间伐对马尾松人工林根际土壤氮含量及酶活性的影响

【目的】间伐是生产实践中常见的一种干扰,研究间伐对马尾松人工林根际土壤氮含量及相关酶活性的影响,为马尾松人工林的可持续经营提供科学参考。【方法】以南京市溧水区林场30年生马尾松人工林为研究对象,采用抖落法收集根际土,测定4种间伐强度(强度(65%)、中度(45%)、弱度(25%)、对照(未间伐))下根际土壤不同形态氮含量及氮循环相关酶活性,并分析其与土壤理化性质之间的关系。【结果】弱度间伐显著增加了根际土壤铵态氮含量,而强度间伐下则显著降低; 根际土壤全氮、硝态氮和可溶性有机氮含量在各间伐强度下均表现为:中度>对照>弱度>强度; 根际土壤微生物生物量氮和碱解氮均在弱度和中度间伐下显著升高。弱度和中度间伐显著降低根际土壤脲酶活性,而显著增加根际土壤亚硝酸酶活性; 间伐对根际土壤蛋白酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性的影响不显著,表明脲酶和亚硝酸酶对间伐的响应更敏感,可作为土壤氮变化的指标。除硝酸还原酶活性以外,根际土壤中其余4种氮循环相关酶活性以及不同形态氮素含量均高于非根际土壤,表现出明显的正根际效应。此外,根际土壤不同形态氮素含量及相关酶活性与含水量、pH密切相关。【结论】间伐强度对根际土壤不同形态氮和酶活性有显著影响,总体来看,弱度和中度间伐能改变土壤含水量和酶活性,有利于土壤氮素的积累,可将其作为间伐强度的参考指标。     

间伐对杉木人工林生态系统碳储量的短期影响

【目的】研究不同间伐强度下杉木人工林生态系统碳储量及其分配格局,进一步优化林分经营管理措施,准确评估间伐对杉木人工林生物量和碳储量的短期影响,为提高人工林的碳汇能力提供依据。【方法】以福建省三明市官庄国有林场11年生杉木人工林为研究对象,选择坡度、坡位、土壤条件相对一致的林分,按照完全随机区组试验设计,设置弱度间伐(31%,伐后林分2 250株/hm²,LIT)、中度间伐(45%,伐后林分1 800株/hm²,MIT)、强度间伐(63%,伐后林分1 200株/hm²,HIT)等3种间伐强度;共设置9块20 m×20 m样地,采集深度为1 m剖面内不同土层的土壤;并在样地内每木检尺,利用生物量回归方程对乔木层生物量进行估算,同时实测林下植被和凋落物生物量;通过元素分析仪测定植被和土壤碳含量,并根据碳含量估算碳储量。【结果】间伐后3年,杉木人工林乔木层碳储量随着间伐强度的增加而减小,LIT、MIT、HIT处理样地乔木层碳储量依次为66.16、58.78、49.71 t/hm²;杉木人工林灌木层和草本层的碳储量随着间伐强度的增加而显著增加,分别占生态系统碳储量的0.03%~0.19%和0.01%~0.67%;凋落物层碳储量占生态系统碳储量的2.87%~4.32%,间伐对凋落物层碳储量无显著影响;土壤有机碳储量在不同间伐处理间差异显著(P<0.05),杉木人工林土壤层碳储量随着间伐强度的增加而降低,HIT处理土壤层碳储量较LIT和MIT处理降低了32.07%和1.03%。间伐后3年,杉木人工林生态系统碳储量随着间伐强度增加而显著降低(P<0.05),LIT、MIT和HIT处理样地总碳储量依次为173.85、161.12、121.73 t/hm²。乔木层和土壤层碳储量之和占比超过90.00%,表明乔木层和土壤层是巨大的碳库,且间伐短期降低生态系统总碳储量。【结论】间伐后短期内杉木人工林乔木层、凋落物层和土壤层碳储量随着间伐强度的增加而下降,而灌木层和草本层的碳储量则随着间伐强度的增加而增加,表明间伐3年后试验林地还处于恢复期,杉木人工林间伐短期内会降低生态系统总碳储量。研究结果可部分解释间伐后短期内杉木人工林生态系统各组分碳储量的分布格局,并为研究区的人工林碳汇增加和可持续经营提供科学依据。     

间伐对马尾松人工林土壤酶活性的影响

以南京溧水林场25年生马尾松(Pinus massoniana)林为对象,对6年前实施了弱度(25％)、中度(45％)、强度(65％)间伐的各处理样地土壤酶活性进行了调查.结果表明:间伐对土壤酶活性有一定的提升作用,但不同间伐强度对土壤酶的提升效果不同.弱度间伐在10月和12月对土壤蔗糖酶活性提升效果最明显,在12月对碱性磷酸酶活性提升效果最明显,其余以中度间伐的提升效果较为明显.对25年生马尾松人工林而言,中度间伐可提高林地土壤酶活性,促进马尾松对林地养分的利用.     

间伐对光皮桦人工林生长及土壤化学性质的影响

以广西国有雅长林场13 a生光皮桦为研究对象,设置不同强度间伐试验(对照:未间伐,弱度间伐:16.9%,中度间伐:26.4%,强度间伐:46.2%),探讨间伐5 a后光皮桦人工林生长及土壤理化性质变化.结果显示:抚育间伐能够显著促进光皮桦胸径和单株材积增长,改善林分径级结构.与对照相比,不同间伐强度下林分平均胸径分别增加了3.8%、5.0%、7.5%,单株材积分别增加了1.1%、1.5%、2.2%.但间伐显著降低了光皮桦林分蓄积量,且对林分树高生长无显著影响;显著降低了光皮桦林土壤全磷、全钾、速效磷和速效钾含量,但土壤中全氮含量随间伐强度的增大有所增加,土壤铵态氮含量略有下降,但影响不显著.不同间伐强度作用下,0～40 cm土层土壤中土壤酶活性表现出先增加后减小的趋势.中度间伐(26.4%)既有利于提高土壤理化性质、酶活性,促进林分生长,又可以对光照、土壤等进行合理有效利用,是最适合光皮桦人工林抚育的间伐强度.     

秋茄中龄林和成熟林凋落物量及其动态特征

2010年5月—2011年4月,对福建九龙江口秋茄(Kandelia obovata)中龄林(24年生)和成熟林(48年生)凋落物的年凋落物量、组成及其动态特征进行研究.结果表明:秋茄中龄林和成熟林年凋落物量分别为13.02和10.08t/hm~2;各组分凋落物中,落叶量和落枝量占凋落物总量的比例为中龄林(65.74%,26.04%)成熟林(54.17%,20.43%),落花量和落果量则是成熟林(11.31%,14.09%)中龄林(5.84%,2.38%).秋茄中龄林的年凋落物量明显高于成熟林,是因为受林分密度和生长发育阶段影响:24年生秋茄林属中龄林,处于生长期,生长非常迅速,自疏现象比较明显,凋落物较多,导致其凋落物量高于成熟林;而48年生秋茄林属于成熟林,生长趋于稳定,凋落物反而较少.这说明秋茄林凋落物是一个巨大的养分贮存库,有助于维持红树林区的生物资源,提高河口生态系统的生产力.     

油松飞播林土壤质量评判及其调控

2000年在北京市延庆县王家堡飞播基地,对飞播造林密度为8000株/hm2的9年生油松林设置间伐处理,强度分别为30%(弱度)、48.75%(中度)、53.75%(强度)、77.13%(超强度)4个间伐强度及0%(对照).5年后,通过飞播油松与土庄绣线菊灌丛020 cm土壤理化性质、土壤酶活和土壤微生物横向比较,评价油松飞播植被恢复模式的优劣,并在此基础上,通过不同间伐强度油松林土壤质量的纵向比较,探讨间伐作为飞播油松可持续经营措施的可行性.结果表明:油松飞播林土壤物理性质、土壤养分、土壤酶活性和土壤微生物数量均低于土庄绣线菊灌丛,油松飞播林地土壤有逆向演替的潜在倾向.因此,及时对郁闭林分进行合适强度的间伐,有利于油松飞播林地可持续发展,对9年生初植密度8000株/hm2的油松幼林选择48.75%左右的间伐强度最优.土壤酶和土壤微生物较土壤理化性质对间伐响应敏感,土壤碱性磷酸酶、毛管持水量和放线菌可以作为油松飞播林地土壤质量评价的指标.     

间伐强度对杉木林下植物物种多样性和结构组成的影响

【目的】研究营林措施对杉木(Cunninghamia lanceolata)林下植被的多样性影响及其关键控制因素,从本质上解释人工林下植被变化的调控机制。【方法】以3种不同间伐强度(强度:74%,中度:50%和弱度:34%)的杉木人工林为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,重点探究间伐强度对林下植物物种丰富度和多样性的影响,以及林下植物物种组成与生境因子之间的关系及其重要控制因子。【结果】间伐8a后,杉木林下灌木层的物种丰富度和多样性没有发生明显变化,但间伐措施能明显改变灌木层的物种组成,这种效应在中度间伐和强度间伐的杉木林中表现尤为突出;间伐不仅能显著改变杉木林下草本层的物种丰富度和Whittakerβ多样性,而且也能明显改变草本层的物种组成,这种作用在强度间伐的杉木林中最强;冗余分析(RDA)结果揭示了土壤碳氮比和乔木胸高断面积是影响杉木林下灌木层物种变化的最主要因子,而影响林下草本层物种组成的最显著因子为土壤有机碳含量和乔木胸高断面积。【结论】间伐措施,特别是高强度的间伐措施能显著改变灌木层的物种组成,以及草本层的多样性和物种组成,可能对杉木人工林的生态过程和林木生长产生一定影响。     

不同发育阶段杉木人工林凋落物及不同组分持水特性的比较

为揭示不同发育阶段杉木人工林凋落物及不同组分的持水特性,选择福建三明莘口教学林场11年、22年和34年生杉木人工林为研究对象,对其凋落物的现存量、持水特性及对降雨的拦蓄能力进行分析测定.结果表明:杉木凋落物现存量表现为老龄林＞中龄林＞幼龄林,各林分凋落物现存量表现为叶凋落物占比例最大,花果占比例最小;最大吸水速率、最大持水率、最大拦蓄率和有效拦蓄率均表现为中龄林＞老龄林＞幼龄林,最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为老龄林＞中龄林＞幼龄林.凋落物不同组分中,幼龄林和成龄林最大持水率、最大吸水速率、最大拦蓄速率和有效拦蓄率均表现为叶最大,枝最小,中龄林表现为其它组分最大,叶次之;不同发育阶段杉木凋落物不同组分的最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为叶所占比例最大,花果最小.老龄林与中龄林和幼龄林相比,其凋落物现存量大具有较好的持水特性;凋落物中叶具有较大的拦蓄降雨能力.     

海南岛北部海岸木麻黄防护林凋落物量及养分归还动态

在固定样地采用凋落物收集器收集并定期回收凋落物的方法,研究了海南岛北部海岸木麻黄防护林2008—2009年的凋落物产量及N、P、K养分归还动态. 结果表明:（1）木麻黄林年凋落物量为5.9844t/hm2,其中小枝凋落物量在年凋落量中占有最大比例,为88.99%;其次是杂物,为6.63%;最小是皮+枝,为4.38%. 木麻黄林总凋落物量和小枝凋落物量的月变化格局十分相似,皮+枝、杂物凋落物量月动态变化则比较平缓.（2）小枝中N、P、K 3种主要养分年归还总量为94.69kg/hm2,其中N归还量在年归还量中占有最大比例,为78.86%;其次是K,为18.71%;最小是P,为2.43%. N归还量月动态与总凋落物量月动态变化极其相似,P、K归还量月动态则比较平缓.     

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林凋落物产量及其养分含量的影响

【目的】凋落物是森林净生产量的重要组分,探讨森林凋落物生产及其养分归还量对氮磷添加的响应,为亚热带常绿阔叶林可持续经营提供科学依据。【方法】选择安徽池州亚热带常绿阔叶林,包括甜槠(Castanopsis eyrei)老龄林和苦槠(C. sclerophylla)中龄林,开展氮磷添加试验,设置3个处理,即氮[N 100 kg /(hm²·a)]、氮+磷[N 100 kg /(hm²·a) +P 50 kg /(hm²·a)]和对照(CK,无氮磷添加)。采用凋落物收集框法,对林分凋落物生产量及其养分归还量进行了为期1年的监测(2017年5月至2018年4月)。【结果】N+P处理下,苦槠林和甜槠林总凋落物量最高值分别为9.502、7.120 t/(hm²·a);其次是N处理,分别为8.393、7.041 t/(hm²·a);CK林分分别为7.724和6.697 t/(hm²·a),氮磷添加提高了总凋落物量,但不同处理间没有显著差异。在N处理和对照条件下,两林分凋落物各组分所占比例由大到小顺序均为:落叶、落枝、碎屑、落花落果。但在N+P处理的苦槠林中由大到小依次为:落叶、落枝、落花落果、碎屑。N处理下,苦槠林和甜槠林凋落物年均氮含量分别为14.199和13.648 g/kg,N+P处理分别为13.863和13.650 g/kg,CK林分分别为13.384和13.094 g/kg。各处理下苦槠林和甜槠林凋落物年均磷含量由大到小顺序为N+P、CK、N处理。两林分凋落物的氮磷含量和年归还量不同处理间差异均不显著;不同处理间的苦槠林和甜槠林凋落物的氮磷比均无明显差异。【结论】氮沉降提高了苦槠和甜槠林凋落物产量,磷添加具有一定的增效作用,表明磷添加缓解了氮沉降引起的磷限制作用。