不同森林类型的土壤持水能力及其环境效应研究

以森林类型梯度镶嵌分布格局的研究为基础,以泰山龙潭积水区的森林土壤为研究对象,对不同森林类型下的土壤进行调查测试分析,结合水文、DEM数据分析了区内不同林型地土壤的蓄水能力和水源涵养功能.结果表明该区森林土壤连续涵蓄降水的能力较强,但不同森林类型条件下土壤蓄水能力差异明显,以刺槐林地最好、山顶灌丛最差.区内以成熟林为主,森林植被保护较好,土壤水分特性较佳,能有效减少区域地表径流,增加地下径流量,改善集水区内的水分分配,提高水分的可利用性,对下游环境和水资源的综合利用起到积极的作用.     

亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究进展

本文阐述了亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究的进展，详细介绍了在不同植被、不同土壤类型、不同级龄条件下土壤有机碳的含量及动态变化、研究森林生态系统土壤碳循环的土壤有机质模型等。说明了制约森林土壤有机碳存量及状态的内、外在因素。     

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.     

黄前库区森林土壤蓄水能力研究

对黄前库区森林主要类型刺槐林和油松林土壤涵蓄降水作用的研究结果表明：森林土壤的渗透性能以刺槐林地最好，阳坡油松林次之，阴坡油松林最差；森林土壤恢复持水，即连续涵蓄降水的能力较强，2h恢复的持水量可相当于20．5～33．2mm的降水；3种森林类型的地表径流量和土壤侵蚀量均表现为阳坡油松林最大，阴坡油松林次之，阳坡刺槐林最小；降雨量越大，地下径流出现的时间越早，高峰期出现的时间越晚；同样降雨量情况下，3种森林类型地下径流和高峰期出现时间均表现为阴坡油松林最晚，阳坡刺槐林次之，阳坡油松林最早。     

镍钼多金属矿区土壤铀污染状况及来源分析

为了解遵义松林镍钼多金属矿区土壤重金属铀(U)污染状况,采集矿区旱地、水稻土和森林土壤样品,采用ICP-MS测定土壤中U含量,运用单因子指数和地质累积指数法,评价矿区重金属的污染状况。结果表明:1)矿区旱地、水稻土和森林土壤中U平均含量分别为14.7 mg·kg~(-1)、 8.67 mg·kg~(-1)和16.5 mg·kg~(-1), 3种类型土壤中U含量均高于贵州省土壤背景值;2)单因子指数评价结果表明,旱地、水稻土和森林土壤均受到不同程度污染,旱地污染程度较轻,水稻土主要集中在轻度污染,森林土为中度污染和重度污染;3)地质累积指数评价结果表明,研究区旱地、水稻土和森林土壤污染程度主要集中在轻度污染等级,分别占样品数的48%、 67%和58%,其中森林土壤有42%的样品为中度污染,受地质背景影响较大。     

武夷山不同森林类型土壤异养微生物数量与类群组成

在武夷山自然保护区选择了三个森林类型土壤定位观察区，周期地研究异养微生物数量和细菌、放线菌和丝状真菌等三大类群异养微生物组成变化．结果表明：不同森林类型土壤异养微生物数量和类群组成极为不同，即使同一森林类型土壤不同小生境异养微生物数量和类群组成也有明显差异．文中讨论了上述差异原因，并分析该森林类型土壤的生产力和肥力水平     

大气氮沉降对森林土壤微生物影响的研究进展

大气氮沉降是影响森林生态系统的新生态因子之一,过量氮沉降将改变参与森林生态系统物质转化和养分循环的土壤微生物.作者综述了国内外模拟氮沉降对森林土壤微生物生物量、群落结构和多样性、微生物活性和酶活性、底物利用能力以及功能基因的影响研究现状.结果表明：(1)整体来看,氮沉降对森林土壤微生物生物量产生负面影响的报道较多;(2)氮沉降改变了森林土壤微生物群落的构成和丰富性;(3)氮沉降短期内促进森林土壤呼吸速率,长期氮输入会抑制土壤呼吸速率;(4)氮沉降改变了参与凋落物分解相关土壤酶的活性;(5)氮沉降降低了土壤微生物代谢复杂有机质的代谢能力;(6)氮沉降增加和降低了某些微生物功能基因的丰度.此外,作者还探讨了氮沉降对森林土壤微生物研究存在的问题和未来研究的重点.     

松嫩草地与小兴安岭森林土壤动物群落比较研究

采用样方法,对松嫩草地和小兴安岭森林土壤动物群落进行了比较研究.结果表明:两个研究区10个生境土壤动物个体数量和类群组成具有显著差异.松嫩草地优势类群为辐螨亚目、蚁科和长蝽科,小兴安岭森林为甲螨亚目、线蚓科和节跳虫科.常见类群松嫩草地和小兴安岭森林分别为12和11类,仅革螨亚目和双翅目幼虫为两研究区共有;稀有类群分别为53和50类,仅19类为共有.松嫩草地和小兴安岭森林土壤动物多样性指数没有明显区别.对应分析结果显示,不同生境土壤动物群落组成反映了生境环境条件的差异.森林生境土壤动物群落结构较为相似,与草地生境差异较大.     

多元分析方法在森林土壤学中的应用

<正>本文介绍国内外关于多元分析方法(包括多元回归,判别分析,聚类分析,因子分析和典范变量分析等)在森林土壤学中应用的事例。 在我国,多元分析在土壤学上的应用始于七十年代后期。一开始就有一些定量和数值化研究工作是与森林土壤及其水分状况分类、森林土壤生产力评价和森林土壤障碍性因子诊断等课题有关。例如,对东北地区灰化土与暗棕壤的判别,用模糊聚类法进行华北褐色森林土的数值分类,用系统聚类法将南京附近杉林下黄棕壤的湿度状况进行归类,对江西省杉林下土壤障碍性条件的判别分析,以及用多元回归对南方杉木林或其他树林下土壤生产力的评价,等等。     

黄河三角洲贝壳堤不同植被类型的土壤水分物理特征及蓄水潜能评价

贝壳堤生态系统具有典型性和脆弱性,土壤蓄水能力决定着贝壳堤系统的稳定性和植被生产力的高低.为阐明贝壳堤不同植被类型土壤蓄持水分能力及其影响因素,测定分析了贝壳砂土壤的基本物理参数、渗透性及土壤水分的温度响应特性,采用模糊数学隶属函数法评价了不同植被类型的土壤蓄水潜能.结果表明:酸枣林、杠柳林和草地能有效改善土壤通透性,土壤总孔隙度分别比裸地增加27.0%、19.3%和10.8%.在30℃和50℃恒温下,不同植被类型的土壤含水量随烘干时间的延长可分为土壤水分瞬变、渐变和平稳3个阶段.两种温度下,土壤饱和含水量、土壤达到恒重时间和失水率均表现为酸枣林杠柳林草地裸地.Horton模型适宜模拟贝壳砂生境的土壤入渗特征,灌木林土壤入渗性能好于草地.杠柳林和酸枣林的稳渗速率分别比裸地增加27.1%和5.4%,而草地比裸地降低76.6%.反映土壤蓄持水分的主要指标一类是土壤容重和孔隙度,另一类是土壤粗砂粒、粉粘粒分布和稳渗速率.贝壳砂土壤蓄水潜能综合评价为灌木林好于草地,酸枣林强于杠柳林,而裸地较差.     

“碳中和”背景下碳输入方式对森林土壤活性氮库及氮循环的影响

森林生态系统具有碳源和碳汇双重功能,调控森林中碳输入方式对于实现我国“碳中和”目标具有重要意义。作为森林土壤有机碳(SOC)的主要来源,不同碳(C)输入方式(如地上凋落物、地下植物根系等)对森林生态系统土壤氮(N)循环的影响一直是相关学者的研究重点。笔者综述了目前国内外不同C输入方式对土壤活性N库、土壤N矿化、硝化过程及氧化亚氮(N₂O)排放的影响研究现状,分析了森林土壤活性N库及N转化过程对不同C输入变化的响应,发现:① 地上C排除可以降低土壤有效态氮(主要包括$NH_{4}^{+}$-N和$NO_{3}^{-}$-N)的含量,但地下C排除却增加了土壤$NH_{4}^{+}$-N含量。C输入方式的改变对土壤微生物生物量氮(MBN)含量影响具有不确定性,这可能与生态系统类型、树种组成、时间尺度等因素相关。此外,地下C排除对土壤可溶性氮(DON)含量的影响较地上C排除的大,地下根系可能是影响土壤DON含量的主要贡献者。② 地上C输入对土壤N矿化及硝化速率的影响在短期内较大,而长期影响较小。其主要是通过间接改变土壤微生物活性从而影响了土壤N矿化及硝化过程,地下C排除增加了土壤N矿化速率,且随着时间尺度的增加表现更加明显。③ 地上C输入通过改变硝化和反硝化微生物的可利用C源而间接影响了N₂O的排放,且受到树种影响显著,而地下C输入对N₂O的影响因根系质量等的差异而发生改变。综上可知,森林土壤活性N库及N循环过程对不同C输入具有不同的响应机制,且受生态系统类型、物种、时间等因素影响较大。目前关于两种乃至多物种不同C的输入对森林土壤N影响的研究较少,且定性研究较为普遍;对优化森林生态系统地上地下C输入动态模型和精准预算不足,尚未建立完整的碳减排生态补偿机制。今后的研究亟须定量了解不同森林生态系统不同的C输入及其两者或者多物种之间的交互影响对土壤N的影响机制,且需更多地考虑在时间尺度上的长期变化过程;需要提升核算与预测森林地上地下碳中和能力,加快森林碳中和技术研发,为提前实现“碳中和”战略目标提供科技支撑。     

森林土壤温室气体通量对森林管理和全球大气变化的响应

森林土壤是温室气体重要的源和汇。探讨不同森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量特征,为有效减少温室气体排放及森林可持续管理等提供参考。笔者从森林土壤温室气体(forest soil green house gases)、森林管理(forest mangement)和全球大气变化(global atmospheric change)3个关键研究点,查阅近年来相关研究成果,归纳森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量的一般性模式。CO₂、CH₄和N₂O是3种重要温室气体,其通量间存在协同、消长和随机型耦合关系。森林管理如火烧、采伐和造林等显著影响土壤温室气体通量。一般情况下,火烧导致土壤N₂O通量降低,CH₄吸收量增加,CO₂通量因火烧类型、火烧强度、生态系统类型不同出现增加、减低和无影响3种结果; 采伐通常导致土壤CO₂、CH₄和N₂O排放增加; 造林可使土壤CO₂排放减少,对N₂O和CH₄通量的影响随生态系统类型、造林树种等而改变。全球大气变化如CO₂浓度升高、氮沉降和气温升高影响森林土壤温室气体通量。通常,CO₂浓度升高导致土壤CO₂和N₂O排放量增加,CH₄吸收量降低; 氮沉降促进土壤N₂O排放、抑制CH₄吸收。气温升高导致土壤CO₂和N₂O排放增加。森林管理和全球大气变化对土壤温室气体通量的综合影响是非叠加的,有效的森林管理可能改变土壤温室气体通量对全球大气变化的响应。     

根系输入对森林土壤碳库及碳循环的影响研究进展

植物根系输入是森林土壤碳库的重要来源。全球气候变化可能引起森林地下部分碳通量改变,进而影响森林土壤碳库及碳循环。笔者综述了根系输入对土壤碳累积、土壤活性碳库(包括土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳)和土壤碳库稳定性的影响,综合分析了森林土壤呼吸、土壤微生物和土壤酶活性对根系输入变化的响应。分析发现:①根系输入减少可能减弱根际的激发效应,使土壤有机碳(SOC)短期增加,但从长期来看根系输入的缺失会导致SOC的减少;②根系分泌的一些物质促进土壤初始团聚体的形成,但其对矿物-有机质结合物稳定性的影响还不完全清楚;③根系输入减少会降低土壤呼吸作用;④微生物群落结构对根系输入变化的响应主要取决于微生物对底物质量和数量的适应,而这些响应在不同森林生态系统间可能也有差异;另外,酶合成主要取决于与微生物生长相关的资源分配到酶生产中的成本效率。目前,关于根系输入对碳循环,特别是土壤呼吸的研究比较多,但根系输入物组成复杂,微生物与酶对不同根系输入物的响应机制尚不清楚,这些响应在不同森林生态系统中也有差异;此外,根系输入对土壤碳库稳定性的作用常被忽视,根系与微生物的相互作用对碳循环和土壤碳库稳定性的影响还有很大不确定性。建议加强植物根系、土壤和微生物的相互关系研究,以深入理解气候变化背景下森林生态系统碳循环。     

甘肃省太子山林区植被恢复措施与土壤酶活性和肥力的相关性研究

论述了甘肃省临夏回族自治州太子山林区云杉幼林-油松林和云杉成熟林-杨桦林下土壤化学性质与其土壤酶活性的相关性，分析了该地区不同林下土壤供肥能力、营养元素之间的动态平衡状况，为维护地力、提高森林生产力，提供有关土壤生物化学活性的研究提供科学依据。     

枫树山林场不同林分类型土壤养分状况

通过对枫树山林场四个分场不同林分类型下森林土壤肥力的研究，结果表明：（１）枫树山林场森林土壤表层ｐＨ值偏低，除毛竹ｐＨ值较高外，其余林下土壤ｐＨ一般都在３．７以下。这主要是由于枯落物分解产生的腐殖酸所致，市区工业污染也是原因之一。（２）大部分土壤供Ｐ水平极低，供Ｎ水平中等，供Ｋ水平稍高，土壤一般不缺Ｋ。（３）不同林分类型下的土壤肥力存在较大差异：在同龄杉木林、马尾松林和天然阔叶林中，以天然阔叶林林     

森林土壤线虫群落多样性现状与展望

地下生态学是当今生态学研究的热点与前沿.土壤线虫是地下生态系统的重要组成部分,其在森林土壤生态系统土壤有机质转换、养分循环、土壤结构改善等方面发挥重要作用,并能反映对地上植被变化与干扰,如采伐与火干扰对森林土壤生态系统影响,是森林土壤生态系统健康的重要生物指示物种.本文从森林土壤线虫分类及其生态分布、土壤线虫生物多样性在森林生态系统中的作用以及森林土壤线虫研究最新进展三个方面探讨森林土壤线虫群落多样性的现状,对于土壤线虫多样性对土壤环境健康的意义具有重要的指示作用,并结合分子生物学研究方法展望.     

昌化铅锌矿尾矿库区土壤重金属污染综合评价及重金属在自然生植物中的富集比较

在昌化铅锌矿尾矿库区内采集优势自然生植物及其根系周边的土壤,分析土壤样品重金属含量特征,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法对土壤进行重金属污染评价,并通过富集系数评价自然生植物对重金属的富集能力。研究结果表明:(1)尾矿库区内四种重金属的污染程度由强到弱依次为:CdPbZnCu;(2)昌化铅锌矿尾矿库区整体处于极强生态危害水平;(3)尾矿库区内的不同种自然生植物对同一种重金属的富集能力不同,同一种植物对不同种重金属的富集能力不同;(4)仙人掌是尾矿库区内富集系数最高、最稳定的自然生植物。研究结果对昌化铅锌矿尾矿库区土壤重金属污染的治理有参考意义。     

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。     

场级森林生态系统区划与组织实施

森林生态系统经营是个复杂的系统工程,森林生态系统经营的边界包括森林植物系统、社会 经济系统和其他非生物环境系统。在景观生态学和可持续发展理论指导下提出了功能主导原则等5 个森林生态系统经营区划的原则,并根据自然因子、社会因子和经营因子,提出了以“林种＋林型 ”为基础的“功能＋景观”的森林生态系统经营区划方法,把研究区内的森林生态系统划分为16种 经营区划类型,在此基础应用主成分分析法和系统聚类方法,对经营区划类型进行组织,建立成2 大类5个亚类的组织经营类型(区)。在森林生态系统经营的总原则下,根据各组织经营类型(区)的 特点,提出了相应的场级森林生态系统经营措施。     

林下植被对杉林土壤微量元素状况的影响

调查分析了赣中低山区不同林下植被类型（芒萁型，蕨类型和灌木－芒萁型）对杉森林土壤有效态微量元素（硼、钼、铜、锌、铁和锰）状况的影响。指出该地区森林土壤为硼，钼，铜和锰缺乏区，锌潜在缺乏区，铁富集区。