不同石漠化治理模式下群落的植物组成及多样性

【目的】了解不同石漠化治理模式下,群落物种组成及多样性的恢复格局和过程。【方法】通过2种树种(顶果木、降香黄檀)、3种治理模式(顶果木纯林、降香黄檀纯林、顶果木×降香黄檀混交林)的造林试验和群落生态调查,研究不同石漠化治理模式下群落的物种组成、重要值及多样性演变规律。【结果】经过4年的恢复,3种不同治理模式下灌木层和草本层的物种组成发生显著变化,特别是优势种和共优势种。一些入侵植物如鬼针草、小飞蓬、酢浆草、飞机草、土牛膝、胜红蓟等的数量有所增加,特别是鬼针草,其重要值(10.35~36.32)分别是灌丛(4.44)的2.33~8.18倍。与灌丛(对照)比较,3种不同治理模式群落的植物物种丰富度没有显著差异,但植物多样性指数和均匀度指数存在显著差异。【结论】2种豆科植物和3种治理模式具有相近的治理效果,但混交林治理模式对植物多样性指数和均匀度指数的作用相对较优。在岩溶退耕地和灌丛地实施人工造林可以加速植被的恢复和重建,短期内显著改变群落的物种组成和结构,但在一定程度上存在着外来植物入侵风险。     

不同石漠化治理模式的造林保存率及幼林生长分析

【目的】了解不同石漠化治理模式对林分造林成活率、保存率及幼林生长的影响。【方法】通过两种树种(顶果木Acrocarpus fraxinifolius、降香黄檀Dalbergia odorifera)、3种治理模式(顶果木纯林、降香黄檀纯林、顶果木×降香黄檀混交林)的造林试验,研究不同石漠化治理模式下林分造林成活率、保存率和幼林生长表现及适应机制。【结果】不同树种和不同治理模式林分的造林成活率和保存率存在一定的差异:纯林中,降香黄檀的平均成活率较高(93%~96%),顶果木的较低(81%~87%);混交有利于提高成活率和保存率。不同治理模式林分的平均胸径和平均树高均随着年龄的增加而增加,顶果木纯林的年平均胸径和年平均树高生长量(1.73cm和1.87m)显著高于降香黄檀纯林(1.26cm和1.33m);混交林中,顶果木的年平均胸径和年平均树高生长量分别是1.81cm和2.07m,高于纯林;降香黄檀的年平均胸径和年平均树高生长量相应为1.15cm和1.39m,胸径稍低于纯林,而树高稍高于纯林。【结论】顶果木和降香黄檀均能适应石漠化生境,顶果木的生长表现优于降香黄檀,混交可以提高林分的造林成活率、保存率及生长量。     

岩溶石漠化不同修复林分林下植被和植物多样性的变化

为阐明岩溶石漠化不同修复林分林下植被和植物多样性特征及其变化规律,选择2011年营造的顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)纯林、降香黄檀(Dalbergia odorifera)纯林和顶果木×降香黄檀混交林以及灌丛为研究对象,设置固定监测样地,基于2013年、2015年、2019年、2021年的4...     

岩溶石漠化不同修复林分的早期生长动态分析

为阐明岩溶石漠化不同修复林分的早期生长动态特征及变化规律,选择2011年营造的顶果木(Acro-carpus fraxinifolius)纯林(PAFP)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)纯林(PDOP)和顶果木×降香黄檀混交林(MADP)为研究对象,设置固定监测样地,基于2013年、2015年、20...     

巨尾桉萌芽林引入降香黄檀后的土壤化学性质变化

通过桉树二代萌芽林补植降香黄檀后林地N,P养分、酶活性及酚类物质含量的关系,分析土壤化学性质的变化.结果表明:1)桉树纯林林间和根区土壤N含量与混交林均存在显著差异,尤其是纯林桉树根区比混交林的N含量高87.7%,而P含量差异不明显;2)桉树纯林林间土壤脲酶活性是混交林的2.2倍,酸性磷酸酶活性以混交林为高.在根区土中,磷酸酶活性与脲酶的变化趋势相同,即混交林桉树根区显著低于桉树纯林桉树根区、混交林降香黄檀根区;3)桉树纯林根区土壤总酚和复合酚含量均比混交林桉树和降香黄檀根区高,林间土水溶酚含量低于混交林.降香黄檀根区土壤的水溶酚含量极显著高于两个林分的桉树根区,差异幅度达到32.40%,43.86%;4)两个林分桉树根区土N/P无显著差异,但纯林林间土比混交林高238.8%;土壤N/P与P含量存在极显著关系,与酸性磷酸酶活性显著负相关,而与酚类含量关系不显著;水溶酚与复合酚为极显著负相关关系.     

广西喀斯特地区植物根际土壤解磷菌筛选及促生效应研究

【目的】广西喀斯特石漠化地区水土流失和植被退化严重,土壤有效磷含量低是限制植被修复的因素之一,筛选乡土高效解磷菌株,可以加快修复石漠化生态环境。【方法】通过调查筛选石漠化地区常见植物根际土壤解磷菌,检测解磷菌株解磷能力,并将优良菌株培养后接种至顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)幼苗根际土壤,检测解磷菌对植物的促生效应。【结果】石漠化地区土壤中解磷微生物丰富,共筛选出20株解有机磷菌和24株解无机磷菌,分别属于11个类群,其中,假单胞菌属(Pseudomonas)为石漠化植物根际土壤解磷菌的优势类群。解有机磷菌解磷能力为35.4～79.2μg/mL,解无机磷菌解磷能力为112～253.2μg/mL。接种解磷菌剂对顶果木生长和养分吸收具有显著促进作用,植株地上生物量比对照增加14.5%～30.5%,根系生物量比对照增加27.6%～45.7%。接种IP-HLG1和IP-CTM11处理的植株氮、磷含量显著高于对照处理,分别比对照处理高9.3%、19.7%和24.6%、20.3%。与对照处理相比,接种菌剂处理土壤有效磷含量增加了34.5%～69.1%,IPHLG1和IP-CTM11处理增加显著。【结论】石漠化土壤中解磷菌以假单胞菌属为优势类群,筛选的解磷菌株IP-HLG1和IP-CTM11对顶果木幼苗生长具有显著促进效应,对石漠化土壤磷元素活化能力较强,可作为研发微生物肥料的潜在功能菌株。     

常见绿化树种对土壤碳氮垂直分布及有机碳储量的影响

【目的】调查常见绿化树种各立地土壤层次有机碳含量、全氮含量及有机碳储量等相关指标,分析树种差异对城市森林土壤碳氮垂直分布及有机碳储量的影响,为城市绿化树种的选择提供基础数据。【方法】以邻近农田相关指标为对照,测定分析了水杉、香樟、重阳木纯林下各土壤层次的有机碳含量、全氮含量及有机碳储量。【结果】①不同绿化树种纯林立地土壤有机碳、全氮含量存在一定差异,其变化范围分别为7.28～10.78、1.03～1.43 g/kg,均为重阳木林地土壤的含量最高; 各纯林土壤C/N的波动范围为4.78～9.56,水杉与重阳木之间差异显著。②各绿化树种纯林0～60 cm土壤有机碳储量变化范围在60.54～89.61 t/hm²之间,大小顺序为:重阳木>香樟>水杉。③试验地土壤有机碳含量与全氮含量之间存在显著或极显著的正相关关系。土壤有机碳、全氮含量主要与黏粒百分含量呈显著或极显著的正相关,与土壤密度呈显著或极显著的负相关。④造林后第7年森林土壤有机碳、全氮含量与有机碳储量均显著减少,各树种土壤C/N变化明显。其中,香樟、重阳木林地更接近于农田。【结论】在农田转为林地初期,土壤有机碳含量、全氮含量、有机碳储量均有不同程度减少,而落叶阔叶树种重阳木较其他绿化树种更有利于土壤有机碳恢复及固持。     

珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响

阐明珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响是精准评估人工林碳源/汇性质和提升人工林质量的重要基础。本研究以6年生的桉树纯林(EP)、桉树×红锥混交林(MEC)、桉树×望天树混交林(MEP)为对象,探讨珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响及作用机制。结果表明,EP、MEC、MEP的生态系统生物量和碳储量分别是135.78,154.75,155.24t/hm~2和197.89,225.45,227.37t/hm~2。方差分析表明,珍贵乡土树种红锥和望天树与桉树混交显著提高了人工林生态系统的生物量和碳储量,混交林生态系统生物量比纯林提高13.97%—14.33%,而碳储量比纯林提高13.93%—14.89%。说明红锥和望天树与桉树混交属于促进(Facilitation)或竞争减弱(Competitive reduction)的种间相互作用关系,种间竞争小于种内竞争,资源的有效性和利用率提高,因而促进林分生态系统生物量和碳储量的提高。红锥和望天树与桉树混交可以实现桉树木材生产与其他生态服务的平衡,是一种较好的经营模式。     

岩溶石漠化不同修复林分的生物量和生产力及其动态变化

为阐明岩溶石漠化不同修复林分的生物量和生产力特征及其动态变化规律，选择2011年营造的顶果木Acrocarpus fraxinifolius纯林(PAFP)、降香黄檀Dalbergia odorifera纯林(PDOP)和顶果木×降香黄檀混交林(MADP)为研究对象，设置固定监测样地，基于2013年、2015年、2019年和2021年的4次林分生物量测定，研究3种修复林分生物量、定期平均净生产力的特征及动态变化。结果表明：(1) 3种修复林分生物量均随年龄的增加而显著增加；不同林分、不同树种各器官生物量的变化规律类似，但不同器官生物量的变化规律有所不同。(2) 3种林分在2013-2021年的林分定期年平均净生产力以PDOP最高(8.68 t/hm²),PAFP最低(2.36 t/hm²)，MADP (5.09 t/hm²)介于两者之间；3种修复林分在2015-2019年、2019-2021年和2013-2021年的林分定期平均净生产力均存在显著差异,PDOP显著高于MADP和PAFP，MADP显著高于PAFP(P<0.05)；采用豆科固氮树种修复10 a的林分净生产力达到甚至超过了岩溶顶极、次顶极森林乔木层的净生产力，PAFP、MADP和PDOP在2019-2021年平均净生产力比2015-2019年分别提高53.65%、113.32%和38.36%，实现了岩溶石漠化生态系统生产力的快速修复和提升。(3) PAFP林分树叶的年平均净生产力非常低，仅为0.08 t/hm²，分别占PDOP (0.62 t/hm²)的12.90%和MADP (0.30 t/hm²)的26.67%,这是随着时间推移PAFP逐渐衰退的重要原因。     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。     

巨尾桉与几种阔叶树和针叶树碳储量的比较研究

【目的】研究广西北海市巨尾桉（Eucalyptus grandis×E．urophylla）、红锥（Castanopsis hystrix）、海南蒲桃（Szygium cumini）、香梓楠（Michelia hedyosperma）、闽楠（Michelia macclurei）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）的冠幅、生物量和碳储量情况,为该地区建立人工林优势树种选择提供科学依据。【方法】对两年生的巨尾桉、红锥、海南蒲桃、香梓楠、闽楠、杉木、马尾松进行常规的群落调查,采用收获法收集各树种的根、茎、叶、枝,通过实验手段测定其生物量、含碳率、碳储量。【结果】巨尾桉冠幅为其他树种的1．7～8．6倍,高度为3．1～6倍,基径为1．6～3．6倍;巨尾桉生物量高达17．2t·hm^2,其次海南蒲桃为3．6t·hm^2,其余树种生物量较低;巨尾桉含碳率在所有树种中居于中间水平,碳储量为其他树种的6～30倍。【结论】在同龄树种中,巨尾桉的固碳能力较强,可作为人工林生态固碳的优选树种。     

喀斯特季节性雨林优势种群生态位特征及其对石漠化地区植被修复的启示

[目的]研究北热带喀斯特季节性雨林优势木本植物种群生态位特征,了解群落内各种群对资源的利用状况及生态适应性,为生物多样性保护及退化生态系统的植被恢复提供参考。[方法]在对弄岗15 hm²北热带喀斯特季节性雨林进行样方划分及植被调查的基础上,以375个20 m×20 m的样方作为不同的资源位,以各样方物种重要值作为生态位计测的状态指标,运用Levins和Pianka公式计算、分析样地内30个优势种群的生态位宽度和生态位重叠度。[结果]生态位宽度较大的种群为苹婆、广西牡荆、茎花山柚、假玉桂和日本五月茶等,生态位宽度分别为207.04,195.01,176.88,142.05和126.23;生态位宽度较小的是三角车、肥牛树、对叶榕、米扬噎和中国无忧花等,分别为37.95,35.79,33.83,25.87和15.76;重要值排序靠前的闭花木、蚬木、海南椴和劲直刺桐的生态位宽度居于中间位置,生态位宽度为107.54,77.54,113.48,95.12。生态位重叠值等于1的种对有0对;生态位重叠值大于或等于0.5、小于1的种对有20对,占总种对数的4.6%,生态位重叠值大于0小于0.5的种对有401对,占92.2%;生态位重叠度等于0的种对有14对,占种对数3.2%。[结论]喀斯特季节性雨林中适应性强、分布范围广的种群,生态位宽度较大,且绝大部分种对的生态位重叠度较小。苹婆、金丝李和茎花山柚等生态位宽度比较大,资源利用和环境适应能力较强、而且兼具生态和经济价值,在岩溶石漠化地区进行植被恢复时应作为优先考虑物种。要建立完整的石漠化地区植被恢复参照系统,应在不同岩溶气候带建立不同演替阶段的天然植被监测样地,分析其环境条件、群落结构及种间关系等。在针对某个地区某个恢复阶段进行植被恢复设计时,应参照该地区这个恢复阶段的天然群落,选择生态位宽度大的物种作为先锋种,选择生态位重叠度较小的物种作为伴生种。     

基于亚米级卫星数据的典型喀斯特小流域石漠化空间格局与演变特征

【目的】阐明石漠化演变的过程和机制,为下一步石漠化综合治理的方向和重点提供科学依据。【方法】选取契合喀斯特地区景观特点的亚米级卫星数据,使用指数分类法提取2003年和2013年研究区不同等级石漠化信息,对研究区石漠化空间格局和演变特征进行分析。【结果】指数分类法分类精度评价结果显示,Kappa系数大于0.8,且野外验证精度为85%,说明解译结果可信。2003—2013年,研究区石漠化面积从96.55km~2减少至88.97km~2,石漠化面积呈现减少的趋势,总体减少速率为0.76km~2/a;无明显石漠化增加速率最大,为20.11km~2/a,轻度和中度石漠化演变速率为-0.23km~2/a和-0.02km~2/a。虽然不同等级石漠化面积之间均有转化,但是向无明显石漠化转移的面积(7.65km~2)大于向强度石漠化转移的面积(3.04km~2)。演变方向上,石漠化轻度改善的面积最大为10.56km~2。【结论】研究区整体的石漠化状况有所好转,总体上石漠化治理取得一定的成效,但是轻度恶化的面积(6.08km~2)也不容忽视,需要对石漠化治理工程效果进行巩固。     

不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响

【目的】深入探讨不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响,为从应对全球气候变化的视角确定合理轮伐期提供理论依据。【方法】以轮伐期为短(7a)、中(13a)和长周期(21a)的巨尾桉人工林为研究对象,通过对不同轮伐期桉树林分生物量、碳固存、年平均固碳量的分析,揭示不同轮伐期对桉树林分碳固存的影响。【结果】巨尾桉人工林的生物量碳随着轮伐期的延长而逐渐增加,由7a轮伐期的(75.81±5.12)t·C/hm~2增至13a轮伐期的(180.11±19.97)t·C/hm~2以及21a轮伐期的(192.08±16.50)t·C/hm~2,方差分析表明,13a和21a轮伐期的总生物量碳显著高于7a轮伐期,而13a和21a轮伐期之间的差异不显著。巨尾桉人工林土壤有机碳随轮伐期延长而显著降低,由7a轮伐期的(89.99±0.35)t·C/hm~2、13a轮伐期的(85.42±0.76)t·C/hm~2下降到21a轮伐期的(74.64±0.24)t·C/hm~2。7~13a仍是巨尾桉人工林固碳能力迅速增长期,年平均总生物量碳由7a时的10.78t·C/(hm~2·a)迅速提高到13a的19.54t·C/(hm~2·a),增长81%;21a时巨尾桉人工林进入固碳能力下降期,年平均总生物量碳降至3.78t·C/(hm~2·a),固碳能力只是13a的19.34%。【结论】在南亚热带,巨尾桉人工林的最佳轮伐期确定在13a左右较为适宜,这与经济效益的最大化一致。     

近30年广西喀斯特地区石漠化时空演变

【目的】开展广西喀斯特地区石漠化时空演变特征分析,为广西开展石漠化生态恢复重建和综合治理提供科学参考依据。【方法】利用美国Thematic Mapper(TM)和国产环境减灾卫星HJ遥感数据,结合实地调查采样数据,在分析石漠化遥感光谱特征的基础上,以植被覆盖状况作为石漠化评价指标,采用框式分类方法对广西1988时相、2002时相、2007时相、2015时相4个时相石漠化状况进行等级制图并分析其时空演变。【结果】2002时相广西石漠化面积最大,1988时相次之,2015时相最小。近30年来,广西石漠化面积呈先增加后减少的变化趋势,即1988—2002年呈增加趋势,2002—2015年呈逐渐减少趋势,石漠化程度得到控制。其中,1988时相,广西的喀斯特地区中部石漠化比较严重;2002时相,中部石漠化得到改善,西部加重;2007时相,西部石漠化得到改善,中东部加重;2015时相,全区石漠化得到全面的改善,呈现重度转中度、中度转轻度、轻度转潜在石漠化的良好态势。【结论】植被覆盖是衡量石漠化程度的有效标志,TM和HJ数据可较好的监测大范围石漠化时空演变。     

南宁七坡林场尾巨桉人工林生物量的初步研究

【目的】为科学、可持续地经营桉树（Eucalyptus）人工林以及评价桉树人工林在区域碳循环中的地位、作用和生态效益提供有效的依据。【方法】采用平均标准木法和收获法对南宁七坡林场的尾巨桉（Eucalyptus urophylla×E．grandis）及其林下植被的生物量进行调查。【结果】在尾巨桉人工林中,各层次生物量呈现乔木层〉灌木层〉草本层,其中尾巨桉生物量最大,处于主导地位;尾巨桉各器官生物量的大小顺序为树干（64．38％）〉根（24．29％）〉树皮（5．97％）〉老枝（2．25％）〉嫩枝（1．56％）〉老叶（1．32％）〉嫩叶（0．20％）。【结论】尾巨桉的生物量主要集中在树干上,叶的生物量最少。     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。