆伐后不同更新方式对土壤呼吸的影响,探明影响该区域土壤呼吸的主要因素,为科学评价不同更新方式对冻土区森林火烧迹地土壤碳通量的影响提供理论依据。【方法】以位于寒温带冻土区2003年发生火灾的内蒙古金河-根河森林为研究对象,设置天然乔木更新样地(NR)、人工乔木更新样地(AR)、人工促进乔木更新样地(AFR)和无乔木更新样地(NU)4种更新方式样地。于2017年和2018年植物生长季,使用LI-8100土壤呼吸测定系统对不同更新样地的土壤呼吸速率进行测定,同时测定10 cm深处的土壤温度(T_(10))和0～10 cm土层的土壤湿度(W_(10)),分析土壤呼吸速率与T_(10)和W_(10)的关系。【结果】随着生长季时间的推移,不同更新样地土壤呼吸速率、T_(10)总体上均呈先增大后降低的趋势。2018年不同更新样地乔木数量由多到少表现为NRARAFRNU。2017年不同更新样地土壤呼吸速率由快到慢表现为NRARNUAFR,2018年表现为NRNUARAFR。2017年不同更新样地T_(10)由高到低表现为AFRNRARNU,2018年表现为AFRNRNUAR。2017年不同更新样地W_(10)由大到小表现为NRARAFRNU,2018年表现为NRARNUAFR。土壤呼吸速率与T_(10)的相关性较高,达极显著水平(P0.01);与W_(10)相关性不显著(P0.05)。【结论】NR样地土壤呼吸速率和乔木数量均大于其他3种类型,为火烧木皆伐迹地最好的更新方式。土壤温度对土壤呼吸速率影响较大,土壤湿度对土壤呼吸速率影响较小。     

基于最大熵模型的全球森林土壤呼吸模拟分布研究

在森林土壤呼吸研究中,温度和降水是众多研究中公认的对土壤呼吸影响最大的环境因子.本文以全球气候数据、全球森林土壤呼吸数据库为数据来源,通过最大熵模型模拟分布,得出森林土壤呼吸年平均速率与年平均温度、年平均降水量均呈极显著正相关关系,年平均气温贡献率高于年平均降水量贡献率,森林土壤呼吸年平均速率出现极值的年平均气温、年平...     

森林土壤呼吸及其主要调控因素研究进展

随着大气CO_2浓度的升高,全球变暖的趋势日益加剧,成为全球高度关注的生态环境问题。土壤是森林生态系统最大的CO_2排放源,了解土壤呼吸的变化特征及影响机制,对于缓解全球变暖具有重要意义。森林土壤呼吸作为一个复杂的生态学过程,受人类活动、森林类型、温度、水分、土壤生物和土壤理化性质等因素的调控,特别是土壤呼吸对温度的敏感性存在时间和空间上的较大变异。综述了国内外森林土壤呼吸研究现状及发展趋势,揭示森林土壤呼吸时空变化特征、温度的敏感性及其主要影响因子(土壤温度、土壤湿度、森林植被覆盖、土壤微生物、pH值、土壤氮素、土壤磷素、施肥、森林砍伐及刀耕火种等),阐明了森林土壤呼吸的生态过程、时空变化规律及其影响机制,有助于完整、准确地理解森林在地区和全球碳循环中的地位与作用,能够为预测未来全球变化趋势提供理论支撑。     

不同经营方式下兴安落叶松林土壤微生物年季动态研究

本文以内蒙古大兴安岭森林不同经营方式下的森林土壤为研究对象,对其中的4大类常见微生物的数量以稀释平板计数法进行年、季动态测定,用Excel 2003软件统计分析。意在为今后大兴安岭森林经营提供1个微生物方面的参考依据。结果表明：季节动态微生物总数量中,自生固氮菌、细菌、放线菌,表现为夏季〉春季〉秋季,而真菌表现为夏季〉秋季〉春季;不同经营方式下自生固氮菌、细菌表现为原始林〉渐伐林〉人工林〉皆伐林,放线菌表现为原始林〉人工林〉皆伐林〉渐伐林,真菌变化不明显。年度动态变化表明,各类菌在数量总和上表现为S2007年〉S2006年〉S2008年;从不同经营方式看,细菌和自生固氮菌均表现为原始林〉渐伐林〉人工林〉皆伐林;放线菌、真菌表现为原始林〉人工林〉渐伐林〉皆伐林。各季节各年度土壤微生物数量都呈现细菌〉自生固氮菌〉放线菌〉真菌。由此认为,渐伐是最佳的经营方式,人工造林是恢复原生态达到最佳经营的有力补充。     

呼中林区不同森林采伐方式对林火的长期影响模拟

采用空间直观景观模型（LANDIS）模拟大兴安岭呼中林区在无采伐和皆伐、二次渐伐和择伐共4种预案下300年内森林可燃物与林火特征的变化。结果表明：采伐降低了森林细可燃物的载量,但不同采伐方式之间没有明显的差别;采伐增加了粗可燃物的载量,皆伐方式增加最明显;采伐导致了林火面积和火烧频率的增加,增加了森林的起火可能性,择伐...     

桦树育苗管理技术

桦树是桦木科落叶乔木或灌木,喜光,不耐庇荫,较喜湿润,对土壤、气候适应性强,耐低温;萌芽力很强,采伐后可自行萌芽更新;种子小而带翅易传播。在林区的皆伐迹地和火烧迹地上,桦树能作为先锋树种     

非主要生长季节白桦人工林林隙内伐根对土壤呼吸速率的影响

为研究伐根对林隙内土壤呼吸的影响,在非主要生长季节,选择具有不同腐朽程度的白桦伐根的林隙,采用LI-8100型土壤CO2排放通量全自动测量系统,对林隙内土壤呼吸速率进行了测定。同时,对影响土壤呼吸的主要因素——土壤温度、湿度和有机质含量进行了测定。结果表明:有伐根林隙土壤呼吸速率高于无伐根林隙土壤呼吸速率;有伐根林隙土壤呼吸速率呈现以伐根为中心向四周辐射,土壤呼吸速率以由高变低、再变高的规律变化;有伐根林隙随伐根腐朽程度的不同,土壤呼吸速率空间异质性变化梯度最大值降低;伐根的腐朽程度是影响有伐根林隙土壤呼吸速率的主要因素。     

大兴安岭北部林火对森林土壤的性质及林木更新的影响

本文对大兴安岭北部火烧迹地森林土壤的性质及林木更新进行了调查、分析、研究。着重从林火、土壤、林木更新三者入手,将三者有机地结合起来,分别不同的火烧强度和不同的火烧时间,对火烧迹地森林土壤的性质变化和林木更新情况,设置标准地进行测定、采样、分析并与未火烧的相对比,找出火烧与森林土壤的性质及林木更新的关系,为火烧迹地的土壤改良,促进林木更新提供依据和措施:同时还可以找到适宜的火烧强度,将其做为该地区计划用火的指标,对森林实施人为控制定期火烧,清除林地枯枝落叶,促进营养循环,提高林地土壤肥力,促进林木更新,并达到以火防火的目的。研究发现,重度火烧可烧毁林褥层,提高土壤温度,降低土壤水分含量,损失土壤有机质,破坏土壤结构,土壤比重变大,容量变大,土壤孔隙度下降,土壤pH值升高,土壤中营养元素N、P、K、Ca含量下降,降低了土壤肥力,易于发生水土流失,严重影响林木更新。轻度火烧可烧掉部分林褥层,提高土壤温度,增加土壤有效水分含量,增加土壤有机质含量,改善土壤结构,土壤比重变小,容量变小,土壤孔隙度增大,土壤pH值升高,土壤中营养元素N、P、K、Ca含量增加,提高土壤肥力,有利于林木更新。     

全球环境变化对森林土壤呼吸的影响

森林土壤呼吸是陆地植物固定CO2后又释放CO2返回大气的主要途径,是与全球变化密切相关的一个重要过程.较全面地综述全球变化条件下,全球变暖、CO2浓度上升、N沉降和森林采伐对土壤呼吸的影响.全球增温可能导致土壤向大气中释放更多的CO2,大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放量,同时也将通过提高植被生产力促进土壤的碳吸存.在CO2浓度上升和全球变暖相互作用下,土壤是碳的净"源"还是"汇"尚不完全清楚.N沉降和森林采伐对森林土壤呼吸既有增强作用,也有抑制作用.综合来看,全球变化对森林土壤呼吸的作用仍有很大的不确定性.     

福建武平帽布米槠林火烧后植物种类变化的研究Ⅱ.火烧前后重要值和物种多样性变化

福建武平帽布天然米槠林皆伐火烧后重要值和物种多样性变化规律研究.结果表明:火烧后幼树层重要值最大者为阳性树种(山乌桕Sapium discolor)、灌木层重要值最大者为阳性树种(茶秆竹属一种Pseudosasa sp.),而火烧前幼树层重要值最大者(米槠Castanopsis carlesii)变为第2位、灌木层重要值最大者(赤楠Syzygium buxifolium)也变为第2位;其它层次火烧前后重要值最大者基本一致,火烧后各层次物种多样性指数有所增加,其原因是由于阳性树种的侵入,使得物种数增加,总个体数也增加,同时均匀度增加,优势度下降.     

兴安落叶松林火烧迹地冻土碳储量分布规律研究

【目的】研究森林火灾后兴安落叶松林土壤有机碳储量的分布规律,为林火干扰后寒温带森林生态系统土壤碳库的研究提供参考。【方法】以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林不同年份(2003年和2007年)火烧迹地为研究区,划分不同火烧程度(轻度和重度),于2010-07进行土壤调查取样,分析不同火烧年份和不同火烧程度对0~40cm土层土壤碳储量的影响。【结果】1)与未过火区相比,轻度火灾后冻土区0~30cm土层土壤碳储量均存在不同程度的损失,而30~40cm土层土壤碳储量有不同程度的积累;而重度火灾后冻土区0~40cm土层土壤碳储量均存在不同程度损失。2)在0~10cm土层中,不同程度火烧迹地土壤碳储量的分布没有一致性规律,而在10~40cm土层,土壤碳储量的分布表现出随土层深度增加而降低的一般性规律。3)在0~10cm土层,2003年火烧迹地土壤碳储量相对2007年火烧迹地要低;而在10~40cm土层则呈相反趋势。【结论】林火一定程度上切断了森林土壤有机质的来源,导致森林土壤碳储量下降,表层土壤碳储量受火烧年份影响差异明显,深层土壤碳储量受火烧程度影响差异明显。     

福建武平帽布米槠林火烧后植物种类变化的研究

福建武平帽布天然米槠林皆伐火烧后重要值和物种多样性变化规律研究。结果表明：火烧后幼树层重要值最大者为阳性树种（山乌桕Ｓａｐｉｕｍ ｄｉｓｃｏｌｏｒ）、灌林层重要值最大者为阳性树种（茶秆竹属一种Ｐｓｅｕｄｏｓａｓａ ｓｐ．）,而火烧前幼树层重要值最大者（米槠Ｃａｓｔａｎｏｐｓｉｓ ｃａｒｌｅｓｉｉ）变为第二位、灌木层重要值最大者（赤楠Ｓｙｚｙｇｉｕｍ ｂｕｘｉｆｏｌｉｕｍ）也变为第二位;其它层次火烧     

火烧迹地土壤磷含量变化的研究

磷是酸性土壤中限制林木生长的重要因素，火烧迹地中磷素营养的变化，对苗木的生长发育和林木更新有着重要的作用，对火烧后的森林土壤营养含量变化的研究表明，火烧后磷的含量迅速增加，特别是火烧强度较大的火烧迹地（Ｓ）的有效磷含量与对照（Ｃ）相比比较，Ｓ迹地０￣５ｃｍ深度增加３３倍，５￣１０ｃｍ增加６４．５倍，１０￣１５ｃｍ增加１２．５倍，且磷含量的增加与火烧强度有关。幼苗对磷的吸收及礤生长也与火烧强度有关，     

伐区设计的误差分析与提高伐区设计精度方法

本文所指的伐区设计,主要是指商品林中的人工杉木林皆伐伐区设计。在伐区设计中如果设计负误差过大,既浪费了限额采伐指标又影响集体或个人的经济利益;如果设计正误差过大,则会造成森林资源的过量采伐,设计人员将承担一定的法律责任,轻者违法,重者犯罪。为提高伐区设计精度,确保各方的利益不受损害,本文系统分析了伐区设计中的误差构成及其对设计精度的影响,并在此基础上提出了减少误差精度的技术方法。