酸沉降下韶山森林DOC时空分布及环境影响因子研究

于2003年1月-2003年12月对酸沉降影响下韶山4个典型样地进行了林内降雨DOC的监测,并以此分析研究了韶山森林在酸沉降作用下DOC浓度、通量变化特征及环境影响因子,结果表明:韶山森林冠层穿透水、亚冠层穿透水以及枯枝落叶层淋滤液中DOC月均浓度分别为8.52 mg C/L,10.43 mg C/L和23.38 mg C/L,最大值均出现在8月;冠层穿透水和枯枝落叶层淋滤液中DOC浓度随着海拔高度的增加而增加,而亚冠层穿透水DOC浓度受海拔高度的影响较小;环境因子对DOC浓度分布有一定的影响,但降雨酸度对其影响不明显;冠层、亚冠层和枯枝落叶层中DOC通量月变化范围分别为81.37 ～808.18 mg/m2,97.04 ～398.73 mg/m2和329.31～2 789.1 mg/m2.从全年来看,枯枝落叶层淋滤液中DOC通量均为最大,表明韶山森林DOC的积累主要出现在枯枝落叶层.     

杉木与木荷混交23 a后土壤碳氮剖面特征

研究23 a生杉木纯林、木荷纯林和杉木木荷混交林的土壤碳、氮、碳氮比(C/N)之间的剖面分布差异.结果表明:杉木纯林、木荷纯林和杉木木荷混交林地的表层土壤(0~10 cm)碳、氮元素含量最高并逐层递减,且杉木木荷混交林碳、氮元素含量明显高于木荷纯林和杉木纯林(P0.05);在向下3个土层中3类林分的碳、氮元素含量差异较小(P0.05),杉木木荷混交林的优势并不明显,低于木荷纯林和杉木纯林.与纯林相比,杉木木荷混交林在表层土壤中对土壤碳、氮含量有显著提高,可能是因为杉木与木荷混交改变了林冠结构,有利于落叶分解.     

南亚热带杉木、红锥人工林碳储量及分配特征

明确南亚热带杉木(Cunnighamia lanceolata)、红锥(Castanopsis hystrix)人工林碳储量及分配特征,可为应对全球气候变化研究提供基础数据,为碳汇林业发展提供科学依据。以我国亚热带地区广泛栽培的杉木人工林和红锥人工林为研究对象,以相对生长方程计算林木生物量,实测林下植被生物量、林木和林下植被各组分含碳率、土壤含碳率等,进而分析不同人工林的碳储量及分配规律。结果表明:(1)人工林生态系统不同组分的含碳率存在一定差异,虽然杉木和红锥的全株含碳率相差无几,分别为48.04%和47.80%,但林下植被和土壤表层的含碳率差别较大,林下植被含碳率为40.84%—47.73%(杉木林)、36.69%—43.76%(红锥林);土壤表层含碳率为2.28%—3.30%;(2)杉木人工林乔木层碳储量(71.48t/hm~2)、林下植被碳储量(1.533t/hm~2)显著高于红锥人工林乔木层碳储量(51.82t/hm~2)和林下植被碳储量(1.185t/hm2),而红锥人工林枯落物层碳储量(0.673t/hm2)显著高于杉木人工林(0.386t/hm~2);(3)杉木人工林的皮、叶、根碳储量显著高于红锥人工林,相反,红锥人工林的枝碳储量(8.04t/hm~2)显著高于杉木人工林(6.00t/hm~2);(4)杉木人工林生态系统碳储量(217.56t/hm~2)与红锥人工林生态系统碳储量(195.05t/hm~2)无显著差异,土壤和乔木层是人工林生态系统的主要碳库,分别占生态系统碳储量的66.37%—72.81%和26.59%—32.93%。杉木人工林乔木层、林下植被和生态系统碳储量均高于红锥人工林,红锥人工林枯落物碳储量显著高于杉木人工林,杉木是发展碳汇林的较好树种。     

华南3种人工林土壤有机质和养分含量及其综合评价

基于广东省第6次森林资源清查土壤调查数据,对华南地区3种重要的用材林(桉树(Eucalyptus spp.)、马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata))林分土壤有机质和养分含量进行了综合评价。结果表明:桉树人工林A层土壤有机质、速效磷含量显著高于杉木人工林和马尾松人工林,A、B层土壤全钾、速效钾含量显著低于杉木人工林和马尾松人工林(p<0.05); 3种林分土壤(A、B层)全氮、碱解氮、全磷、有效铜和有效锌含量均无显著差异(p>0.05); 各林分A层土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌含量显著高于B层,A层全磷、全钾和有效铜含量与B层无显著差异。土壤综合评价系数在A层以桉树人工林最高、杉木人工林较小,B层则为杉木人工林最高、桉树人工林较小,马尾松人工林在A、B层均居中。     

旅游活动对坡地土壤物理性质的影响——以上海郊区天马山公园采挖竹笋活动为例

采用野外调查和室内分析相结合的方法,针对研究区采挖竹笋活动区域坡地土壤的枯枝落叶层厚度、土壤含水率、土壤容重和土壤粒度特征等指标进行测定,并进行土壤冲击指数分析、方差分析和相关分析,定量研究采挖竹笋活动对土壤物理性质的影响。对比采挖竹笋活动前后各项指标的变化,结果显示该旅游活动对旅游环境产生了一定的破坏,具体表现为:(1)受旅游活动干扰,枯枝落叶层厚度、含水率、土壤黏粒等指标均有所减小,而土壤容重、土壤砂粒则有增大趋势;(2)各级坡度指标均较活动前有所变化,且变化极其显著(P0.01)的坡度范围均集中在Ⅰ(0°～5°)、Ⅱ(6°～10°)级坡度上;(3)在旅游活动影响下,枯枝落叶层厚度变化幅度较大,对旅游活动干扰表现最为敏感,其次是土壤容重和含水率,土壤粒度中粉粒含量对旅游活动反应最弱;土壤细黏粒与枯枝落叶层、含水率存在显著正相关,粗砂粒与枯枝落叶层、含水率存在显著负相关。     

桂西北红椎次生林生长及土壤的理化性质

对桂西北12～15年生红椎次生林分的生长量、林地枯枝落叶现存量及其养分含量以及土壤理化性质等进行测定，并与相似立地条件的杉木人工林(15年生，中坡)进行比较分析。结果表明：(1)不同立地红椎次生林分的平均胸径、平均树高及平均蓄积量显示出中坡和下坡林分最大，是上坡林分的1．6～4．0倍；(2)不同立地红椎次生林分枯枝落叶现存量及其最大持水量和主要养分(N、P、K)含量测定结果中，中坡林分比相应杉木人工林高；(3)不同立地红椎次生林分土壤理化条件也比相直杉木人工林略好；(4)不同立地红椎次生林分土壤(0～40cm)有机质含量为1．127％～2．228％。全氮、有效磷和速效钾总量依次为2．39～4．16g／kg，0．90～1．40mg／kg和29．04～41．44mg／kg，说明该地区红椎坎生林分具有较显著的生态经济效益。     

杉木人工林林木养分的季节变化及养分间的相互关系

作者于1988年在枫树山林场浮东分场林龄和立地条件不同的杉木人工林中采集针叶样品分析 N、P、K、Ca、Mg和S浓度以探寻杉木人工林的营养特性、养分的季节变化动态及不同养分之间的相互作用关系。结果表明,幼、壮、中龄林不同生育期养分的季节变化规律相似。针叶N、P、K、Mg和S浓度均为生长初期最低或较低,幼林针叶全氮及幼、壮、中龄林针叶全磷、全钾和全硫均在第一个生长高峰期(6月中旬)达到最大值,壮、中龄杉木针叶全氮及幼、壮、中龄杉木针叶全镁则在第二个生长高峰期(9月中旬)达到最大值。速生期杉木针叶全钙较低,尤其是第一个生长高峰期,初期和末期较高或最高。杉木植株氮、磷代谢之间存在明显的正相关关系。氮、硫代谢相互促进。钾、钙、镁营养之间存在显著的颉颃作用。     

油蒿群落枯枝落叶分解过程中微生物数量的季节动态研究

初步研究了库布齐沙地油蒿群落枯枝落叶分解过程中主要微生物类群数量的季节变化特征．好气型细菌、纤维素分解菌、芽孢型细菌、放线菌和丝状真菌数量的季节变化特点较为多样,但总的来看,夏秋季是它们数量最多的时期,地下枯枝落叶样品中的数量普遍高于地上样品,枯叶中的数量高于枯枝．相邻土壤样品的表现较复杂,数量变化波动明显,部分类群高峰值的出现有滞后现象,这与沙地土壤环境密切相关．     

油蒿群落枯枝落叶分解过程中微生物量的季节动态研究

初步研究了库布齐沙地油蒿群落枯枝落叶分解过程中主要微生物类群数量的季节变化特征，好气型细菌、纤维素分解菌、芽孢型细菌放线菌和丝状真菌数量的季节变化特点较为多样，但总的来看，夏秋季是它们数量最多的时期地下枯枝落叶样品中的数量普遍高于地上样品，枯叶中的数量高于枯枝，相邻土壤样品的表现较复杂，数量变化波动明显，部分类群高峰值的出现滞后现象，这些沙地土壤环境密切相关。     

长江口滨海湿地植物群落潮沟水体有机碳动态及其影响因素

潮沟系统是滨海湿地与外界环境之间横向碳交换的重要通道.本研究以长江口滨海湿地典型植物群落(禾本科Poaceae和莎草科Cyperaceae)为研究对象,调查了不同潮汐(小潮期与大潮期)退潮过程中潮沟水体可溶性有机碳(DOC)和颗粒态有机碳(POC)的季节变化.结果表明,潮水向外输出的过程中,DOC和POC从高潮滩到口外浅水光滩均逐渐变化,大潮期时不同生境潮沟的有机碳丰度一般比小潮期高.在具有较高植物生物量和土壤有机碳储量的Poaceae群落中,各季节潮沟水体DOC含量均显著高于Cyperaceae生境潮沟;相反,各季节Cyperaceae群落潮沟POC含量则高于Poaceae群落潮沟.此外,Poaceae群落潮沟在各季节均表现为DOC净输出,而POC为净输入,各季节DOC和POC在Cyperaceae群落潮沟均呈现净输出趋势.     

Biodegradation of dissolved organic carbon in soil extracts and leachates from a temperate forest stand and its relationship to ultraviolet absorbance

The amount and biodegradability of dissolved organic carbon (DOC) in forest floors can contribute to carbon sequestration in soils and the release of CO 2-C from soil to the atmosphere.There is only limited knowledge about the biodegradation of DOC in soil extracts and leachates due to the limitations inherent in degradation experiments.Differences in the biodegradation of DOC were studied in forest soil extracts using cold and hot water and 4 mmol/L CaCl 2 solution and in soil leachates sampled under different conditions over a wide range of DOC concentrations.From these results,we developed a simple and rapid method for determining the biodegradable organic C in forest floors.The hot water extracts and CaCl 2 extracts after CH 3 Cl fumigation contained higher concentrations of biodegradable organic C than the cold water extracts and CaCl 2 extracts before fumigation,with rapid DOC degradation occurring 24-48 h after incubation with an inoculum,followed by slow DOC degradation till 120-168 h into the incubation.During a 7-d incubation with an inoculum,the variation in DOC degradation in the different soil extracts was consistent with the change in special UV absorbance at 254 nm.Relatively higher levels of biodegradable organic C were detected in soil leachates from the forest canopy than in forest gaps between April and October 2008 (P <0.05).Relatively lower concentrations of DOC and biodegradable organic C were observed in soil leachates from N-fertilized plots during the growing season compared with the control,with the exception of the plot treated with KNO 3 at a rate of 45 kg N ha 1 a 1.Around 77.4% to 96.3% of the variability in the biodegradable organic C concentrations in the forest floors could be accounted for by the initial DOC concentration and UV absorbance at 254 nm.Compared with the conventional inoculum incubation method,the method of analyzing UV absorbance at 254 nm is less time consuming and requires a much smaller sample volume.The results suggest that the regression models obtained using the initial DOC concentration and UV absorbance can provide a rapid,simple and reliable method for determining the biodegradable organic C content,especially in field studies involving relatively large numbers of samples.     

氮添加对杨树人工林土壤活性有机碳季节变化的影响

为研究大气氮沉降对森林生态系统碳循环的影响, 从2012年5月起,选择典型的苏北杨树(Populus deltoides cv. ‘I-35’)人工林为实验地, 采用随机区组设计不同氮添加处理, 进行野外氮添加定位试验,分析氮添加对不同林龄杨树人工林土壤活性有机碳的影响。结果表明:氮添加提高了土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的含量; 土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳含量有显著的季节变化,总体表现为夏秋季较高,冬春季较低。相关分析表明,微生物生物量碳含量与土壤温度呈极显著正相关(p<0.01),可溶性有机碳含量与土壤温度相关性不显著(p>0.05)。研究表明,苏北杨树人工林土壤活性有机碳含量的季节变化主要受到土壤温度影响,同时其对氮添加呈正响应。     

大兴安岭森林土壤胞外酶活力的时空动态及其对潜在碳矿化的影响

为探索寒温带土壤胞外酶活力的时空动态, 并分析胞外酶对土壤潜在碳矿化速率的影响, 于夏季和冬季在大兴安岭采集3种植被(樟子松、白桦和落叶松)的森林土壤和落叶松林中3种地被层(草本、杜香和苔藓)的土壤, 分别测定与碳(β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶和纤维二糖水解酶)、氮(N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶)、磷(酸性磷酸酶)代谢相关的6种胞外酶活力、潜在碳矿化速率和主要的环境因子。结果表明, 樟子松林和白桦林土壤冬季胞外酶活力均显著低于夏季, 而落叶松林则由于林下苔藓层土壤冬季显著增加胞外酶活力, 呈现不一致的规律。从夏季到冬季, 3种森林类型及3种地被层植物土壤一致地表现为磷限制减弱, 氮限制增强; 樟子松林和白桦林土壤均表现为能量限制增强, 养分限制减弱, 落叶松林土壤则由于苔藓层的相反趋势表现为夏季具有较强的能量限制, 冬季具有较强的养分限制。樟子松林和落叶松林土壤在冬季具有较强的潜在碳矿化速率, 而白桦林则相反, 夏季大于冬季。土壤潜在碳矿化速率受碳代谢酶和氮代谢酶的影响较大, 几乎不受磷酸酶的影响, 但土壤中氮磷元素的相对限制情况对有机碳分解的影响较大, 表现为磷比氮的限制增强, 土壤碳矿化速率减弱。     

老龄杉木林土壤活性有机碳的动态变化

通过在福建南平西芹教学林场对老龄杉木林不同坡位土壤微生物生物量碳（MBC）和土壤可溶性有机碳（DOC）动态变化研究,结果表明：土壤MBC和土壤DOC具有明显的季节性波动,均在植物生长旺季维持在较低水平,在植物休眠季节维持在较高水平;在0—20cm的土层内,老龄杉木林不同坡位土壤MBC和土壤DOC的变幅分别在210.44—1418.90mg·kg^-1和8.24—38.54mg·kg^-1,两种易变有机碳的含量基本表现为中坡位〉下坡位〉上坡位;相关分析表明,土壤MBC与DOC之间的相关性达到显著水平,土壤MBC和DOC与土壤温度显著负相关,与土壤含水量、凋落物生物量和降雨量的相关性未达到显著水平,说明土壤MBC和土壤DOC的变化与土壤中的微生物活性、林木的生长以及根系分泌物等因素有关。     

深圳市不同建成区密度和植被类型下绿地土壤碳、氮、磷含量和细根生物量

在深圳市按建成区密度(体现人类活动干扰程度)递增梯度选取3个公园为采样地点, 每个采样地点选取草坪、乔木林和荔枝林3种植被类型采集土壤样品, 同时以远郊的梧桐山人工林为对照, 研究不同深度土壤碳、氮、磷含量和细根生物量。结果表明城区各植被类型土壤容重和pH值都显著高于远郊人工林, 并高出适合植物生长的范围。城区各植被类型土壤碳、氮含量及细根生物量都低于远郊人工林。城区土壤磷含量高于远郊人工林, 呈现明显的富磷化特征, 特别是荔枝林土壤的富磷化现象最严重。土壤碳、氮浓度与细根生物量三者之间显著正相关, 表明城市植物的生长受到土壤氮含量的限制。与此同时, 城市植物的细根周转和输入能够有效维持土壤有机质含量。研究表明, 城市绿地土壤碳、氮、磷含量和细根生物量受现有植被类型和建成区密度(人为干扰)的共同影响。在城市绿地建设中, 种植草坪可以较快地积累土壤表层碳和氮, 而荔枝林更有利于土壤深层碳和氮的积累, 同时, 对于城区乔木林应该减少枯枝落叶的清理以利于土壤碳、氮的积累。     

杉木多代连栽地长期轮栽柳杉后凋落物的动态

对杉木多代连栽地经柳杉长期轮栽后凋落物的组成及归还动态进行了研究,结果表明:柳杉林分的年凋落量是杉木多代连栽林的2.18倍,两树种凋落物年组成成分的变化规律不同,但杉木和柳杉年凋落物主要都来源于叶、枝和花果,其余的组分归还较少.柳杉林凋落物的归还模式为主峰出现在5月份和8月份,这两个月的凋落量占年凋落量的49.69%,可见,柳杉凋落物主要发生在5月和8月这两个月,而杉木则主要发生在8月份,仅8月份这1个月的凋落量就将近占年凋落量的一半.柳杉各月的凋落物中都以柳杉叶为多,但其他组分的归还顺序各月亦不完全一样,杉木亦有相似的变化规律.凋落物的季节归还模式亦不同:柳杉林凋落物的季节变化呈适现出夏季(35.13%)＞秋季(30.39%)＞春季(26.33%)＞冬季(7.57%),而杉木多代连栽林则呈现出秋季(53.06%)＞春季(24.07%)＞夏季(15.76%)＞冬季(6.48%).     

滇中高原云南松幼林和成熟林土壤呼吸及主要影响因子分析

为探明云南磨盘山国家森林公园云南松林幼林与成熟林土壤呼吸特征及其主要调控因子,采用Li-6400-09土壤呼吸室测定土壤呼吸速率的季节动态。结果表明:云南松幼林和成熟林土壤CO₂流动速率呈明显的季节波动,且成熟林土壤呼吸(1.09～3.69 μmol/(m²·s))显著高于幼龄林(0.88～3.08 μmol/(m²·s))。土壤水分是影响土壤呼吸季节动态的重要影响因子,土壤含水量对土壤呼吸速率的影响显著大于土壤温度,不同影响因子中,含水量成熟林土壤呼吸的影响占全部影响的63.3%～76.0%,对幼林的49.3%～79.4%。pH与土壤养分对土壤呼吸也会产生一定影响。2种林分中,土壤呼吸速率与pH、全P均呈显著或极显著正相关,与土壤C/N极显著负相关; 同时,土壤含水量与全N极显著正相关,与C/N显著或极显著负相关; 但土壤含水量与土壤pH、全P仅在成熟林中呈显著或极显著正相关。因此,西南地区严重干旱导致土壤含水量的减少已成为土壤呼吸速率的主要限制因子,土壤水分能够通过影响土壤通透性、土壤有机质以及N、P等养分含量,从而调控云南松成熟林和幼林土壤呼吸的时空动态。     

尖峰岭次生林和原始林林下灌木叶氨基酸对氮添加的响应

为了深入地了解热带山地雨林原始林与次生林叶氨基酸对氮添加的响应和适应机制, 以海南尖峰岭热带山地雨林原始林和次生林的林下常见植物为研究对象, 通过设置对照CK (0 kg N/(ha·a))、中氮添加M (50 kg N/(ha·a))和高氮添加H (100 kg N/(ha·a)) 3种氮添加处理的实验, 探究氮添加对林下灌木叶片氨基酸含量的影响。实验结果表明, 无氮添加时, 原始林与次生林的总氨基酸含量和水解氨基酸含量无显著差异, 原始林游离氨基酸总含量显著高于次生林; 中氮添加时, 次生林林下灌木叶氨基酸含量的响应程度高于原始林; 高氮添加时, 次生林与原始林林下灌木水解氨基酸的响应程度无显著差异, 原始林林下灌木游离氨基酸的响应程度高于次生林。