木麻黄人工林细根分解过程中的养分释放及能量归还

2005年1月到2006年1月在福建沿海惠安赤湖林场利用分解袋法对18 a生木麻黄人工林细根分解过程中营养元素的变化及养分归还进行了研究,结果表明:在分解过程中,C、Ca含量呈上升与下降交替进行的倒“S”型,且波动幅度越来越小,N、P的浓度总体呈现逐渐增加的趋势,K的浓度在分解前3个月急剧下降此后变化平缓,Mg则在分解过程中有升有降.木麻黄细根分解过程中养分浓度的变化与地上部分相似.分解一年之后,细根分解都表现为养分释放,K的损失率最高,达91.41%,其次是Mg和Ca,再次是C和N,P的损失百分率最低.18 a生木麻黄人工林每年通过细根枯死向土壤归还的N、P、K、Ca、Mg养分分别为4.911、-0.017、4.933、2.160、0.416 kg/hm2.木麻黄人工林细根年能量归还量、年能量净生产量、年细根能量归还比分别为33.4×106kJ/hm2、91.35×106kJ/hm2和36.56%,细根年能量分解损失量可达56.94%.     

神农架巴山冷杉林凋落物量养分归还及分解特征

【目的】掌握森林凋落物产量及组成的动态变化、凋落物养分归还量及凋落物分解特征,了解凋落物在森林生态系统养分循环中的作用。【方法】选择神农架巴山冷杉天然林和人工林,在样地内布置凋落物收集框和凋落物分解袋,通过1 a的连续观测,比较天然林和人工林凋落物产量及分解速率的差异。【结果】巴山冷杉天然林和人工林年凋落物总量分别为6 217.44和4 833.46 kg/hm²,天然林比人工林年凋落物总量高28.63%。凋落物中以落叶为主,天然林和人工林落叶产量分别占凋落物总量的55.24%和54.76%; 其次是落枝,分别占总量的22.18%和19.66%; 树皮及花果等其他组分含量相对较少,分别占总量的22.58%和25.58%。巴山冷杉林凋落模式为双峰型,分别在10月和次年6月具有明显高峰期,而在次年2月凋落量最小。天然林和人工林凋落物养分年归还量分别为77.84和54.47 kg/hm²,天然林比人工林凋落物年养分归还量高42.91%,5种大量元素年归还量大小顺序均为N＞K＞Ca＞P＞Mg。凋落物在初始阶段分解较快,天然林和人工林凋落物在最初2个月失重率分别达18.70%和11.35%。天然林和人工林凋落物分解常数分别为0.303和0.241,凋落物半衰期分别为1.70 a和2.57 a,而凋落物周转期分别为9.30 a和12.12 a。【结论】神农架巴山冷杉林凋落物产量较高,分解速率较慢,天然林凋落物对土壤的改良效果更好。     

不同密度马尾松人工林凋落物及养分归还量的年变化特征

在14年生的3种林分密度内,采用定期、定时、定点多样点收集器法,研究了林分凋落物及养分归还的年变化特征,结果表明:随着林分密度的增加,林分的年凋落物量为2 745.821~4 911.179 kg/(hm2.a);凋落物中养分的年归还量分别为:氮15.558~27.374 kg/(hm2.a)、磷1.437~2.900 kg/(hm2.a)、钾12.393~25.365 kg/(hm2.a)、钙10.850~22.056 kg/(hm2.a)、镁2.487~3.278 kg/(hm2.a)。凋落物及养分归还的季节动态变化趋势均为秋季最多,冬季以之夏季、春季最低,除镁外,各季节凋落物及养分归还量均随林分密度的增加而增加。     

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%).     

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。     

甘肃兴隆山不同演替阶段典型森林群落的凋落物动态

【目的】分析不同演替阶段典型森林群落凋落物的量、组成特征及月动态,了解兴隆山森林生态系统碳贮量和养分循环状况。【方法】采用凋落物收集器法,对甘肃兴隆山森林演替阶段的3种典型森林群落针阔混交林(山杨(Populus davidiana)-白桦(Betula platyphylla)-青杄(Picea wilosonii)林)和暗针叶林(青杄-灌木林和青杄-箭竹(Fargesia nitida)-苔藓林)的凋落物量、组分、月动态进行了观测与研究。【结果】3种典型森林群落年凋落物量5 534.48～7 951.25 kg/hm²,大小排序为:山杨-白桦-青杄林>青杄-灌木林>青杄-箭竹-苔藓林,针阔混交林高于暗针叶林; 凋落量随森林正向演替的进行而不断减少。山杨-白桦-青杄林中以叶(44.91%)、杂物(20.53%)、枝(15.86%)、果(14.74%)为主,青杄-灌木林中以叶(41.22%)、杂物(23.58%)、枝(18.53%)、果(13.32%)为主,青杄-箭竹-苔藓林中以叶(37.48%)、杂物(27.51%)、枝(22.35%)为主; 在叶凋落物中,针阔混交林以阔叶为主,暗针叶林则以针叶为主。3种典型森林群落凋落量动态模式均为双峰型,但最高峰和最低峰出现时期有所不同,针阔混交林最高峰在10月,最低峰在7月; 暗针叶林最高峰在4—5月,最低峰在8—9月。针叶凋落量动态模式呈双峰型,高峰期出现在4月和10月; 阔叶、杂物、枝、果和花凋落动态模式呈单峰型,阔叶最高峰在10月,杂物、枝和果在4—5月,花在5—6月; 树皮凋落动态无明显变化规律。【结论】森林演替对凋落量及其凋落物组成影响明显; 随森林由阳性落叶阔叶林向阴性针叶林方向演替,森林年凋落量逐渐变小; 阔叶凋落量所占比例逐渐减小,而针叶所占比例逐渐增加。     

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.     

楠木人工林凋落物的产量与月动态

报道了35 a生楠木(闽楠,Phoebe bournei(Hemsl.)Yang)人工林年凋落物量及月动态,结果显示:楠木人工林年凋落量为6 804.26 kg·hm-2,其中叶占大部分(63.11%),枝次之(11.59%),花果很少,而非目的树种枝叶和杂物共占22.14%;凋落物量年内变化大,4月份最大,与落叶量一...     

短枝木麻黄小枝衰老过程中K、Ca、Mg含量及其内吸收率季节动态

对福建东山赤山林场8龄短枝木麻黄纯林小枝衰老过程中K、Ca和Mg元素的含量及其内吸收率的季节动态进行研究.短枝木麻黄成熟小枝中元素含量大小顺序为CaKMg,而衰老小枝中元素含量大小顺序为CaMgK.随着小枝的衰老,K和Mg含量下降(Mg在冬季除外),而Ca含量显著上升.K的内吸收率达60%以上,Mg的内吸收率较低(在冬季累积),而Ca在不同季节累积达90%以上.K的内吸收率在夏、秋季要高于冬、春季;Mg的内吸收率在夏季达到最高值;而Ca的内吸收率在各个季节并无显著差异.成熟小枝中不同的元素含量与其内吸收率之间的关系不尽相同,其中K、Ca含量与其内吸收率不相关;Mg含量与其内吸收率存在显著正相关(r=0.811,p=0.001).小枝衰老过程中较高的K的内吸收率反映了K是木麻黄林生长的关键元素之一,高的K的内吸收率是其重要的营养保存策略之一.     

台湾桤木-扁穗牛鞭草复合模式下凋落物分解及其养分释放动态

采用凋落物分解袋法,对2种台湾桤木复合模式(A.台湾桤木-扁穗牛鞭草,B.台湾桤木-自然草)林地地上凋落物(叶、枝)、地下细根的分解及其养分释放动态进行了研究。结果表明:1经过1年的分解,凋落物叶分解最快,其次是细根(混合根),枝分解最慢,且3种凋落物干质量残留率均为A模式低于B模式,方差分析显示,扁穗牛鞭草的植入显著增加了凋落物枝和根的分解速率(P<0.05),而对凋落物叶分解速率影响不显著(P>0.05)。2凋落物初始木质素含量、m(C)/m(N)、m(木质素)/m(N)和m(木质素)/m(P)等与凋落物分解速率均呈显著的负相关关系(P<0.05,P<0.01);除B模式细根外N含量均与凋落物分解速率存在显著正相关关系(P<0.05)。3在凋落物叶、枝、根分解过程中,C、K元素呈现净释放状态,N元素动态呈现富集—释放规律,而P元素在凋落物叶分解过程中呈现快速净释放过程;扁穗牛鞭草的植入显著加快了3种凋落物中C(除凋落物叶)、N、P元素的释放(P<0.05)。     

东南滨海沙地主要造林树种的生物量与能量

应用GR-3500型氧弹式热值仪测定了福建省东山县赤山林场木麻黄林、厚荚相思林和湿地松林的能量现存量,结果表明:木麻黄林现存生物量为156.82 t/hm2,各组分热值(总能量与总生物量的比值)处于19.84～21.70 kJ/g,整个林分平均热值为20.26 kJ/g,能量现存量为3 177.95 GJ/hm2,干的能量最大占总量38.09%,果的能量最小占总量0.77%;厚荚相思林现存生物量为149.51 t/hm2,各组分干重热值为19.98～23.48 kJ/g,整个林分平均热值为20.59 kJ/g,能量现存量3 079.16 GJ/hm2,干的能量最大占总量57.67%,果的能量最小占总量3.06%;湿地松林现存生物量142.22 t/hm2,各组分干重热值处于20.53～21.54 kJ/g,整个林分平均热值为21.00 kJ/g,能量现存量为2 986.28 GJ/hm2,其中干的能量最大占总量35.08%,枯枝的最小.3树种林分具有较高的现存生物量、能量现存量、各组分热值和整体平均热值,体现出较高的太阳能利用率.可见从热值与生物量的角度看,木麻黄、厚荚相思和湿地松是海岸沙地造林的良好树种.     

两个杨树无性系中大量元素含量的年变化

研究了两个杨树无性系(I-69杨和I-72杨)各生物组分中大量元素年变化规律。结果表明:两个无性系的大量元素在其各生物组分中的含量相近,变化规律相似;两个杨树无性系营养元素氮、磷、钾、钙、镁均以叶中元素含量的年变化幅度最为明显,分别为82.6%、82.2%、84.7%、85.7%和88.7%;当年生小枝与2年生小枝积累大量元素的规律相似;各生物组分生长最旺盛的时期存在养分的“稀释效应”;氮、磷、钾的平均含量以叶中最大,钙、镁以当年生木质部最大。研究结果可为杨树人工林的营养管理和地力维护提供依据。     

海南桉林林下植被木本多样性的复合因子分析

 通过野外样方样地调查,在比较分析海南岛年降水量、土壤水分含量及土壤速效养分氮、磷、钾的基础上,试图寻找影响桉树林下植被木本多样性的关键因子.复合因子分析结果表明:在影响林下木本多样性主导因子的主成分分析中发现,年降水量成了木本多样性最主要因子即限制因子,第2因子为土壤水分含量,第3因子为土壤速效氮含量.研究结果还表明,在海南年降雨量小于1000 mm的干旱地区不宜发展速生桉树林.     

川南毛竹林生态系统养分动态分析

以目标产量和现实产量为基础,分别计算了川南毛竹林生态系统中N、P、K、Ca、Mg、Si等养分年亏 损量。结果显示：(1)当年采伐量为22.5 t/hm2时,6种元素的养分输出总量为216.78 kg/hm2,其中N为 93.13 kg/hm2、Si为57.61 kg/hm2、K为38.04 kg/hm2、Ca为11.39 kg/hm2、Mg为8.33 kg/hm2,P为8.28 kg/hm2,采伐时若将竹叶归还林地,养分年总输出量将减少73.3 kg/hm2;(2)在现有的经营强度下(即年均 采伐产量为9.0 t/hm2)时,6种养分亏损总量为：7.96 kg/hm2,各元素亏损率的排序为：Si(29.91 %)、P (27.19 %)、N(22.97 %)、Mg(8.51 %)、K(7.60 %);(3)结合各养分在土壤中贮量及其亏损状况分析表明, 川南毛竹林地施用P肥对提高毛竹产量的效果最直接,但补充K、Si、Mg等养分是防止毛竹林地力衰退、维 持毛竹林经营可持续性的必要措施和手段。     

肉桂幼林生物量与营养元素分布研究

在广西高峰林场界牌分场对林龄１～４ 年的肉桂幼林进行生物量及营养元素测定, 研究肉桂幼林的生物量和营养元素 （Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ） 在各器官中的分布。结果表明, 肉桂幼林生物量随林龄的增大而逐渐积累,４ 年生肉桂幼林生物量达到１６ ３６１．４ ｋｇ／ｈｍ ２,其中经济生物量为９ ２８４．５ ｋｇ／ｈｍ ２·ａ, 平均林分净生产量为４ ０９０．４ ｋｇ／ｈｍ ２·ａ; 林龄增加, 树叶、树枝、树干的组成比例增加, 树根和干皮则呈下降趋势; 各器官的营养元素含量以Ｎ最高, 其次是Ｋ 和Ｃａ, Ｐ和Ｍｇ 最低; 各营养元素贮量在树叶最高, 树干最小; ８５％ 以上营养元素集中在树叶、树枝、干皮和树根中。     

不同分解程度木麻黄凋落物的养分特征及微生物功能多样性分析

【目的】通过了解木麻黄凋落物分解过程中的养分变化以及微生物碳源的利用特征,明确凋落物微生物多样性与养分之间的关系。【方法】在海南省海口市桂林洋海滨选取10~15年生木麻黄林,按照“S”形五点取样法,分别采集0~5 cm、≥5~10 cm、≥10~15 cm 等3种不同分解程度的凋落物样品,测定其理化性质,并利用Biolog微孔板法测定凋落物外生菌和内生菌的群落功能多样性,对其进行主成分PCA分析和冗余RDA分析。【结果】①凋落物的分解程度越高,其有机碳、全氮、全磷含量越低。②不同分解程度木麻黄凋落物中外生菌和内生菌功能多样性差异显著,外生菌平均颜色变化率(AWCD)随分解程度增加而增大,而内生菌AWCD则降低。③凋落物分解程度越高,外生菌的Shannon、Simpson指数明显升高,McIntosh指数无显著差异;内生菌的Shannon、Simpson指数也随之增加,而McIntosh指数则明显降低。④外生菌和内生菌对6大类碳源利用强度存在差异,优势碳源分别为糖类和多聚物,分解后期胺类和酚类的利用率均有提高。⑤主成分PCA分析表明,不同分解程度的凋落物外生菌和内生菌对31种碳源的利用均有显著差异;RDA分析表明,碳、氮含量与凋落物外生菌微生物功能多样性指数呈最大相关。【结论】木麻黄凋落物分解程度越大,外生菌碳代谢强度和多样性越高,而内生菌碳代谢强度越低,其多样性越高;凋落物的氮、碳含量是影响凋落物微生物功能多样性的主要因素。因此,外生菌和内生菌在木麻黄凋落物的分解中发挥着不同的作用。     

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.