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。     

江西省森林碳储量与碳密度研究

为探索和估算我国森林碳汇功能提供准确和可靠的基础数据,利用江西省森林资源二类清查资料,运用材积源生物量法对江西省森林碳储量和碳密度进行了研究。森林植被乔木层碳密度的特征为,全省不同森林类型碳密度由大到小依次为硬阔林、针阔混交林、毛竹林、国外松林、杉木林、软阔林、灌木林、马尾松林和经济林;乔木层碳密度随着林龄的增加而增大,随着人口密度的增加而降低。不同森林碳储量由大到小依次为杉木林、马尾松林、硬阔林、灌木林、经济林、毛竹林、针阔混交林、国外松林和软阔林,全省南部和中西部要高于中东部和北部。江西省森林总碳储量为1.5G t C,占全国森林总碳储量的5.33%。     

杨-桤混交林及其凋落物对土壤氮矿化的影响

【目的】研究含氮量中等的立地条件下杨-桤混交林相比于杨树纯林能否增加土壤养分,分析桤木是否为合适的固氮树种,探讨桤木与杨树营造混交林以缓解人工林连栽带来的土地肥力衰退问题。【方法】以苏北地区杨树人工纯林以及杨-桤(1∶1)混交林为研究对象,采用尼龙网袋法观察两种林分下凋落叶质量分解以及养分释放的过程,比较两种凋落物处理(去除凋落物与保留凋落物)对土壤全氮以及碱解氮含量的影响。采用树脂芯田间原位培养法,研究杨-桤混交林与杨树纯林两种林分在两种凋落物处理下,林地土壤氮年净矿化量的变化。【结果】营造杨-桤混交林显著提高了林地土壤全氮和碱解氮含量。杨树纯林凋落物分解时需从周围土壤中吸收更多氮素,且分解速率较慢。杨-桤混交林凋落物分解更快进入氮释放状态,因此去除凋落物后混交林土壤碱解氮显著减少。保留凋落物处理下,杨-桤混交林中每公顷土壤氮年净氨化量显著高于杨树纯林中的,去除凋落物后两者差异不显著。【结论】研究发现,桤木是杨树较合适的伴生树种,营造杨-桤混交林可以起到增加土壤全氮和碱解氮含量的作用,有助于缓解杨树纯林连栽带来的地力下降问题。混交林凋落物分解速率与氮素释放速率更快,有利于人工林生态系统氮循环。保留凋落物处理下,混交林中每公顷土壤氮年净氨化量显著高于杨树纯林的,而每公顷土壤氮年净硝化量没有显著差异,表明混交林凋落物分解释放的氮素主要促进土壤氨化过程,对土壤硝化过程影响较弱。     

Aboveground biomass and corresponding carbon sequestration ability of four major forest types in south China

We estimated aboveground biomass carbon (TABC) and net carbon accumulation rates (TNEP) for trees in four major forest types based on national forest inventory data collected in 1994-1998 and 1999-2003. The four types were Pinus massoniana forest, Cunninghamia lanceolata forest, hard broad-leaved evergreen forest and soft broad-leaved evergreen forest. We analyzed variations in TABC and TNEP for five stand ages (initiation, young, medium, mature and old). In both time periods, estimated TABC in all four forest types increased consistently with forest stand age and the oldest stage had the largest TABC compared with other stages. Broad-leaved forests (hard and soft) had higher TABC than needle-leaved forests (Pinus massoniana and Cunninghamia lanceolata) for each of the five age stages. The difference of TABC between broad-leaved and needle-leaved forests increased with forest stand age. Comparison of estimated TNEP by age category indicated TNEP increased from the initiation stage to the young stage, and then decreased from the mature stage to old stage in all four forest types. TNEP for any particular stage depended on the forest type; for instance, broad-leaved forests at both the mature and old stages had greater TNEP than in needle-leaved forests. A logistic curve was applied to fit the relationship between TABC and forest stand age. In each period, correlations in all four forest types were all statistically significant (P < 0.01) with R2 > 0.95. TABC was therefore predicted by these regression functions from 2000 to 2050 and the mean TNEP during the predicted period was estimated to be about 41.14, 31.53, 75.50 and 75.68 gCm-2a-1 in Pinus massoniana forest, Cunninghamia lanceolata forest, hard broad-leaved forest and soft broad-leaved forest, respectively. Results from both forest inventory and regression prediction suggest broad-leaved forests are greater carbon sinks, and hence have greater carbon sequestration ability especially in the mature and old stages when compared to needle-leaved forests. Broad-leaved forests should have high levels of carbon sequestration when compared with needle-leaved forests in south China.     

温州市森林生态系统碳储量研究

【目的】对浙江省温州市森林生态系统碳储量进行研究,摸清区域森林碳储量现状,为区域碳汇功能的评价提供基础数据。【方法】基于温州市2018年森林资源年度监测的马尾松林、其他松林、杉木林、柳杉林、柏木林、硬阔林、针叶混交林、阔叶混交林、针阔混交林、毛竹林等10种主要类型的森林资源监测数据,以及30个调查样地的实测数据,用平均生物量转换因子法计算不同森林类型的碳储量和碳密度,同时采用Pearson相关分析法对不同森林生态系统各组分之间有机碳储量进行相关性分析。【结果】2018年,温州市森林生态系统碳储量为81.70 Tg, 其中乔木层18.46 Tg,灌草层1.55 Tg,凋落物层1.02 Tg和土壤层60.67 Tg,分别占生态系统碳储量的22.60%、1.89%、1.25%和74.26%。温州市的森林生态系统碳密度为123.81 t/hm²,其中乔木层27.98 t/hm²,灌草层2.34 t/hm²,凋落物层1.54 t/hm²和土壤层91.95 t/hm²,土壤有机碳库为植被有机碳库的2.88倍。乔木层和土壤层有机碳储量是温州市森林生态系统的主要碳库,占全部森林生态系统有机碳储量的96.86%。乔木层碳密度最大的是柏木林,达到46.06 t/hm²;阔叶混交林碳密度最低,为20.50 t/hm²;土壤层中,碳密度最大的为柳杉林,达到136.97 t/hm²;最小的为其他松木林,为49.38 t/hm²。不同林分生态系统碳密度有一定差异,其中柳杉林碳密度最大(185.42 t/hm²),最低的是马尾松林(83.34 t/hm²)。各组分碳储量相关性分析表明,乔木层与凋落物层碳储量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤层碳储量与森林生态系统碳储量呈极显著相关关系 (P<0.01),说明土壤层对整个生态系统碳储量的贡献最大。其他各组分之间相关关系均达不到显著水平。【结论】温州市森林生态系统碳密度略高于浙江省平均水平,但是低于全国平均水平,因此可以通过合理的森林经营管理措施提高森林碳密度。     

模拟氮磷沉降和凋落物处理对两种林型红松林土壤有机碳组分的影响

【目的】阐明模拟氮(N)磷(P)沉降和凋落物处理对两种林型红松(Pinus koraiensis)林土壤有机碳(SOC)组分的影响,为该地区红松林的合理施肥提供参考。【方法】以黑龙江省伊春市带岭区凉水国家级自然保护区红松人工林与阔叶红松林为对象,每个林型设置3块20 m×30 m样地,每块样地间隔20 m,每块样地内布设12个样方,共计72个样方。每个样方实施两种处理：(1)凋落物处理：2017年10月进行该处理的去除(R)、添加(A)和原状(CK1)3个水平的试验,每个水平设定3个重复;(2)模拟氮磷沉降处理：2018年与2019年的5—10月,每月进行1次该处理的试验,分别使用(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂HPO₄作为氮源和磷源配置成不同质量浓度的液体肥,施肥量设置低剂量(L,N、P添加量均为5 g/m²)、中剂量(M,N添加量为15 g/m²,P添加量为10 g/m²)、高剂量(H,...     

基于无人机LiDAR的单木生物量估测

单木生物量是遥感反演大尺度森林生物量的基础,为提高森林单木生物量估测精度和效率,利用无人机LiDAR点云精确估算桉树、马尾松的单木生物量。首先通过优化算法,提取树高和冠幅,然后采用改进的凸包算法计算树冠面积与体积,把单木结构参数引入CAR模型,构建单木生物量估测模型,并与线性模型进行比较。结果表明：（1）桉树样地树高、冠幅相关性系数R2分别为0.92、0.72;马尾松样地相关性系数R2分别为0.94、0.78,算法提取的树木参数与实测数据相关性较好。（2）改进的CAR模型的精度优于线性模型,桉树和马尾松样地R2分别为0.821、0.830,RMSE分别为17.731、19.149 kg/株。（3）CAR模型引入冠幅面积、体积等树冠因子的生物量模型拟合度更好、精度更高,其中桉树、马尾松样地R2提高了0.102、0.115,RMSE下降了4.484、5.683 kg/株。利用无人机LiDAR数据提取单木结构参数进行生物量估测可取得很好拟合优度和精度。     

Measurement of ethylene and methane production in a temperate forest soil using inhibition of acetylene and carbon monoxide

We studied in the laboratory the effects of acetylene （C2H2） concentrations on the accumulation and consumption of ethylene and methane in a temperate pine forest soil, and in situ ethylene and methane production and flush effects of nitrogen sources on both productions in the pine forest stand （Pinus sylvestris L.）. The addition of C2H2 at concentrations more than 50 Pa C2H2 in the headspace caused a more than 95% reduction in rates of ethylene and methane consumption in forest soil compared to those with no C2H2. Furthermore, addition of acetylene within a range of 50 to 10, 000 Pa C2H2 induced a similar rate of methane accumulation in forest soil. Hence, it can be concluded that presence of more than 50 Pa C2H2 in the headspace is an effective method to measure methane production in forest soil. The addition of C2H2 at concentrations more than 50 Pa C2H2 induced an increasing concentration of ethylene in the headspace （P≤0.05）, indicating the reduction of acetylene to ethylene in forest soil. Using inhibition of 0.5 kPa C2H2 in combination with 5 kPa carbon monoxide that inhibits the reduction of acetylene in a short term, it was observed that there was a larger in situ methane production rate （218±26 μg C m^-2 h^-1（μg C per square meter per hour, the same below）） than in situ ethylene production rate （92±6 μg C m^-2 h^-1） in the pine forest soil. The addition of nitrogen sources such as urea, urea plus a nitrification inhibitor dicyandiamide, and potassium nitrate, could induce a 5-fold greater increase in rates of in situ ethylene and methane production compared to those in the control, particularly in the latter （P≤0.05）. The results can promote in situ measurement of ethylene and methane production in forest soils at different sites.     

广西马尾松遗传改良的问题与对策

回顾广西马尾松（ＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａＬａｍｂ）育种的历史和现状,针对当前马尾松遗传改良中普遍遇到的问题,提出马尾松育近期和中长期育种措施,认为马尾松在近,中期的育种逐渐从传统的用林材林为主的转向以纸浆和脂用林为主,建议在育种策略上的相应的准备和转变。     

杉木,马尾松,木荷纯林及其混交林的土壤养分状况

对中等立地上１５年生杉木、马尾松、木荷纯林及其混交林的土壤养分状况进行了研究。结果表明：土壤有机质、全氮、全钾、全钠、水解氮、速效钾、有效铜、有效锌、交换性锰含量为杉木＞马尾松＞木荷;土壤速效磷、全钙、全镁、有效铁含量为马尾松＞杉木＞木荷;而各林分土壤的ｐＨ值则无明显差异。合适的混交林可调节土壤大量营养元素及有效微量元素状况,改良土壤理化特性,促进林木丰产。     

深圳市不同建成区密度和植被类型下绿地土壤碳、氮、磷含量和细根生物量

在深圳市按建成区密度(体现人类活动干扰程度)递增梯度选取3个公园为采样地点, 每个采样地点选取草坪、乔木林和荔枝林3种植被类型采集土壤样品, 同时以远郊的梧桐山人工林为对照, 研究不同深度土壤碳、氮、磷含量和细根生物量。结果表明城区各植被类型土壤容重和pH值都显著高于远郊人工林, 并高出适合植物生长的范围。城区各植被类型土壤碳、氮含量及细根生物量都低于远郊人工林。城区土壤磷含量高于远郊人工林, 呈现明显的富磷化特征, 特别是荔枝林土壤的富磷化现象最严重。土壤碳、氮浓度与细根生物量三者之间显著正相关, 表明城市植物的生长受到土壤氮含量的限制。与此同时, 城市植物的细根周转和输入能够有效维持土壤有机质含量。研究表明, 城市绿地土壤碳、氮、磷含量和细根生物量受现有植被类型和建成区密度(人为干扰)的共同影响。在城市绿地建设中, 种植草坪可以较快地积累土壤表层碳和氮, 而荔枝林更有利于土壤深层碳和氮的积累, 同时, 对于城区乔木林应该减少枯枝落叶的清理以利于土壤碳、氮的积累。     

万木林主要森林群落特征及演替动态

选择闽北较有代表性的建瓯万木林自然保护区封禁保护达６００多年的中亚热带森林,包括常绿阔叶林,马尾松林及与万木林相连的七道村罗浮栲次生林作为研究对象,据群落中各组成成分的重要值对群落进行聚类分析、主成分分析及演替分析。     

广西南宁市天雹水库区马尾松树木年轮类聚与因子分析

使用SPSS统计学软件对亚热带季风区马尾松树轮序列进行T检验、系统类聚分析和因子分析,从中提取影响树木生长的生态环境信息,分析生态因子对树木生长的影响,为封山育林、自然保护和水土保持等提供科学依据.经分析,得出的结论有：对于亚热带季风区马尾松而言,光湿条件好的立地其生长量较大;阳坡的生长量优于半阴坡;郁闭度小、林份密度小的生长量较大.     

暖温带-亚热带过渡区鸡公山落叶栎林生态系统碳储量分布特征

在鸡公山天然落叶栎林中设置样地,调查分析了落叶栎林生态系统土壤碳密度和碳储量,测定了林下植被层和凋落物层碳储量,并用生物量方程法估测了乔木层各组分的生物量及碳储量.结果表明:落叶栎林生态系统总碳储量为156.60 t·hm-2,空间分布特征表现为乔木层(81.65 t·hm-2)>土壤层(66.13 t·hm-2)>凋落物层(7.50 t·hm-2)>灌木层(1.09 t·hm-2)>草本层(0.23 t·hm-2).在不同采样层次上碳含量存在明显差异.土壤层碳储量随着海拔升高而显著增加(p<0.05),随着土层深度增加而显著降低(p<0.05).     

西南岩溶地区天然次生林群落不同层次的构建机制

以西南岩溶地区天然次生幼龄林、中龄林和近熟林为研究对象,采取以空间代替时间的群落生态学方法,研究不同林分结构特征的变化规律和森林群落不同层次的构建机制.结果表明:岩溶地区天然次生林恢复过程中,林分的结构特征发生了显著变化.由幼龄林、中龄林到近熟林,林冠层(林木胸径DBH>5 cm、树高H>5 m)的个体密度、胸高断面积...     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。     

天童常绿阔叶林不同演替阶段枯落物和土壤水文特征

森林枯落物层和土壤层具有重要的生态水文功能.对天童地区常绿阔叶林不同演替阶段的研究表明:次生灌丛的枯落物层现存量(6.66 t·hm~(-2))栲树群落(6.43 t·hm~(-2))木荷群落(6.10 t·hm~(-2));栲树群落、木荷群落和次生灌丛群落枯落物层的最大持水量分别为10.58,11.29和13.88 t·hm~(-2);3种群落类型的有效拦蓄量分别为0.49,0.55和0.73 mm.在整个持水过程中,各群落中前2小时内各林分枯落物层持水作用较强.林下枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间之间的关系式分别为Q=a lnt+b和V=kt~n.与栲树群落和木荷群落相比,次生灌丛在改善土壤物理性质和持水性能方面并不落后于这两种乔木林群落类型;研究期内,各群落类型0～30 cm土壤蓄水量在67.2～150.0 mm,不同演替阶段群落的土壤层持水能力远大于枯落物层.     

中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点

中国亚热带森林在全球森林生态系统中具有独特的植被类型及结构,长期受人类活动干扰(毁林、造林等),森林土壤碳呼吸特征不明确,较难准确估算土壤碳的分配情况.分析了我国亚热带森林土壤呼吸在不同森林类型、不同退化和恢复演替阶段,以及造林再造林等的影响条件下的变化规律.结果表明:我国亚热带区域中的天然林的土壤呼吸通常表现为针叶林(如马尾松林)<松阔或针阔混交林<季风常绿阔林;马尾松与杉木人工林广布中国亚热带地区,两种林分的CO2年通量相当,中龄林较之幼龄林,土壤有机碳库呈现减少趋势;不同研究区域相同林分的土壤呼吸效率初步表现为南强北弱;我国亚热带森林的土壤呼吸通量与世界其他地区的热带森林土壤呼吸通量相差无己,其释放的碳量对全球碳通量的影响应加以重视.     

外来植物薇甘菊对本地植物凋落物分解的影响

 外来植物薇甘菊（Mikania micrantha HBK.）已入侵华南许多地区,并造成严重危害。探讨了外来植物薇甘菊凋落物对4种本地植物大叶榕（Ficus virens）、潺槁树（Litsea glutinosa）、樟树（Cinnamomum camphora）和台湾相思（Acacia confusa）凋落物分解的影响。凋落物分解采用网袋法,将薇甘菊凋落物分别与本地植物凋落物按3个比例混合,3个比例为,m（薇甘菊）∶m（本地植物） = M₁（1∶4）,M₂（1∶1）和M₃（4∶1）。分解60 d后,测定凋落物的分解速率与养分释放。结果表明,薇甘菊与本地植物凋落物混合比例为M₁时,凋落物分解速率变慢,但在M₃时,凋落物的分解速率变快。与单独本地凋落物养分释放相比,薇甘菊凋落物混入后C释放有所下降,而N素释放量有所提高,这种N释放量的增加可能会对薇甘菊的入侵产生正反馈作用。     

新泰市土门林场不同混交林枯落物层持水性能的研究

对新泰市土门林场7种林分的持水性能进行了研究，结果表明：枯落物总积蓄量在1.48～10.08t·hm^-2之间. 其中刺槐-麻栎混交林的最高，黄荆纯林的最小. 枯落物层的最大拦蓄量和有效拦蓄量范围分别为：0.48～2.99mm和0.39～2.47mm.二者都以刺槐麻栎混交林最高，油松纯林最低. 在0～40cm土层中的土壤含水量和土壤饱和贮水量由大到小依次为：刺槐-麻栎混交林、刺槐纯林、麻栎纯林、麻栎-油松混交林、油松-黄荆混交林、油松纯林、黄荆纯林、荒坡.