江西省茶叶主产地茶园土壤生态化学计量特征

为了探讨茶园土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征及其对环境因子的响应,在江西省茶叶主产县不同海拔、种植年限的茶园采集0~20 cm土壤样品,用于测定土壤SOC、TN、TP含量并计算化学计量比。结果表明：(1)茶园土壤SOC、TN含量均值分别为13.84 g/kg、1.37 g/kg,均高于全国土壤平均水平,达到Ⅰ级茶园肥力指标,而土壤TP含量均值为0.47 g/kg,低于全国土壤平均水平,达到Ⅱ级茶园肥力指标。(2)土壤C：N、C：P、N：P均值分别为10.97、32.61、3.49,均低于全国土壤平均水平,表明茶园土壤P具有较高的有效性,而土壤N相对缺乏。(3)随着海拔的增加,土壤SOC含量、C：N、C：P均表现出先减少后增加的趋势,土壤TN含量、TP含量、N：P则变化规律不明显。(4)随着种植年限的增加,土壤SOC含量、TN含量、C：P均表现出增加的趋势,土壤N：P呈现先增加后减少的趋势,土壤C：N呈现先减少后增加的趋势,而土壤TP含量变化规律不明显。建议在茶园经营过程中适当施加氮肥以维持氮磷元素平衡。     

不同林龄云南松人工林土壤腐殖质的组成分析

为了解不同林龄阶段人工林土壤腐殖质化学组成和结构特征的差异,以云南松人工纯林为研究对象,利用土壤化学分组及傅里叶变换红外光谱等研究手段,对土壤胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的结构特征进行分析.结果表明,随着造林时间增加,土壤p H呈下降趋势,造林年限增加27年,土壤p H下降0.6个单位.幼林阶段土壤C,C/H高于中龄林和成熟林阶段,而土壤N,H,C/N随造林年限增加变化不大.各林龄阶段表层土壤C,N,C/N,C/H普遍高于表层以下土壤.红外光谱分析表明,云南松人工林土壤HA和FA具有相似的化学结构及官能团组成,主要含有酚羟基、芳香基、脂族烃基、羧基等基团.从造林年限变化趋势看,从幼林到成熟林阶段,土壤表层HA中小分子糖类物质减少,芳香类物质增加,说明造林年限增加土壤HA结构变得复杂.土壤FA随造林年限的变化特征与HA相似,但其表层(0~20 cm)土壤中羧基含量增加十分明显,说明表土羧酸类物质有随林龄增加的趋势,这可能是引起造林后期土壤p H下降的原因之一.从剖面深度看,随土层增加,土壤HA和FA中小分子糖类物质呈降低趋势,而芳香类物质含量增加,说明人工林深层土壤腐殖质的化学稳定性高于表土层.     

南亚热带马尾松人工林根系生物量分布格局

运用空间代替时间的方法,选取广西南亚热带4种不同林龄马尾松人工林为研究对象,研究其根系生物量空间分布格局,进而为探究马尾松人工林生长过程中的物质循环和养分流动,以及评价马尾松人工林生长状态提供参考。结果表明:(1)在0～60 cm的3个土壤层中,根系大部分集中在0～40 cm的土壤层中,分别为幼龄林(88.6%)、中龄林(92.56%)、成熟林(93.67%)、过熟林(86.24%)。其中在0～20 cm深的土壤层中根系生物量最大,在20～60 cm土壤层中,由成熟林(0.34 t/hm~2)到过熟林(1.08 t/hm~2)的过程根系生物量增幅最大。(2)4种林分不同径级根系分布格局有所不同,在幼龄林和中龄林中,细根(0～2 mm)与小根(2～5 mm)的占比较大,其所占比例之和分别为87.43%和79.32%,而根系径级越大所占比例越小;而在成熟林和过熟林中,中根(5～10 mm)与粗根(10 mm)生物量占比相较于幼龄林和中龄林开始增大,中根生物量在由成熟林(0.75 t/hm~2)到过熟林(1.94 t/hm~2)的过程中增幅最大,粗根生物量在由中龄林(0.32 t/hm~2)到成熟林(2.72 t/hm~2)的过程中增幅最大。总体来看,根系总生物量随林龄的增加呈逐渐增大的趋势。根系生物量随着土壤深度的加深呈逐渐减少的趋势。方差分析表明,土壤深度对根系生物量的影响极显著(F=13.903,P0.01),林龄对根系生物量的影响不显著(F=1.530,P=0.226)。     

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.     

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。     

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。     

广西不同林龄马尾松人工林林下木本植物种间联结动态

为了解广西不同林龄马尾松(Pinus massoniana)人工林林下主要木本植物间相互作用的变化规律,以空间代替时间的方法,在群落调查的基础上采用多物种间的总体关联显著性检验、x²统计量分析和Spearman秩相关检验对广西不同林龄马尾松人工林亚乔木层和灌木层木本植物种群进行种间联结分析。结果表明：(1)不同林龄阶段亚乔木层物种间的总体关联性均呈不显著正联结,从中林龄到成熟林再到过熟林,灌木层物种间的总体关联性变化趋势为不显著负联结→不显著正联结→不显著正联结;(2)随着林龄的增长,林下主要木本植物正联结种对比例增加,种间关系逐渐趋于正联结,群落稳定性逐渐增加,向顶级群落方向演替;(3)马尾松人工林林下主要木本植物中大多数种对间的相关性并不显著,物种间的关系较为松散,种对间的关联性较弱,所研究的马尾松人工林仍处于不稳定的演替阶段。充分利用种间关系研究的结果对马尾松人工林群落进行科学维护,可以加速马尾松人工林群落的恢复。     

广西不同林龄马尾松人工林土壤碳储量动态变化

为了解不同林龄马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳储量的动态变化,选取广西横县镇龙林场不同林龄（幼龄林、中龄林、成熟林、过熟林）的马尾松人工林为研究对象,对林地土壤有机碳含量及土壤碳储量的变化特征进行研究,并探讨其影响因素。研究表明,随着林龄递增,各土层土壤有机碳含量及土壤碳储量总体表现为增加趋势,且不同林龄的同一土层之间均差异显著。不同林龄0—60 cm土层土壤有机碳含量表现为过熟林（16.82±0.23）g/kg > 成熟林（13.47±0.14）g/kg > 中龄林（10.91±0.38）g/kg > 幼龄林（10.74±0.14）g/kg,且差异显著（P<0.05）。不同林龄0—60 cm土层土壤碳储量表现为过熟林（104.92±18.08）t/hm²>成熟林（100.52±1.18）t/hm² > 中龄林（80.25±5.34）t/hm² > 幼龄林（80.23±4.54）t/hm²,且差异显著（P<0.05）。各林龄土壤有机碳含量、土壤碳储量主要集中在0—20 cm土层,并随土层深度的增加而递减,表现为土壤碳表聚现象,表层（0—20 cm）土壤碳储量所占比例均明显高于其他土层,表明不同林龄主要影响马尾松人工林土壤表层的碳含量;不同林龄土壤有机碳含量、土壤碳储量与乔木、灌木层Shannon-Wiener指数、物种丰富度、凋落物层现存量、总孔隙度、土壤含水量、土壤pH值均无显著相关关系（P>0.05）,与根系生物量呈极显著正相关关系（P<0.01）,与土壤容重呈极显著负相关关系（P<0.01）;群落总生物量、地上部分生物量均与表层（0-20 cm）土壤有机碳含量和土壤碳储量呈极显著正相关关系（P<0.01）,与20-40,40-60 cm土层土壤有机碳含量呈显著正相关关系（P<0.05）,而与后两个土层的土壤碳储量均无显著相关。该结果为研究土壤碳储量动态变化提供科学依据,有利于实现尾松人工林多目标可持续经营。     

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。     

白云岩喀斯特地区土壤养分及生态化学计量特征

针对白云岩喀斯特地区存在的脆弱生境与土地资源利用不合理的问题,在贵州省施秉县白垛乡典型白云岩喀斯特地区,选取水田、旱地、灌木林、草坡和有林地等5种生态系统为研究样地,测定各生态系统0～30 cm土层土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)平均含量。通过生态化学计量学方法,分析4种土壤养分的质量比特征。分析结果表明:研究区内5种生态系统土壤中的SOC、TN、TP和TK平均含量分别为9.27～51.23 g/kg、1.40～6.00 g/kg、0.13～0.78 g/kg和15.64～31.73 g/kg。m(C)∶m(N)、m(C)∶m(P)、m(C)∶m(K)、m(N)∶m(P)、m(N)∶m(K)和m(P)∶m(K)的值分别为6.36～10.01、21.68～337.83、0.41～3.28、3.42～46.13、0.06～0.33和0.01～0.05。SOC平均含量与各生态化学计量比间均呈正相关,TN平均含量与m(P)∶m(K)呈不显著负相关,与其他生态化学计量比呈显著或极显著正相关;TP平均含量与m(C)∶m(N)、m(C)∶m(K)、m(N)∶m(K)相关性不显著;TK平均含量与m(C)∶m(N)、m(C)∶m(P)、m(N)∶m(P)相关性不显著。     

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。     

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。     

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。     

炼山和套种绿肥对桉树人工林下植物和土壤C:N:P化学计量特征的影响

【目的】研究炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物和土壤C、N、P化学计量特征的影响,阐明炼山和套种绿肥条件下桉树人工林林下植物与土壤C、N、P的作用关系。【方法】在凭祥市热带林业实验中心青山试验场测定炼山和套种绿肥(山毛豆)处理下的桉树人工林林下植物与土壤C、N、P生态化学计量特征的变化规律。【结果】桉树人工林林下植物灌上(灌木层地上部分)有机碳、全氮含量最高,全磷含量最低;土壤有机碳和全氮含量随土壤层次的加深而递减,而土壤全磷则呈表层土的含量最高,随后减少再逐渐回升的趋势。炼山处理降低了林下植物中的有机碳、全氮含量,尤其是草上(草本层地上部分)和灌上(P0.05),却提高灌下(灌木层地下部分)的全磷含量(P0.05);炼山降低0～60cm土层的有机碳及全磷含量,降低0～10cm土层的全氮含量,提高10～60cm土层的全氮含量。套种绿肥后,林下植物有机碳含量降低,灌木层的全氮含量提高;显著降低草本层的全磷含量,而显著提高灌上的全磷含量;显著降低0～10cm的土壤有机碳及全磷含量(P0.05),小幅度降低0～10cm、10～20cm土层的全氮含量(P0.05)。炼山+套种绿肥处理,土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量显著提高,林下植物草上全氮和全磷含量显著增加(P0.05);与单一的炼山或套种绿肥处理恰好相反。炼山提高林下植物生态化学计量比值,却降低土壤生态化学计量比值;套种绿肥总体上提高林下植物的N∶P和C∶P,降低林下植物的C∶N和土壤生态化学计量比值;炼山+套种绿肥对土壤生态化学计量比影响显著,总体降低林下植物的生态化学计量比,尤其是草上及灌上组分(P0.05)。林下草本和灌木层植物的地上部分与土壤的生态化学计量比呈负相关关系。【结论】炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物与土壤C∶N∶P化学计量特征有显著影响,炼山+套种绿肥比单一处理的方式更有利于提高土壤表层0～10cm有机碳和全氮含量以及林下草本植物地上部分全氮和全磷含量。     

不同年龄阶段马尾松人工林土壤水分-物理性质

本研究以广西横县镇龙国有林场内的马尾松人工林为对象,旨在为马尾松林的合理经营提供科学理论依据。采用环刀法对4种不同种植年限马尾松林的土壤物理性质进行研究。结果发现,马尾松人工林土壤容重随林龄的增长呈减小的趋势,土壤饱和持水量、土壤毛管持水量和土壤渗透率随林龄的增长呈逐渐增加的趋势。土壤容重随土层深度的加深而增大,土壤孔隙度、土壤持水量以及土壤渗透速率随土层深度的加深而减小。总体上,马尾松人工林随着林龄的增长对土壤改善起到促进作用,且表层土壤处于较好状态,深层土壤改善效果逐渐增大。     

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。