不同林龄长白落叶松人工林分土壤碳氮磷化学计量特征

研究长白落叶松人工林土壤化学性质随林分年龄的变化规律.以临江林业局桦树林场33、42与50 a 3个不同林分年龄的长白落叶松人工林为研究对象,以空间代替时间的方法,测定这3个林分3个不同土层深度(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm)土壤化学因子(有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P))及其化学计量比,探讨其随林龄的变化规律.结果表明:3个林龄有机碳与全氮含量随林龄的增加而增加,而全磷含量恰恰相反;在垂直分布上,随着土层深度的增加,有机碳、全氮、全磷含量逐渐减少.林龄对C∶P和N∶P的影响显著,并在50 a达到最大,而C∶N在不同林龄下无显著差异.林龄42 a与50 a的长白落叶松土壤P元素含量与33 a相比显著降低,较低的C∶P表明磷有效性高.42 a与50 a土壤C∶P高于我国平均值61,不利于林分从土壤中吸收磷酸盐,进而影响正常生长发育.因此,应在研究地区的落叶松人工林速生阶段适当补充磷肥,以保证林分正常生长发育,促进土壤良性发育.     

无患子初果期人工林土壤和叶片C、N、P化学计量特征

【目的】了解无患子无性系人工林初果期C、N、P化学计量差异及其养分元素间相互作用。【方法】以福建省建宁县无患子无性系媛华人工林为研究对象,选择其初果期具有代表性的地段,分别设置3块20 m×10 m样地,测定了土壤(有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷、有效钾、碱解氮)和叶片(碳、氮、磷、钾)养分含量,并计算土壤和叶片的碳、氮、磷元素计量比(记为C/N、C/P、N/P),分析处于初果期的无患子人工林土壤和叶片养分含量及化学计量特征。【结果】无患子无性系媛华人工林土壤有机碳、全氮、全钾、有效磷含量在初果期随林龄增大而增加,土壤全磷变化不明显且含量较低(0.36 g/kg);土壤C/N随林龄增加逐步减小,而C/P和N/P有一定增加趋势;叶片碳和磷含量随林龄增加而逐渐增大,氮含量逐渐降低,钾含量无显著变化,其人工林叶片C/N有一定程度升高,C/P和N/P随林龄增加出现逐渐降低的趋势。此外,无患子人工林土壤有机碳和全氮含量具有显著正相关;无患子叶片碳与氮之间呈负相关,但碳与磷、钾呈正相关。同时,无患子无性系人工林叶片C含量与土壤有机碳含量在0~20和≥40~60 cm的土层呈显著正相关,在≥20~40 cm的土层中呈极显著正相关;叶片磷P含量与土壤有机碳含量在0~20 cm呈极显著正相关,在≥20~40和≥40~60 cm的土层中呈显著正相关;N/P与土壤有机碳含量在0~20 和≥40~60 cm呈极显著负相关,在≥20~40 cm土层中呈显著负相关。【结论】在无患子人工林初果期,土壤养分主要受P的限制,因此,苗木定植后的结果初期,可适当增加磷肥的投入。     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

祁连山中部不同植被类型土壤生态化学计量特征研究

为揭示祁连山中部天涝池流域不同植被类型对土壤碳、氮、磷生态化学计量特征的影响,以天涝池流域青海云杉、祁连圆柏、亚高山灌丛和干草原4种植被土壤为研究对象,探究土壤w(有机碳)、w(全氮)、w(全磷)及其生态化学计量特征.结果表明, 4种植被w(有机碳)、w(全氮)、w(全磷)均随土层深度增加而减小. 0～50 cm土壤中, w(有机碳)表现为青海云杉祁连圆柏亚高山灌丛干草原; w(全氮)表现为青海云杉亚高山灌丛祁连圆柏干草原; w(全磷)表现为亚高山灌丛祁连圆柏青海云杉干草原;土壤w(C)∶w(N)表现为青海云杉祁连圆柏亚高山灌丛干草原.土壤w(C)∶w(P)和w(N)∶w(P)受植被类型的影响,表现为青海云杉祁连圆柏亚高山灌丛干草原.亚高山灌丛、干草原和祁连圆柏土壤均w(N)∶w(P)10,受N限制,青海云杉土壤w (N)∶w (P)=10～20,受N和P共同限制;土壤碳、氮、磷之间相互影响,土壤有机碳和全氮的变化规律一致,土壤w(C)∶w(P)和w(N)∶w(P)随着土壤w(含水)和土壤w(砂粒)升高呈上升趋势,随容重增大呈下降趋势.     

南水北调水源区不同植被恢复模式的土壤化学计量特征

【目的】探究南水北调中线工程水源区内岩溶地貌背景下，不同植被恢复模式土壤养分与化学计量特征，评价南方岩溶连片分布区北缘林地生境土壤养分供给状况，以期为南水北调中线工程水源涵养区林分经营管理、退化生态系统恢复重建和石漠化治理提供理论依据。【方法】以河南淅川县岩溶区栓皮栎天然次生林、侧柏人工林和杉木人工林下土壤为研究对象，通过室内实验对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行测定，并计算土壤各元素的化学计量比，分析不同恢复模式林地生境土壤养分变异状况。【结果】岩溶区不同植被恢复模式下土壤SOC、TN、TP含量分别为10.23～28.99、0.89～2.42、0.43～0.77 g/kg;土壤碳氮质量比(C∶N)、碳磷质量比(C∶P)、氮磷质量比(N∶P)均值分别为10.41～11.89、13.69～80.00、0.18～6.61。土壤养分含量与化学计量比受植被类型与土层深度的影响，表现为表层土壤(0～10 cm)高于下层土壤(>10～20 cm、>20～30 cm)。除TP含量外，两种植被恢复模式土壤...     

野生马缨杜鹃林土壤化学计量特征

以贵州百里杜鹃国家森林公园内野生马缨杜鹃(Rhododendron delavayi)林下的土壤为研究对象,通过测定不同土层中土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等养分含量,计算其化学计量比,分析不同土层中土壤养分含量与化学计量特征的变化规律。结果表明:随着土层深度的增加,SOC、TN和TP含量均表现出递减趋势,pH值表现出升高趋势,TK含量则表现为先升高后降低;不同土层深度土壤的化学计量比为C∶P C∶N C∶K N∶P N∶K P∶K,0～10 cm的土壤层C∶P、N∶P、C∶K、N∶K与其他土壤层均差异显著,10～20 cm土壤层的C∶P、C∶K与其他土壤层均差异显著。TK、pH与其他指标均为负相关关系,其中pH与C∶P、N∶P、C∶K、N∶K为极显著负相关关系。聚类分析发现TP和TN是区分各土层差异的主要组分。     

三峡库区库首森林生态系统植物叶片碳氮磷化学计量特征研究

【目的】森林是三峡库区重要的生态屏障,研究该地区森林生态系统化学计量特征可深入了解生态系统的养分循环、限制作用以及稳定机制。【方法】通过对三峡库区库首森林生态系统的7个站点进行典型取样,研究了包括乔木、灌木和草本30种植物的107个样品叶片中碳(C)、氮(N)和磷(P)的化学计量学特征。【结果】三峡库区库首森林生态系统植物叶片中有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)的含量变化范围分别为352.0～506.3、8.3～48.6和0.5～2.5 mg/g,平均值为450.2、18.6和1.2 mg/g; 叶片C/N、C/P和N/P的变化范围为7.6～56.5、158.8～799.3和7.3～40.2,平均值为28.6、450.4和16.9。不同生活型植物叶片的养分组成存在显著差异,乔木叶片的有机碳含量要明显高于灌木和草本,而草本植物的叶片全氮和全磷的含量要明显高于乔木和灌木; 落叶乔木叶片的全氮、全磷含量及N/P的值要明显高于常绿乔木,但有机碳含量及C/N和C/P的值则相反。不同生活型植物有机碳与全氮(磷)含量的相互关系也存在差异,草本植物叶片有机碳与全氮(磷)含量存在极显著负相关,乔木叶片有机碳与全氮含量呈显著的负相关,但与全磷含量不相关,灌木叶片有机碳与全氮(磷)含量不相关; 不同生活型植物叶片全氮和全磷含量均存在极显著正相关。【结论】三峡库区库首森林生态系统植物叶片有机碳含量处于中等水平,而全氮和全磷含量相对较低,磷缺乏是限制该区植被生产力的关键元素。     

不同林地清理和培肥措施对桉树人工林植物多样性的影响

【目的】探讨不同林地清理方式下不同培肥措施对植物多样性的作用规律,为桉树人工林的可持续经营提供理论依据。【方法】基于两种不同林地清理(火烧清理和人工清理)和3种不同培肥措施(加炭C、加氮N和套种绿肥)处理试验,比较研究不同林地清理和培肥措施的独立和交互作用对桉树人工林下植物多样性的影响。【结果】火烧清理和人工清理4年后,火烧清理林地的物种丰富度显著低于人工清理林地(P0.001);两种清理方式下加C、加N和套种绿肥均明显改变植物群落的组成和结构,但优势种保持不变,均为蔓生莠竹、弓果黍、小花露籽草和五节芒(套种绿肥中的小花露籽草除外),显著降低植物多样性指数(包括Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数);两种清理方式各处理林下植物功能群谱完全相同,均表现为禾草植物木本植物蕨类植物藤本植物杂草植物入侵植物;两因素方差分析表明,火烧清理和人工清理条件下,加C、加N、套种绿肥处理均极显著影响林下植物多样性指数,林地清理方式与不同处理的交互作用也对林下植物多样性指数产生极显著的影响。【结论】火烧和人工清理林地及加C、加N、套种绿肥等培肥措施对林下植物多样性存在显著影响。从维护生物多样性的视角出发,在桉树人工林的经营中应尽量减少加C、加N和套种绿肥等培肥措施的应用。     

广西不同林龄和区域马尾松人工林的土壤C、N、P化学计量特征

为探明广西马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,揭示马尾松人工林土壤养分平衡机理及其时空动态变化,为马尾松人工林可持续经营提供理论依据,研究以广西4个典型区域马尾松人工林为对象,采用空间代替时间的方法,比较不同区域各林龄土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)...     

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。     

南亚热带马尾松人工林近自然恢复过程中林下木本植物生态位动态

为了解广西南亚热带近自然恢复过程中马尾松Pinus massoniana人工林林下主要木本植物的生态位动态变化特征,以“空间代替时间”的方法,在群落学调查的基础上采用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数对马尾松人工林亚乔木层和灌木层木本植物种群生态位进行定量分析。结果表明：（1）马尾松中龄林亚乔木层的山乌桕Sapium discolor、灌木层的鹅掌柴Schefflera heptaphylla,成熟林亚乔木层的狭基润楠Machilus attenuata、灌木层的三桠苦Evodia lepta,以及过熟林亚乔木层的鹅掌柴、灌木层的纽子果Ardisia palysticta生态位宽度较大,在各自群落中属于优势种群;（2）重要值越大的物种通常生态位宽度越大,但是二者之间的排序并不完全相同,生态位宽度与生态位重叠之间无显著的正相关关系;（3）随着马尾松人工林从中龄林到成熟林到过熟林近自然恢复的进行,亚乔木层物种间生态位分化程度增加,生态位重叠程度逐渐下降,灌木层物种受到可利用资源和自身生物学特性的限制,物种间生态位分化不明显,生态位重叠程度增加,马尾松人工林群落中亚乔木层较灌木层有更高的稳定性。     

广西不同气候条件下马尾松人工林木本植物组成及多样性特征

马尾松Pinus massoniana人工林广泛分布于我国南部,为了理解马尾松人工林在不同气候条件下的响应特点和分布特征,以中国广西中亚热带、南亚热带和北热带不同气候条件下马尾松人工林的幼龄林、中龄林和过熟林阶段为研究对象,比较分析不同气候条件下马尾松人工林木本植物物种组成及多样性特征。结果表明:(1)所研究的7个林分类型中,共记录到木本植物229种,隶属56科127属,随着中亚热带气候条件向北热带气候条件过渡,马尾松人工林林下热带分布物种占比增大,温带分布树种逐渐减少;(2)在幼龄林阶段,与南亚热带气候条件相比,中亚热带气候条件下马尾松人工林林下灌木层及木本群落整体的物种丰富度相对较高,在中龄林阶段和过熟林阶段,北热带气候条件下马尾松人工林林下木本群落物种丰富度和物种多样性最高,但优势种集中性较低;(3)在幼龄林阶段,南亚热带与北热带气候条件马尾松人工林林下物种差异性最大,在中龄林阶段,中亚热带与北热带气候条件马尾松人工林林下物种相似程度最高。气候条件变化对林下乔木层建群种有着明显影响,而且由于生境条件差异,不同气候条件下物种构成明显不同,在幼龄林阶段不同气候条件对林下木本群落影响最大。     

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。     

广西马尾松人工林林下木本植物径级结构特征

为了解广西马尾松Pinus massoniana人工林林下木本植物的径级结构特征,采用样地调查法对马尾松人工林林下木本植物进行每木调查,分析不同林龄、不同造林密度和不同气候条件的林下木本植物径级结构。结果表明：（1）不同林龄马尾松人工林林下木本植物径级结构皆有不同,随着近自然恢复的进行,阔叶树密度、径级和木本植物个体之间分化程度呈先减小后增大的趋势,过熟林林下木本植物个体生长分化程度最高;（2）两种造林密度中,高密度林林下木本植物株数更多,胸径分化程度更大,生境多样性更高;（3）在不同气候条件下,随着纬度的降低,马尾松人工林中龄林和过熟林林下木本植物的平均胸径增大,且生长分化程度变低。初步研究发现,马尾松人工林随着近自然恢复的进行具有演替为地带性顶极群落的趋势。相对较大的造林密度有利于马尾松人工纯林林下木本植物生长,不同气候条件对马尾松人工林林下木本植物的径级结构有着明显影响,水热条件相对更丰富的北热带气候林下木本植物生长更好且个体分化程度更低。     

不同更新方式巨尾桉林下植物群落变化及其环境解释

【目的】了解不同更新方式巨尾桉（Eucalytus grandis×E.urophylla）人工林下植物群落的变化规律。【方法】采用典范对应分析（CCA）,定量评价巨尾桉人工林下植物分布与更新方式和环境因子之间的关系。【结果】更新后5年,群落草本层和灌木层的物种丰富度均为植苗林〉萌芽林〉采伐迹地;草本层植物的ShannonWiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数以植苗林为最高,采伐迹地次之,萌芽林最小;灌木层的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数则以萌芽林为最高,植苗林次之,采伐迹地最小;方差分析结果表明,萌芽林与植苗林草本层植物之间的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数存在显著差异（P〈0.05）,采伐迹地的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数明显低于萌芽林（P〈0.05）,其余均无显著差异。3种群落的物种组成存在显著差异,冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向、速效磷对灌木层物种分布格局有重要的影响,4个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间灌木层物种组成变异的90%以上;冠层透光系数、坡向、总氮/总磷、速效氮/速效磷、土壤孔隙度对草本层物种分布格局有重要影响,5个环境因子的叠加效应总共解释了3种群落之间草本层物种组成变异的86%。【结论】微生境的变化导致了不同更新方式巨尾桉人工林下植物组成的变化;适度干扰（不炼山、不施除草剂、带状整地、带状抚育）有利于林下植物多样性的维持。     

全球桉树人工林发展面临的困境与对策

桉树人工林是世界人工林的重要组成部分,在木材供给和应对气候变化等方面扮演着越来越重要的角色。世界热带亚热带地区的国家都在大力发展桉树人工林,使全球桉树人工林的面积呈现不断增加的趋势,近15年来全球桉树人工林面积年平均增长110万hm~2。面对可利用林地资源的限制、立地条件的制约、气候变化的胁迫、社会对林产品需求的变化,以及社会舆论博弈的影响,世界桉树人工林必将在营林制度、经营策略和经营途径方面发生深刻变化和重大调整。营林制度上由短周期纯林连作的林分经营转变为短中长周期循环混交轮作的景观经营,经营策略上从注重桉树造林面积扩张转变为人工林单产和生态系统服务的全面提升,经营途径上更加重视多目标森林生态系统可持续经营将成为未来桉树人工林发展的主流趋势。然而,在由单一的木材经营转变为多目标森林生态系统可持续经营过程中,桉树人工林仍将保持以木材生产为主导功能的发展格局,这是桉树人工林的比较优势和特点决定的。但有效权衡和协同桉树木材生产主导功能与其他生态服务功能是今后经营的方向。     

广西不同气候条件马尾松人工林林下木本植物的生活型与叶相差异

为了解不同气候条件下马尾松（Pinus massoniana）人工林林下木本植物群落的结构和发展趋势,以派阳山林场（北热带）、镇龙林场（南亚热带）和华山林场（中亚热带）三地的马尾松人工林幼龄林、中龄林和过熟林为研究对象,分析其林下木本植物生活型与叶相变化规律。研究表明,广西不同气候条件下的马尾松人工林林下木本植物生活型均以中、小高位芽为主,大高位芽、矮高位芽和藤本高位芽占比较低;中型叶、单叶、全缘叶占比较大,叶质以革质、纸质叶为主,渐尖叶为主要叶尖类型。总体来看,植物生活型在不同气候条件之间存在差异,大、中、小高位芽植物占比随年均气温的升高而上升,矮高位芽和藤本高位芽植物占比下降。植物的叶相组成在不同气候条件下存在差异,随着气候条件变化,中型叶和渐尖叶的占比随年均气温的升高而上升,革质叶的占比随之下降。