杉楠混交与人工杉木林自养机制的恢复

自养机制的形成是人工林可持续经营的目标之一.本研究通过混交模拟杉木人工林不同恢复阶段林分,观察比较发现从退化的杉木林阶段到地带性树种比例较低的混交林、地带性树种比例较高的混交林和地带性树种纯林阶段凋落量、N、P、K、Ca和Mg5种元素的归还量逐渐增加,特别是5种养分元素的循环速率也不断增大,其中N、Mg的循环速率由杉木纯林的0.1左右增大到火力楠纯林的0.5以上,与此同时林分土壤有机质含量和养分含量也不断增加,表明退化杉木人工林在恢复过程中随着林内地带性火力楠树种混交比例的增加,林分的自养机制逐渐获得重建.从杉木人工林可持续经营角度来看,杉阔混交比例的确定应以林分自养机制的形成和土壤养分状况的改善为标准.     

广西林朵林场栽针（杉）保阔混交造林的效果研究

广西林朵林场栽针（杉）保阀混交造林试验表明：１９龄和３０龄混交林林分总蓄积量分别为１８４．７８和５１５．５８ｍ３ｈｍ（－２）,比同龄杉木纯林的依次高２３．０％和２１．８％．混交林中主要树种杉木的树高、胸径和蓄积量随混交树种株数比例的增加而降低．混交林林地枯枝落叶层现存量平均为１５．１８ｔｈｍ（－２）,Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ和Ｍｇ５种元素的积累量平均为４２２．２２ｋｇｈｍ（－２）,分别比杉木纯林的高２５．３％和３２．３３％．混交林林地土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾的平均含量以及孔隙度和持水量都高于杉木纯林．     

杉木(Cunninghamia lanceolata)、火力楠(Michelia macclurei)纯林及其混交林细根分布、分解与养分归还

用土钻法研究了杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）、火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａｍａｃｌｕｒｅｉ）纯林和混交林的细根分布,用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解,计算了３个林分中细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的归还量。活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强,混交林次之,杉木纯林最差。火力楠细根的养分含量比杉木细根高,而Ｃ／Ｎ比低。火力楠细根年分解率比杉木快,火力楠为５７．７％,而杉木为３２．７８％。细根分解的养分归还量多少顺序依次为：火力楠纯林、杉木火力楠混交林和杉木纯林。混交林中,细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ和Ｍｇ归还量分别为枯枝落叶的３３．３８％,５．８２％,２６９．３３％,３４．１２％和３７６．０８％。细根在３个林分的物质循环和周转中起着不可忽视的作用。     

杉木火力楠混交林养分归还与生产力

通过对野外试验和室内测试数据的整理分析．比较研究了杉木火力楠混交林和 杉木纯林养分归还、吸收等生态过程的特征以及生产力结果表明混交促进了养分归还过 程．可提高土壤肥力和系统生产力．１５年生混交林技和叶凋落物分别是纯林的２倍和３ 倍,其中容易分解的火力楠凋落物占 ６４％．混交林通过凋落物分解所归还的养分是纯林 的 ２～ ３倍．相当年凋落量 ６５． ９％的混交林根系年死亡量是纯林的 ２倍,在整个系统养分 归还中占有很大的份额．混交林土壤全 Ｎ、 ＮＨ＋４－Ｎ和有效 Ｋ分别比纯林提高 ６４． ３％。 ８２． ３ ％和 ６３． １％．与此同时土壤孔隙组成和水分过程也大为改善．混交林生产力较纯林 提高５２．７％．混交林５种大量元素的归还／吸收比率是纯林的２倍,表明混交林养分循环 效率较高,较少的人为维持可以保持较高的生产力水平．     

杉木,火力楠纯林及其混交林细根分布,分解与养分归还

用土钻法研究了杉木,火力楠纯林和混交林的细根分布,用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解,计算了３个林分中细根分解的Ｎ、Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的归还量,活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强,混交林次之,杉木纯林最差。     

中亚热带4种森林凋落物量、组成、动态及其周转期

为研究亚热带次生林保护对森林生态系统养分循环等功能过程的影响。采用凋落物直接收集法,比较湘中丘陵区3种次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)和杉木人工林的凋落物量、组成特征及其周转期。结果表明:4种林分年凋落物量在414.4—818.2 g m-2a-1之间,3种次生林显著高于杉木人工林,3种次生林两两之间差异不显著,落叶对林分凋落物量的贡献最大,占林分凋落物量的59.9%—66.6%。杉木人工林和南酸枣落叶阔叶林的凋落物量月动态变化呈"双峰型",马尾松+石栎针阔混交林、石栎+青冈常绿阔叶林呈"不规则型"。优势树种的凋落物量对其林分凋落物量的贡献随林分树种多样性的增加而下降,杉木、马尾松凋落物量的月动态与其林分凋落物量的月动态基本呈一致变化趋势,但南酸枣、青冈、石栎没有一致的变化趋势。杉木人工林凋落物分解率最低(0.31),周转期最长(3.2 a),南酸枣落叶阔叶林分解率最高(0.45),周转期最低(2.2 a),凋落物的分解速率和周转随林分树种多样性增加而加快。可见,次生林凋落物量大,且分解快,周转期短,有利于养分归还和具有良好地力维持的能力。     

云南干热河谷印楝和大叶相思人工纯林与混交林养分循环特征

为了更好地指导干热河谷不同恢复模式下人工林经营过程中的养分管理以及造林模式的筛选,以元谋干热河谷10年生印楝和大叶相思为研究对象,对其纯林及混交林内N、P、K、Ca、Mg主要养分元素的积累、分配和循环进行研究.结果表明： 印楝纯林、大叶相思纯林及印楝+大叶相思混交林5种营养元素的总积累量分别为333.05、725.61和533.85 kg·hm^-2,印楝纯林各器官养分积累量为枝＞干＞根＞叶＞皮,大叶相思纯林与混交林均为枝＞干＞叶＞根＞皮.印楝纯林内5种养分元素的积累量为Ca＞K＞N＞Mg＞P,大叶相思纯林与混交林一致,均为Ca＞N＞K＞Mg＞P.林分养分年存留量为62.72～162.19 kg·hm^-2·a^-1,总归还量为48.82～88.86 kg·hm^-2·a^-1,年吸收量为111.54～251.05 kg·hm^-2·a^-1,均以大叶相思纯林最高,其次是混交林,印楝纯林最低.林分对营养元素的利用系数为0.34～0.39,循环系数为0.35～0.44,周转期为6.54～8.17 a.印楝纯林内N和P的归还量小,循环速率低;大叶相思纯林内N和P的循环速率较大,有利于林地养分的维持;混交林内养分吸收量和归还量为印楝纯林的186.2%和167.2%,N、P和K的循环速率大于印楝纯林,Ca的周转期短于大叶相思纯林的50%.印楝和大叶相思混交种植有利于林地土壤肥力的恢复和生产力的维持.
     

闽西北不同类型毛竹林养分分布及生物循环特征

以福建省永安市集约经营的毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)和竹针混交林(Ⅲ)3种类型林分为研究对象,对其N、P、K、Ca、Mg元素分布格局及生物循环特征进行了研究。结果表明,毛竹林N、P、K、Ca、Mg5种养分元素的排列顺序为土壤层乔木层凋落物层灌木层草本层,其中土壤层(0～60cm)养分累积量占系统养分总量99%。3种林分养分元素累积量的排列顺序为ⅡⅠⅢ,分别为146196.59、144466.35和105002.59kg.hm-2,其中植被层养分累积量的排列顺序为ⅠⅡⅢ,凋落物层和土壤层养分累积量排列顺序为ⅡⅠⅢ,竹阔混交林土壤层和凋落物层养分累积量最高,立地生产潜力最大。林分Ⅰ和Ⅱ的养分利用系数显著高于林分Ⅲ,反映了林分维持高生产力需要消耗更多的养分元素;循环系数排列顺序为ⅢⅡⅠ,竹针混交林和竹阔混交林维持林木生长所需的养分元素少于毛竹纯林;毛竹纯林养分周转时间最长,竹阔混交林次之,竹针混交林最短,分别为31.89年、12.39年和12.23年,混交林周转时间显著低于毛竹纯林。竹阔混交林既有较高的生产力,又有较强的养分归还能力,是一种较好的经营方式。     

杉木火力楠混交林生态系统中营养元素的积累、分配和循环的研究

研究森林生态系统中营养元素的积累、分配和循环,有助于了解森林中各树种之间的相互关系,以及树木与生态环境的关系,为合理地制定各项森林经营措施提供科学依据。冯宗炜、陈楚莹等人1980—1983年在杉木中心产区湖南省会同县,对杉木纯林的营养元素的积累、分配和循环进行了研究,研究表明,杉木纯林在21—23年生时,即达到主伐年龄期,营养元素吸收量仍大于归还量,整个林分还处在养分消耗阶段。为了改变我国亚热带地区大面积营造杉木纯林对生态环境带来的不良影响,1978年在广西壮族自治区国营六万林场营造了杉木、火力楠混交林。1982—1985年研究了不同林分营养     

杉木水分利用效率对混交和气象因子的响应

我国现存的杉木人工林普遍是树种组成单一、林分密度不合理、生产力低下的低效人工林，在改善低效人工林方面通常采取引入阔叶树种的营林措施。本研究以江西官山林场杉木纯林和杉楠混交林为对象，基于树轮δ¹³C稳定同位素方法量化植物内禀水分利用效率(iWUE)及其对气象因子的响应，分析引入楠木对低效杉木人工林林木质量的提升效应。结果表明：纯林中的杉木断面积生长量为0.23 cm²,高于混交林杉木的0.19 cm²;杉木纯林树轮δ¹³C和iWUE分别为-27.4‰和52.9%,低于混交林的-26.7‰和62.8%。杉木纯林δ¹³C对年均降水和年均相对湿度的变化更敏感，杉木混交林δ¹³C则与气象因子的相关性不明显；杉木纯林iWUE与年均温度、年均大气CO₂浓度和年均最高温度呈正相关，与年均降水和年均相对湿度呈负相关，而杉木混交林iWUE仅与年均大气CO₂浓度呈正相关。表明杉木纯林对气候的响应较杉木混交林更敏感。     

杉木人工林土壤微生物生物量碳氮特征及其与土壤养分的关系

研究了湖南会同红黄壤区杉木人工林和常绿阔叶林土壤微生物量和养分状况.结果表明,该区杉木人工林取代地带性常绿阔叶林和杉木连栽后,土壤微生物碳、氮和土壤养分含量下降,土壤严重退化.在0～10 cm土层内,常绿阔叶林土壤微生物碳和氮含量为800.5和84.5 mg·kg^-1,分别是第1代杉木林的1.90和1.03倍、第2代杉木林的2.16和1.27倍;在10～20 cm土层内,常绿阔叶林土壤微生物碳和氮含量为475.4和63.3 mg·kg^-1,分别是第1代杉木纯林的1.86、1.60倍和第2代杉木林的2.11和1.76倍.在0～10 cm 和10～20cm土层内,杉木人工林取代常绿阔叶林和杉木栽植代数增加后,土壤全氮、全钾、铵态氮和速效钾含量均明显降低,但差异并不显著.人工杉木林林分组成单一,其凋落物分解慢、归还养分数量少;炼山等造成的表土流失是杉木人工林土壤微生物量和养分库退化的重要原因.土壤微生物碳与土壤全氮、铵态氮、全钾和速效钾含量呈极显著的正相关,土壤微生物氮与土壤养分含量也达到极显著水平.     

福建柏和杉木人工林营养元素积累与分配

对福建三明33a生福建柏和杉木人工林群落营养元素积累和分配进行了研究,结果表明:福建柏和杉木人工林群落乔木层生物量分别为228.8thm-2和235.1thm-2,N、P、K、Ca和Mg等5种元素总积累量分别为1283kghm-2和1060kghm-2,乔木层和群落5种元素积累量的大小顺序均为:K>N>Ca>Mg>P,5种元素总积累量在乔木层各器官的分配量顺序分别为:干材>枝>根>干皮>叶>枯枝、干材>根>干皮>叶>枝>枯枝。福建柏的营养利用效率低于杉木。虽然两种人工林生态系统94%以上的营养元素储存在土壤中,但是土壤中植物容易利用的有效营养元素储量较低,其中有效P在土壤中的储量低于植物中的储量。福建柏和杉木人工林33 a生时乔木层5种营养元素总和的当年存留量分别为30.75kghm-2和16.53kghm-2。     

Changes in nutrient cycling with age in a Cunninghamia lanceolata plantation forest北大核心CSCD

Aims The purpose of this study is to investigate the characteristics of nutrient cycling in Cunninghamia lanceolata plantations with different ages, and to provide scientific basis for the management of high-yield plantations in China. Methods In this study, we used the ecological data of the past 25 years in Hunan Huitong Ecological Station and analyzed the nutrient cycling characteristics of the C. lanceolata plantation forests with different ages according to the law of tree growth and the dynamics of nutrient uptake. Important findings For most nutrients, their concentrations ranked in order as leaf > twig > bark > root > stem for all C. lanceolata trees with any ages. When the tree age was less than 12 years, nutrient concentrations increased with age, while they decreased with age when the tree was more than 12 years old. The changes in average annual nutrient uptake with age showed two peaks. Nutrient return gradually increases with age. For the same age, the nutrient use efficiency followed the order of phosphorus (P) > potassium (K) > nitrogen (N) > magnesium (Mg) > calcium (Ca). After the stand was closed, the nutrient utilization efficiency increases with the growth and development of trees. The cycling intensity of Ca and Mg was greater than that of N and P at the same stand age. The changes in nutrient cycling intensity with age varying curve with stand age acted as parabolic curve. Utilization of N, P and K was longer than displayed a parabolic shape for all elements. The utilization time of each element got shorter with increasing stand age. These results suggested that the nutrient uptake in different growth stages was not only controlled by the quantity of biomass, but also affected by the difference in nutrient concentration between previous and current stages. The nutrient cycling processes were jointly controlled by the mechanisms of nutrient redistribution and storage in Cunninghamia lanceolata, during the growth and development stages, and the nutrient use efficiency during different growth stages. © 2018 Editorial Office of Chinese Journal of Plant Ecology. All rights reserved.     

凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能

通过模拟试验和野外调查对凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能之间关系进行了研究。林分取样调查的结果表明 ,有两个树种凋落物覆盖的几个杉阔混交林土壤脲酶和蔗糖酶活性均明显高于只有杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤 ,酸性磷酸酶活性也呈现相同的变化趋势 ,这 3种土壤酶活性均以具有凋落物种类最多的次生常绿阔叶林土壤最高。除了土壤酶活性升高之外 ,杉阔混交林的土壤有机质和全氮含量也明显高于仅有一种杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤。采用杉木叶凋落物与不同阔叶树种凋落物处理土壤的模拟试验结果表明 ,在凋落物投放量和 (1 5NH4 ) 2 SO4 施用量相同的控制条件下 ,随着投放的凋落物树种组成的增加 ,土壤中 1 5N的残留量也随之增加 ,而其损失量却随之减少 ;土壤中杉木幼树对于 1 5N的吸收量以及杉木幼树的单株鲜重也随着处理凋落物组成树种的增加而增加 ,具有不同树种数量的凋落物处理之间差异显著 (p<0 .0 5 )。可见随着凋落物树种多样性的增加 ,不仅土壤有机质和全氮含量这两个基本的质量指标得到明显改善 ,而且土壤酶活性、土壤养分保蓄功能以及保证幼树良好生长等的生态功能明显改善     

改善杉木人工林的林地质量和提高生产力的研究

杉木人工林在我国亚热带森林生态系统中和木材生产上占有十分重要的地位。但杉木纯林在整个生长发育过程中,林地养分被大量消耗,土壤微生物数量逐年减少,生化活性和氧化代谢功能下降,致使林地质量退化,生产力降低。特别是杉木纯林连栽,地力递减,香草醛类有毒物质积累,环境退化更加严重,生产力下降30％以上。试验证明,杉木火力楠混交林不仅能减轻杉木纯林诸多弊端,而且表现了良好生态、经济效益,是解决上述问题的一个重要途径。     

抚育间伐对人工林土壤肥力的影响

研究了杉木、马尾松、建柏、柳杉和木荷人工林的抚育间伐对林分土壤肥力的影响.结果表明,杉木、马尾松、建柏、柳杉、木荷间伐后降低了林分的郁闭度.改变了林内的生境条件,促进了林下乡土植被的生长和繁衍,林下植被覆盖度、植被生物量和物种丰富度有了较大幅度的增加,间伐的强度越大.增加的幅度也越大.与不间伐林分相比,各间伐林分两年后土壤微生物数量增加、酶活性增强、土壤容重降低、总孔隙度和速效养分提高,土壤肥力得到了改善和提高.间伐后林分土壤肥力得到提高的实质在于:间伐后林下植被生物多样性的提高诱发了土壤微生物多样性和数量的提高,并由此而增强了土壤的生物活性,加速了土壤养分的循环.     

杉木纯林及其混交林土壤团聚体有机磷组分分布特征研究

磷素是植物生长不可缺少的营养元素,而有机磷是土壤磷库的重要组成部分,其活性大小与土壤供磷能力密切相关。采用野外调查与室内分析相结合的方法,以广西凭祥杉木纯林、杉木-火力楠混交林、杉木-米老排混交林为研究对象,探讨了不同杉木林分类型土壤团聚体中有机磷组分的分布特征,结果表明：除高稳性有机磷主要分布在大粒径团聚体中外,其余组分有机磷含量均表现为随着粒径减小而增加,其中<0.25mm粒径团聚体的有机磷含量最高,而受粒径分布影响,<2mm粒径团聚体的有机磷储量最高；<0.25mm、>2mm粒径团聚体和土壤团聚体稳定指标与各有机磷组分储量呈极显著正相关,在保持土壤稳定的基础上,可通过提高>2mm和<0.25mm粒径团聚体的占比能有效增加土壤有机磷储量；在3种林分类型中,杉木-火力楠混交林能够有效的提高土壤团聚体稳定性,提高土壤有机磷含储量。因此,选择合适的混交树种,有助于土壤生态环境质量提升及促进森林资源的可持续经营管理。