植被恢复过程土壤基质改良对湘南紫色土抗蚀性的影响

为评价植被恢复过程土壤基质改良对紫色土抗蚀性的影响,在湖南南部耒阳山地紫色土进行土壤基质改良试验,测定土壤基质未经处理（对照地）、表层与底层土置换（土层置换地）、表层与底层土置换并添加有机物改良剂（基质改良地）的紫色土0—10,10—20 cm土层13个抗蚀性评价指标,运用相关性分析和主成分分析方法筛选影响紫色土抗蚀性的主要指标,建立综合评价模型评价紫色土不同土壤基质处理后的抗蚀性。结果表明：（1）与对照地相比,基质改良地0—10,10—20 cm土层有机碳含量、抗蚀指数、> 0.25 mm湿筛团聚体、> 0.5 mm湿筛团聚体、<0.002 mm黏粒含量、湿筛团聚体平均重量直径、湿筛团聚体几何平均直径、结构性颗粒指数、团聚状况分别增加69.19%~99.81%,9.72%~46.86%,41.69%~50.80%,47.26%~58.98%,73.82%~194.35%,47.96%~57.01%,49.06%~68.97%,74.23%~183.25%,14.62%~20.16%,土壤容重、湿筛团聚体分形维数、结构破坏率分别降低10.53%~16.26%,4.64%~7.58%,39.22%~54.64%;（2）土壤容重、有机碳含量、湿筛团聚体含量及其稳定性是影响紫色土抗蚀性的主要因子;（3）与对照地相比,基质改良地0—10,10—20 cm土层抗蚀性综合指数分别提高524.14%,146.99%,土层置换地分别提高93.10%,42.17%,表明植被恢复过程中土壤基质改良不仅提高土壤有机碳含量,也显著提高土壤抗蚀性,可作为治理湖南南部紫色土水土流失的有效措施。     

冰冻灾害前后矿区废弃地栾树杜英混交林生态系统养分含量的比较

对冰冻灾害前后湖南湘潭锰矿矿区废弃地的栾树、杜英混交林生态系统的地表水、土壤、林木及死地被物的养分含量进行对比研究.结果表明:冰冻灾害后,林地地表水的pH值、电导率、溶解氧、K、Ca、Mg含量明显减少,Zn、Mn、Pb含量显著增加;林内土壤含水量、全P、全K含量显著增加,速效N、速效P、速效K含量明显减少,微量元素Cu、Pb、Co含量增加,Fe、Zn、Mn、Cd、Ni含量减少;林木枝、叶、干中含水量均显著减少,树干中N、P、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Cd、Ni、Pb、Co含量增加,树枝和树叶中P、K、Mg减少,而Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Ni、Pb、Co含量却增加;林地上的死地被物中K、Mg在各组分(未分解、半分解、已分解)含量降低,Cu、Fe、Mn、Ni、Co含量增加.可为突发性自然干扰对植物生命活动的影响及抗御机理的研究提供基础数据.     

长沙城市森林土壤理化性质及碳贮量特征

采用现场实测与实验室分析相结合的研究方法,对长沙市城市森林土壤理化性质及碳贮量特征进行了研究,结果表明:(1)土壤pH值为4.69;有机质含量为17.59 g.kg-1;全N、全P含量分别为0.99、0.38 g.kg-1,且有效率低,均为2%;全K含量为6.13 g.kg-1,属适量K型土壤;全Ca、全Mg含量分别为0.79、3.00 g.kg-1。(2)土壤微量元素含量依次排序为FeMnZnCuPbNiCoCd,全Cu、全Zn、全Ni、全Pb均未超过我国土壤环境质量标准(GB15618—1995)中的二级和三级标准,长沙市城市森林土壤可以作为农林地使用。(3)土壤有机碳含量为6.07~19.34 g.kg-1,有机碳贮量为84.78 t.hm-2,均以土壤表层最多,并随土层的增加而减少。研究结果可为长沙城市森林碳汇源功能的估算提供参考数据和理论依据。     

连栽杉木林不同生育阶段林下植被生物量

林下植被是森林生态系统的一个重要组成部分,亦是森林生态系统中有机物质的生产者,在森林生态系统的物质循环研究中具有重要作用(Chpin,1983;Chastain et al.,2006),如维持森林生物多样性(褚建民等,2007)、提高人工林的水土保持功能(袁正科等,2002)和保护环境(刘苑秋等,2004;Fabia et al.,2002;Kume et al.,2003;Taylor et al.,2006).对森林林下植被结构和生态功能的研究已有不少报道(Taylor et al.,2006;吴鹏飞等,2008;李春义等,2007;段劼等,2010).     

杉木林采伐迹地连栽和撂荒对林地土壤养分与酶活性的影响

研究湖南会同连栽第2代杉木人工纯林和撂荒对第1代杉木人工林采伐迹地土壤养分与酶活性的影响.结果表明:0～30 cm和30～60 cm土层中,撂荒地土壤有机质、养分含量普遍高于连栽杉木人工林地,且腐殖质碳、有效磷含量的差异均达到极显著水平(P＜0.01),全磷含量在0～30 cm土层中的差异达到显著水平(P＜0.05).0～30 cm土层中,撂荒地过氧化氢酶活性极显著高于连栽杉木人工林地(P＜0.01),磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性均显著高于连栽杉木人工林地(P＜0.05),30～60 cm土层中,撂荒地过氧化氢酶、蔗糖酶活性也显著高于杉木人工林地(P＜0.05),磷酸酶和脲酶活性也高于连栽杉木人工林地,但差异不显著(P＞0.05).林地土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性与土壤有机质、养分含量之间均呈较好的正相关,而且与水解氮、速效磷、腐殖质碳的相关性高于其与有机质的相关性.主成分分析表明,土壤酶活性在林地土壤质量体系中扮演着重要角色,其中脲酶、蔗糖酶和磷酸酶可作为林地土壤质量评价的指标.撂荒具有更好地恢复土壤养分含量和酶活性的能力,对维持杉木人工林地持续生产力有着重要作用.     

冰灾后城市森林不同恢复类型土壤微生物特性及其对土壤因子的响应

为探究冰灾后城市森林不同植被恢复类型土壤微生物的演变特征,对长沙天际岭林场冰灾后3种恢复植被的栾树人工纯林、蕨草地、针阔混交林冬夏两季的土壤微生物数量、微生物活度、土壤理化性质及其相互关系进行了比较研究。结果表明,夏初不同植被恢复类型0-15cm土层土壤微生物活度以针阔混交林最高(0.302),蕨草地次之(0.261),栾树人工纯林最低(0.192);3类植被中栾树人工纯林土壤冬季放线菌活力最弱,夏季细菌活力最弱;栾树人工纯林、针阔混交林土壤微生物生命活动冬季以真菌、细菌为主,夏季以真菌、放线菌为主,蕨草地无论冬夏土壤微生物活动都以真菌和细菌为主,放线菌活动较弱;在土壤微生物生命活动旺盛时期,土壤有机碳含量与土壤微生物数量呈显著正相关,同时土壤微生物能忍受较高的土壤含水量、要求较低的土壤容重,在土壤微生物生命活动衰弱时期土壤有机碳含量与微生物数量不相关或呈负相关,此时土壤微生物要求较低的土壤含水量、较高的土壤容重。总之,栾树人工纯林土壤微生物生命活力比自然恢复的常绿次生针阔混交林及以姬蕨为主的蕨草地差,而后两者表层土壤微生物性状相比针阔混交林地优于蕨草地。     

湖南省杉木林植被碳贮量、碳密度及碳吸存潜力

基于湖南省2005和2010年森林资源调查统计数据,结合国家野外科学观测研究站湖南会同杉木林生态系统定位研究站的观测数据,估算湖南省杉木林植被碳贮量、碳密度及碳吸存潜力.结果表明:2005和2010年湖南省杉木林植被碳贮量分别为30.39×106和32.92×106t,均以中龄林的碳贮量最高,分别为17.64×106和17.31×106t; 2010年各地州市杉木林植被碳贮量为0.34×106～6.45×106t;杉木林碳密度随林分龄级增加而增高,过熟林最大(23.90 tC·hm1以上),2005和2010年湖南省杉木林平均碳密度分别为10.83和12.05 tC·hm-2,各地州市杉木林植被碳密度为6.03 ～16.58 tC·hm-2,基本上呈现出南高北低的趋势;湖南省杉木林植被的现实碳吸存潜力为90.75×106t,不同龄级林分的现实碳吸存潜力表现为中龄林(53.62×106t)＞近熟林(32.77×106t)＞幼龄林(4.36×106t),各地州市杉木林植被的现实碳吸存潜力为1.18×106 ～ 17.39×106t;湖南省(2010年)现有未成熟杉木林到2020年时的固碳潜力为176.77 × 106t,年固碳潜力为17.68×106t·a-1,到达成熟阶段(26年生)时固碳潜力为211.67×106t.湖南省杉木林分质量不高,中幼龄林所占比重较大,若能对现有杉木林加以更好的抚育管理,湖南省杉木林仍有很大的碳汇潜力.     

湖南会同4种退耕还林模式幼林生物量的研究

比较研究了湖南会同4种退耕还林模式植被恢复初期幼林的生物量积累、产量分配特征及生产力的差异。结果表明:(1)主要造林树种的单株生物量均以地上部分占绝对的优势,占全株生物量的66%以上,各器官生物量的大小排序基本上为:树干树根树叶树枝树皮,造林树种的单株生物量存在一定的差异。(2)杜英×樟树混交林分生物量最高,为3.916 t.hm-2;樟树纯林的生物量最低,为1.213 t.hm-2。(3)4种退耕还林模式幼林各组分生物量相对分配百分率的大小均表现为:树干(带皮)占林木生物量的比例最大,为32.64%以上;树枝生物量所占的比例最小,仅在12.65%～17.98%之间。(4)杜英×樟树混交林的平均净生产力最高,为0.468 0 t.hm-2a-1,樟树林为其次,杜英×乐昌含笑混交林最低,仅为0.075 4 t.hm-2a-1,最高与最低相差0.392 6 t.hm-2a-1。     

薜荔及其生长的土壤营养元素含量特征

对城市垂直绿化和水土保持新材料——薜荔进行了研究,结果表明:(1)土壤pH值为4.61;有机质含量为33.23 g.kg-1;全N、全P含量分别为1.021、0.27 g.kg-1,且有效率低,分别为4.29%和3.15%;全K含量为4.26g.kg-1,属缺K型土壤;全Ca、全Mg含量分别为0.59、8.51 g.kg-1。(2)土壤微量元素含量依次排序为FeMnZnCuPbNiCoCd,全Pb、全Zn、全Cu含量均未超过我国土壤环境质量标准(GB15618-1995)中的3级标准,可以作为林地使用。(3)薜荔体内不同营养含量差异较大,N、K、Ca元素含量在10 g.kg-1以上,P、Mg、S元素含量在10g.kg-1以下;Fe、Mn元素含量在50 mg.kg-1以上,Cu、Zn、Pb、B元素含量为5~10 mg.kg-1,Cd、Ni、Co元素含量在10 mg.kg-1以下。(4)土壤有机碳含量为15.19~23.98 g.kg-1,薜荔体内有机碳含量为411.11~510.80 g.kg-1。研究结果可为薜荔的深入研究提供理论依据。     

中亚热带不同植被恢复阶段林地土壤磷库特征

以湘中丘陵区檵木—南烛—杜鹃灌草丛(LVR)、檵木—杉木—白栎灌木林(LCQ)、马尾松—柯(又名石栎)—檵木针阔混交林(PLL)、柯—红淡比—青冈常绿阔叶林(LAG)4种林地为对象,采用Tiessen和Moir修正后的Hedley磷(P)分级方法,研究不同植被恢复阶段林地土壤P各分级组分含量及其组成比例。结果表明:随着植被恢复,同一土层全磷(TP)、总无机磷(Pi)、总有机磷(Po)含量增加,NaHCO_3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi和NaHCO_3-Po、NaOH-Po属于快速积累型,Residual-P属于缓慢积累型,Resin-Pi属于稳定型;不同植被恢复阶段林地土壤Pi以NaOH-Pi为主,Po以NaOH-Po为主,土壤P以Residual-P和Po为主;随着植被恢复,同一土层Po含量占TP的百分比增加,Pi先增加后减少,而Residual-P逐渐下降;不同林地土壤TP及P各分级组分含量均随着土壤深度增加而降低;随着植被恢复,群落植物多样性、群落生物量和凋落物层养分含量及质量的变化显著影响着土壤P各分级组分的含量及其组成比例。