马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的影响

探讨马尾松(Pinus massoniana)纯林改造成马尾松×红锥(Castanopsis hystrix)异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应,为马尾松人工林质量的精准提升提供理论依据。以60 a生的马尾松纯林和改造后的异龄混交林为对象,比较分析纯林和异龄混交林土壤微生物群落结构和功能差异,以及土壤微生物类群与土壤酶活性和土壤性质的相关性。两种林分土壤磷脂脂肪酸(PLFAs)含量均大于0.01 nmol·g-1的标记种类为27种,其中25种PLFAs标记含量均为纯林高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落、细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的PLFAs均显著或极显著高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落的PLFAs多样性均高于异龄混交林,其中土壤PLFAs丰富度和均匀度指数差异不显著,而香农威纳指数、Simpson指数差异显著;马尾松纯林改造为异龄混交林后,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶活性均呈现不同程度的降低,而土壤酸性磷酸酶和脲酶活性增加;相关分析表明,不同土壤微生物类群均与β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶呈正相关,与酸性磷酸酶和脲酶呈负相关;与土壤有机质、有效钾呈极显著正相关,而与土壤含水量、土壤微生物生物量氮呈显著负相关。马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应不明显,异龄混交林结构简单,物种多样性少,土壤有机质低,以及雨季土壤含水量过高是其土壤微生物群落多样性和土壤酶活性低于纯林的主要原因。     

去除和添加凋落物对马尾松×红锥混交林土壤呼吸的影响

为探讨凋落物输入量改变对马尾松×红锥混交林碳排放的影响,以马尾松×红锥异龄混交林为研究对象,通过添加和去除凋落物人为地改变碳输入,研究凋落物处理方式对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)去除凋落物可降低土壤湿度、提高土壤温度,而添加凋落物则提高土壤湿度、降低土壤温度。去除凋落物使土壤年均呼吸速率显著降低27.88%,而添加凋落物则使土壤年均呼吸速率显著增加34.02%。(2)去除凋落物能降低四季的土壤呼吸累积排放量,而添加凋落物则提高四季的土壤呼吸累积排放量。对照、去除和添加凋落物的土壤呼吸的年累积排放量(以C计)分别为(9.51±0.12) t·hm~(-2)、(6.88±0.21) t·hm~(-2)和(12.70±0.53) t·hm~(-2),可见去除凋落物使土壤呼吸年累积排放量降低27.66%,而添加凋落物使土壤呼吸年累积排放量提高33.54%。(3)不同凋落物处理方式下土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著相关,土壤温度解释了土壤呼吸速率变异程度的74.26%～94.28%。去除凋落物增加了土壤呼吸温度敏感性系数Q10值,而添加凋落物则降低Q10值。凋落物处理方式对马尾松×红锥异龄混交林土壤呼吸产生了显著影响,证明凋落物对于改变森林生态系统土壤呼吸和碳循环具有重要作用。     

南亚热带马尾松×红锥混交林红锥的天然更新及环境解释

为揭示影响南亚热带马尾松×红锥混交林下红锥天然更新的关键环境因子,本研究以1983年造林的马尾松×红锥人工林为对象,选取3个研究样地,设置50个2 m×2 m的调查样方,对红锥更新苗、土壤理化性质、林分结构与光环境等展开调查。结果表明,不同样地红锥天然更新密度为(132 353±7 050)～(174 219±15580)株·hm~(-2)。5个高度级红锥更新苗密度差异显著,Ⅰ级最大,Ⅴ级最小,密度随高度级增加而递减。相关分析表明,土壤全磷含量对Ⅰ、Ⅴ级的红锥更新苗有明显的正效应,而对Ⅱ、Ⅲ级更新苗有明显的负效应;红锥Ⅰ级苗与土壤pH值呈极显著正相关;近地层透光系数与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级苗木密度呈负相关,与Ⅴ级呈正相关;林分上层平均叶倾角、近地层叶面积指数则与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级苗木密度呈正相关,与Ⅴ级呈负相关。研究所选择的25个林分结构与土壤环境因子组合对红锥天然更新分布格局的变异解释率达到66.01%,解释效果显著(F=2.022 9,P=0.027)。土壤全磷含量、土壤pH值、海拔高度、林分上层平均叶倾角、近地层叶面积指数、近地层透光系数等6个因子是影响南亚热带红锥天然更新分布格局的关键因子。     

大瑶山国家级自然保护区中山针阔混交林的植物多样性

【目的】阐明中山针阔混交林群落的物种多样性形成机理、分异规律及维持机制。【方法】在全面踏查的基础上,通过建立12块20m×20m的调查样地,研究中山针阔混交林的植物群落组成、植物多样性及分异规律。【结果】银杉混交林共有植物56科76属94种,长苞铁杉混交林共有植物51科78属103种,广东五针松混交林有30科43属66种,小叶罗汉松混交林有29科38属49种。银杉混交林的针阔叶树优势种分别是银杉(Cathaya argyrophylla,重要值IV为34.86)、长苞铁杉(Tsuga longibracteata,47.70)、五列木(Pentaphylax euryoides,27.69)、信宜杜鹃(Rhododendron faithiae,18.07);长苞铁杉混交林相应为长苞铁杉(63.44)、五列木(51.03)、马蹄荷(Exbucklandia populnea,13.24);广东五针松混交林为广东五针松(Pinus kwangtungensis,43.19)、五列木(59.09)、大头茶(Polyspora axillaris,44.49)、马蹄荷(26.10);小叶罗汉松混交林为小叶罗汉松(Podocarpus wangii,58.22)、福建柏(Fokienia hodginsii,32.89),南华杜鹃(Rhododendron simiarum,66.31)。中山区4种混交林中乔木层的物种丰富度没有显著差异(P0.05),而灌木层和草本层的物种丰富度存在显著差异(P0.05),乔木层和灌木层的植物多样性指数无显著差异(P0.05);长苞铁杉混交林中草本层的物种多样性指数显著高于广东五针松混交林(P0.05);其它类型间差异不显著(P0.05)。【结论】中山区特殊的气候和土壤条件是针阔混交林形成的主要原因,而作为优势种的针阔叶树种的生态生物学特性是维持中山区针阔混交林物种多样性的关键。     

桉树高代次连栽对林下植物、土壤肥力和酶活性的影响

深入研究桉树高代次连栽对林下植物、土壤肥力和酶活性的影响,对科学了解桉树人工林的生态环境压力,防范外来植物入侵风险和土壤质量退化,保持桉树人工林的可持续高质量发展具有重要意义。本研究采用空间代替时间的方法,以桉树低代次(第1～2代)、中代次(第3～4代)和高代次(第5～6代)连栽林分为对象,比较研究桉树高代次连栽对林下植物、土壤肥力和酶活性的影响。随着连栽代数的增加,林下植物种类和功能群组成均发生显著变化,低代次林分林下以乡土木本植物红背山麻杆、木姜子和白背桐为优势种,乡土木本植物功能群的重要值占67.46%;在中代次林分中,以乡土草本植物小花露籽草和蔓生莠竹占绝对优势,乡土草本植物功能群的重要值占78.69%;进入高连栽代数,则以入侵植物鬼针草、飞机草和阔叶丰花草占优势,入侵植物功能群的重要值占86.25%。研究发现,中、高代次连栽林分的土壤有机质、全氮、全钾、全磷、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾等8种肥力指标及土壤酚氧化酶、过氧化物酶、酸性磷酸酶、脲酶、β-1,4-葡糖苷酶、N-乙酰-β氨基葡糖苷酶等6种酶活性显著下降。相关分析表明,桉树人工林林下植物多样性与8个土壤肥力指标和5种酶活性(土壤酸性磷酸酶除外)指标呈极显著的正相关关系(P0.01);除土壤酸性磷酸酶外,酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶、β-1,4-葡糖苷酶和N-乙酰-β-氨基葡糖苷酶均与土壤肥力指标呈极显著的正相关关系(P0.01)。桉树高代次连栽导致林下乡土植物种类和功能群组成的显著改变,引起土壤肥力和酶活性降低,导致严重的外来植物入侵。     

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。     

不同遮阴强度对猕猴桃“桂海4号”光合特性及果实品质的影响

以中华猕猴桃“桂海4号”（Actinidia chinensis Planch cv．Guihaia 4）为研究对象,采用LI-6400便携式光合测定系统测定不同程度（0,40％和60％）遮阴对其光合、荧光特性和果实品质的影响。结果表明,与全光照相比,40％和60％的遮阴强度显著降低了猕猴桃的光饱和速率（Amax）、表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和暗呼吸速率（Rd）（P〈0．05）,对其水分利用效率（WUE）和叶绿素含量（Chlcontent）均无显著影响（P〉0．05）,但是潜在水分利用效率（WUEi）随着遮阴强度的增加而增加。猕猴桃的初始荧光（Fo）、可变荧光（Fv）、最大荧光（Fm）和PSⅡ最大光能转换效率（Fv/Fm）在全光照和不同遮阴处理间无显著差异（P〉0．05）,表明一定程度的遮刚对其Fo、Fc、Fm、Fv／Fm,无明显影响,但是与全光照相比,40％的遮阴强度显著降低了PSⅡ光能捕获效率（Fc／Fm）、PSⅡ电子传递量子效率（PhiPS2）和光化学猝灭系数（gP）,而60％遮阴强度其F＇v／Fm、PhiPS2和qP与全光照下的无显著差异（P〉0．05）。全光照和遮阴条件下猕猴桃光合和荧光参数相关关系存在明显差异,表明猕猴桃“桂海4号”随着环境条件中光照的改变其光合器官进行了一定的调整,使其适应变化了的环境条件。遮阴对猕猴桃“桂海4号”的果实外观无显著影响,但是却显著影响了其果实品质,40％遮阴强度显著降低其维C、含量、总糖、可溶性固体物和酸含量。     

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。     

豆科植物对石漠化土地生物碳固持能力的影响

【目的】评估豆科植物功能群在恢复石漠化土地生态功能(如碳固持)中的速率及效果。【方法】以豆科植物顶果木Acrocarpus fraxinifolius、降香黄檀Dalbergia odorifera为驱动种实施再造林,对顶果木纯林、降香黄檀纯林、顶果木×降香黄檀混交林和对照(自然恢复的灌丛)进行系列取样调查,研究不同恢复类型群落的生物量、碳储量和碳固持速率。【结果】顶果木纯林、降香黄檀纯林和顶果木×降香黄檀混交林群落的生物量、碳储量和碳固持速率均显著高于对照,高出灌丛8倍以上;在3种恢复模式中,以顶果木纯林的生物量、碳储量和碳固持速率最高,降香黄檀纯林最低,顶果木×降香黄檀混交林居二者之间;方差分析结果表明,3种恢复模式的生物量、碳储量和碳固持速率与对照存在显著差异,但3种恢复类型间差异不显著。【结论】应用豆科植物功能群恢复石漠化土地的生物碳固持能力可以取得快速、高效和显著的效果,建议推广应用。     

除草剂对桉树×降香黄檀混交林下植物功能群的影响

【目的】了解在炼山和非炼山条件下草甘膦除草剂的应用对桉树×降香黄檀混交林下植物功能群的影响。【方法】通过炼山+除草剂、不炼山+除草剂和对照(不炼山不施除草剂)的控制性试验,研究林下植物群落组成、植物功能群对除草剂的响应及分异规律。【结果】与对照比较,除草剂施用1年后,林下植物群落有很高的相似性(Jaccard相似性指数0.7),但群落的恒有种特别是稀有种数量存在较大差异。不炼山+除草剂处理的恒有种分别比炼山+除草剂、对照处理的高37.50%和57.14%,而稀有种则由2种分别增至24种和7种。这一结果说明炼山+除草剂条件有利于稀有种的发育,而不炼山+除草剂条件则有利于恒有种的发展。炼山+除草剂处理增加禾草和豆科植物功能群的丰富度,不炼山+除草剂处理降低藤本和木本植物功能群的丰富度,但只有木本植物丰富度的差异达显著水平。炼山+除草剂处理降低杂草、禾草和豆科植物功能群的相对多度和相对盖度,显著降低蕨类植物的相对多度和相对盖度;不炼山+除草剂处理显著降低木本植物的相对盖度。【结论】低浓度、低频率的除草剂(草甘膦)应用对林下植物功能群的影响是初期和短期的。