暖温带麻栎林凋落物调节土壤碳排放通量对降雨脉冲的响应

凋落物既是森林生态系统养分循环的重要构件,又是森林土壤环境和功能的关键调节因子。降雨脉冲导致的土壤碳排放变异是陆地生态系统碳汇能力评价的不确定性来源之一。凋落物在调节土壤碳排放对降雨脉冲的响应中的作用仍缺乏科学的评价。通过在暖温带栎类落叶阔叶林中设置不同凋落物处理(对照、去除凋落物和加倍凋落物)和降雨模拟实验以阐明凋落物数量变化对土壤呼吸脉冲的影响。结果表明：模拟降雨脉冲之前,不同凋落物处理下的土壤呼吸存在显著差异;与对照相比,加倍凋落物导致土壤呼吸速率显著增加57.6%,然而,去除凋落物则对土壤呼吸无显著影响。模拟降雨后52小时内,对照、去除凋落物和加倍凋落物样方的土壤累积碳排放量分别为251.69 gC/m~2,250.93 gC/m~2和409.01 gC/m~2,加倍凋落物处理下的土壤碳排放量显著高于对照和去除凋落物处理;然而,去除凋落物与对照之间无显著差异。此外,不同凋落物处理下土壤呼吸的脉冲持续时间存在显著差异;加倍凋落物显著提高降雨后土壤呼吸脉冲的持续时间,分别比对照和去除凋落物高出262%和158%。多元逐步回归分析表明,土壤总碳排放通量和土壤呼吸的脉冲持续时间与土壤理...     

中国南方灌丛凋落物现存量

凋落物是陆地生态系统的重要组成部分,在区域尺度上阐明其现存量的分布特征及其影响因子有助于理解陆地生态系统碳循环的机理。该研究采用分层随机抽样调查方法分析了中国南方灌丛生态系统凋落物现存量的空间分布格局及其影响因子。结果发现:该区域灌丛凋落物现存量的平均值为0.32 kg·m~(–2),是中国森林凋落物现存量(0.47 kg·m~(–2))的68%,是中国草地凋落物现存量(0.06 kg·m~(–2))的5倍;凋落物现存量呈现出明显的纬度格局,随着纬度的增加而升高;该区域的灌丛生态系统凋落物现存量的碳转换系数为0.41,显著低于植被活体转换系数0.50;凋落物现存量与年平均气温、土壤全磷含量和土壤pH值显著负相关,与年降水量、土壤碳、氮以及有机碳含量相关性不显著。研究表明:该区域灌丛凋落物现存量是中国陆地生态系统碳库不可忽视的组分;年平均气温是影响该区域内灌丛生态系统凋落物现存量的重要环境因子;采用常用的植被活体碳转换系数可能会高估凋落物现存量碳库的22%。     

马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶质量损失和养分释放的影响

马尾松人工林乔木层植物凋落物的分解对林地养分平衡和系统物质循环具有重要意义,并可能受不同大小林窗下微环境差异的影响。采用凋落物袋分解法,以马尾松(Pinus massoniana)人工林人为砍伐形成的7个不同大小林窗(G1:100 m~2、G2:225 m~2、G3:400 m~2、C4:625 m~2、G5:900 m~2、G6:1225m~2、G7:1600 m~2)为研究对象,林下(G0)为对照,研究林窗大小对红椿(Toona ciliata)、桢楠(Phoebe zhennan)、香樟(Cinnamomum camphora)和马尾松4种乡土树种凋落叶质量损失及养分释放的影响。结果显示:1)林窗大小(G0-G7)显著影响林窗中心放置的红椿和桢楠凋落叶N和P释放率、香樟凋落叶失重率和N、P、K释放率以及马尾松凋落叶P和K释放率。相对于林下,中小型林窗(G1-G4)的凋落叶失重率和N、P释放率明显较大,而大型林窗(G6-G7)的凋落叶K释放率明显较大。2)林窗内放置位置显著影响红椿、桢楠和马尾松凋落叶的K释放率及香樟凋落叶的P释放率。红椿和桢楠的凋落叶K释放率从林窗中心到边缘显著减少,而马尾松凋落叶K释放率及香樟P释放率从林窗中心到边缘显著增加。3)4种凋落叶类型中红椿凋落叶分解最快,其分解50%和95%所需时间分别为5.29和23.14个月。上述结果表明,林窗大小和林窗内位置对凋落物质量损失及其养分释放具有显著影响,但影响大小及趋势随物种初始基质质量的差异具有明显变化,研究结果为亚热带低山丘陵区马尾松人工低效林的科学经营及管理提高了一定的科学依据。     

毛竹扩张的生态后效:凋落物水文功能评价

为评价毛竹扩张对次生常绿阔叶林凋落物水文功能的影响,在江西大岗山收集毛竹林和邻近的次生常绿阔叶林凋落物,采用模拟降雨法和浸泡法,测定了凋落物阻滞径流时间、截留降雨量和持水量(率)等水文功能指标。结果表明:当降雨强度为0.5、1.0、1.5mm·min-1,坡度为10°、25°、40°时,2种森林凋落物阻滞径流的时间均随雨强和坡度增加而提前,但在同等条件下毛竹林产流的时间比常绿阔叶林要迟;2种森林凋落物截留量与降雨历时的关系都可用一级动力学模型Nt=N0(1-e-kt)进行较好的拟合,最大截留量N0随降雨强度增大而增大,随坡度增大而减小,但同一条件下毛竹林凋落物最大截留量N0较常绿阔叶林大;毛竹林凋落物的最大持水率和最大持水量分别为267.51%和7.41 t·hm-2,常绿阔叶林对应的值为244.33%和5.27 t·hm-2,前者比后者分别高出9.49%和40.60%。研究表明,毛竹扩张导致常绿阔叶林转变成毛竹林后,凋落物的水文生态功能增强。     

森林凋落物对林地微生境的影响

评述了凋落物改变林地微生境的效应．凋落物减弱了林地地表及表层土壤(2mm厚)中的光照,改变了光谱特性,降低了PPFD和Pfr．缩小了日温差,提高了土壤湿度和肥力,增加了毒素和土壤动物的活动等,但凋落物改变生境的效应强度与凋落物组成、厚度、分解状态和周围生境(如植被、气候、地形和地貌等特性)等有关,在自然森林生态系统中,凋落物对林地微生境的效应因凋落物、植被、气候、地形和地貌的多样化变得更为复杂,而凋落物对植被天然更新的影响也因其对生境改变效应的复杂性而具有多样性和综合性,最后,对凋落物改变生境效应的复杂性和有关研究进行了展望。     

森林凋落物对林地微生境的影响

评述了凋落物改变林地微生境的效应.凋落物减弱了林地地表及表层土壤(2mm厚)中的光照,改变了光谱特性,降低了PPFD和Pfr,缩小了日温差,提高了土壤湿度和肥力,增加了毒素和土壤动物的活动等,但凋落物改变生境的效应强度与凋落物组成、厚度、分解状态和周围生境(如植被、气候、地形和地貌等特性)等有关.在自然森林生态系统中,凋落物对林地微生境的效应因凋落物、植被、气候、地形和地貌的多样化变得更为复杂,而凋落物对植被天然更新的影响也因其对生境改变效应的复杂性而具有多样性和综合性.最后,对凋落物改变生境效应的复杂性和有关研究进行了展望.     

东灵山辽东栎林木本植物种间联结取样技术的研究

 在样地面积固定条件下,采用样方设计和样带设计,探讨了样方数目与面积之间的关系,以及样方数目与面积的变化对种间联结的影响。结果表明：正负关联比、平均物种出现率、多物种间X2值、物种对间X2值与显著率以及物种间联结系数的变化范围均可作为确定样方数目与面积的参数。在实际分析中应当综合考虑这些参数,进而选择最佳样方数目及面积进行种间联结分析。在样地总面积均为1 200 m2条件下,样带设计在各项指标上规律性比较明显,样方数为50,面积为25 m2最为合适;样方设计的各项参数稍差一些,需要进一步增加样方总面积才能得到更合适的样方数。分别按选定的最适样方数进行物种对联结性分析,对比分析结果显示样带设计对联结性和关联程度的检测效果好于样方设计,它的研究结果更与实际情况相符合。因此,在总样地面积有限的情况下,样带设计是进行种间联结分析的较好选择。     

樟树人工林凋落物养分含量及归还量对氮沉降的响应

氮沉降的持续增加对陆地生态系统的健康发展构成严重威胁,森林是陆地生态系统中重要的组成部分,大量的氮沉降对其结构和功能造成严重影响。凋落物是森林生态系统养分循环的重要组成部分,它对土壤肥力、森林生态系统养分循环等方面具有重要作用。为了探讨亚热带常绿阔叶森林凋落物对氮沉降增加的响应,在湖南省森林植物园以樟树人工林为研究对象进行模拟氮沉降的实验,实验设置4种氮添加水平CK(0g N m~(-2)a~(-1),对照)、LN(5g N m~(-2)a~(-1)),MN(15g N m~(-2)a~(-1)),HN(30g N m~(-2)a~(-1)),研究氮沉降对樟树林年凋落物量、凋落物养分含量以及归还量的影响。结果表明:不同施氮水平下(CK、LN、MN、HN),樟树林凋落物的年凋落量分别为(4.53±0.32)t hm~(-2)a~(-1)、(3.95±0.28)t hm~(-2)a~(-1)、(3.56±0.41)t hm~(-2)a~(-1)、(4.46±0.48)t hm~(-2)a~(-1),施氮抑制了樟树林的凋落量,且低、中氮处理下差异显著(P0.05);施氮处理后凋落物的养分含量大小顺序为:CNCaKMg,凋落物的碳含量没有显著变化,但氮含量都有所增加,因此,施氮降低了樟树凋落物各组分的C/N比;凋落物中元素的年归还量大小顺序表现为:CNCaKMg,施氮处理对凋落物C、K、Ca、Mg归还量有抑制作用,但对凋落物N归还量表现为促进作用。     

黄土高原典型草原优势植物凋落物分解及养分释放对氮添加的响应

利用原位分解袋法研究了黄土高原典型草原优势植物长芒草(Stipa bungeana)和阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)凋落物的养分释放过程对氮添加的响应,试验周期为1 a。设置6个氮添加水平,分别为N0(0)、N1(1.15 g N m~(-2)a~(-1))、N2(2.3 g N m~(-2)a~(-1))、N3(4.6 g N m~(-2)a~(-1))、N4(9.2 g N m~(-2)a~(-1))和N5(13.8 g N m~(-2)a~(-1)),氮素类型为尿素((NH_2)_2CO)。结果表明:(1)氮添加处理两年显著改变了长芒草和阿尔泰狗娃花凋落物的初始化学性质。随着氮梯度的增加,凋落物的N(氮)含量逐渐增加,木质素含量先增加后下降,C/N(碳氮比)和木质素/N降低,C(碳)、P(磷)和C/P(碳磷比)没有显著的差异。(2)氮处理对长芒草和阿尔泰狗娃花凋落物的分解速率的影响不显著。长芒草和阿尔泰狗娃花凋落物C含量随分解时间整体为降低过程,N和P含量总体上为增加过程,且整个分解过程中N含量各处理间差异显著。(3)氮处理对长芒草和阿尔泰狗娃花凋落物C和P的分解基本无影响,两种元素都呈现释放过程。氮处理对凋落物的N残留率有显著的影响,在N1—N3(1.15—4.6 g/m~2)处理下的长芒草凋落物N残留率高于其他处理,且呈现富集过程;而阿尔泰狗娃花凋落物中的N呈现富集-释放过程。在土壤养分贫瘠的黄土高原典型草原,适量的氮输入可以促进系统的固氮。     

西双版纳地区土地利用的空间分析

利用西双版纳地区2003年TM数据,对土地利用结构及土地利用与海拔、坡度、水系等自然地理要素相互关系的空间进行分析.结果表明,耕地、林地和草地是该地区土地利用的主体,其中林地面积13 420 km²,占研究区总面积的74%;草地面积3 251 km²,耕地面积2 332 km²,分别占13%和18%.林地、耕地和草地面积随海拔高度具有单峰变化的曲线特征,在海拔1 000～1 200 m处林地分布最多,耕地和草地面积达到峰值时的海拔约为900 m.受人为活动影响强的用地类型坡度指数较低,城乡建筑用地和耕地的坡度指数为5°和14°,人为活动影响较弱的林地草地坡度指数较高,分别为22°和20°.河谷内随缓冲距离增加,土地利用呈现规律性变化,耕地、城镇居民点、未利用地3种土地利用方式主要集中在河谷底部近水域处,远离河谷林地草地组分增加明显.西双版纳地区自然生态系统相对原生,具有林地为基质,河流为廊道,坝区、沟谷农业景观镶嵌分布的特点.     

云南松林的枯枝落叶层持水效应初探

 本文通过对天然云南松林采取去除与保留林地枯枝落叶层(即土壤的A0层)的对比试验观测,得到如下结果：去枯与留枯相比较,前者较后者,年平均地表固体径流量高13倍,液体径流量高3.3倍,地表径流系数大3.4倍,云南松林枯枝落叶层的蓄积量及其最大吸水量分别为28.9t／ha和58.7m3／ha．在干季具有枯枝落叶层覆盖的林地土壤含水量始终高于地表裸露的林地,     

贡嘎山峨眉冷杉林凋落物的特征

 研究了贡嘎山峨眉冷杉（Abies fabri）林凋落物量、凋落物特征及其N、P、K、有机碳的归还量,并探讨了它们在演替进程中的变化。结果表明,峨眉冷杉成熟林、中龄林和幼龄林的凋落物量依次为：2 809.925、2 787.086、2 043.585 kg·hm-2·a-1;其中N、P、K的归还量依次为：34.850、33.917、42.571 kg·hm-2· a-1。峨眉冷杉林凋落物量及其N、P、K的归还量较少,与我国其它森林区针叶林存在一定差异,而与美国西北部冷杉林相近。     

鼎湖山黄果厚壳桂群落的凋落物及其氮素动态

 对鼎湖山季风常绿阔叶林的黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落的凋落物量进行了两周年的观测,结果分别是12.16和6.58t·ha-1·yr-1。不仅年间凋落物量有差别,各月凋落物量也不尽相同。气候的变化对凋落物影响较大。用自然分解法Ⅰ和Ⅱ测得凋落物年分解失重率分别为72.4%和70.2%,t-检验结果表明两种方法无明显差别。用网袋法测得凋落物的年分解失重率为64.9%,稍低于自然分解法,与尼龙袋阻隔了某些分解凋落物的生物进入袋内有关。试验开始时测得地被物层重2.87t·ha-1,含氮量36.63kg·ha-1,一年试验期间通过凋落物进入地被物层的氮量为172.19kg·ha-1,合计地被物层应有208.82kg·ha-1的氮。但经一年分解后,在试验结束时再次测定地被物的重量和含氮量,则分别为4.32t·ha-1和55.25kg·ha-1。经计算(208.82—55.25),已有153.57kg·ha-1·yr-1的氮从地被物层流人土壤。这部分氮相当于该群落年生长需氮量的71%,营养循环相当旺盛,反映了群落处于生长发展盛期。     

鼎湖山森林凋落物量及营养元素含量研究

 本文研究了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林和针叶林的凋落物量及凋落物中主要营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的含量。8年的测定结果表明,两个森林类型的年均凋落物量(t·ha-1)及凋落物中主要营养元素的含量(t·ha-1·yr-1)分别为：常绿阔叶林9.056,0.220;针叶林2.695,0.032。凋落物中叶、枝和花果的百分组成及凋落特征各异。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林的年均凋落物量低于热带雨林而高于暖温带落叶阔叶林,说明不同气候带的森林类型,其凋落物量是有差异的。与针叶林相比较,常绿阔叶林的凋落物量较大,凋落物中主要营养元素的含量较高,凋落物的分解速率也较快,因此从提高森林的质量和增强森林的生态效益来考虑,在造林绿化上应提倡多营造常绿阔叶林或针阔叶混交林。     

森林凋落物与大型土壤动物相关关系的研究

以针阔混交林及落叶阔叶林为例,探讨了森林凋落物与大型土壤动物的相关关系。研究表明,森林凋落物中大型土壤动物的个体数依林型、凋落物厚度、凋落物量不同而异,凋落物的分解程度影响大型土壤动物的种类、数量分布,凋落物中矿质元素含量与大型土壤动物体内矿质元素含量相关较好,凋落物中微量元素含量与大型土壤动物体内微量元素含量明显不相关。本研究为揭示大型土壤动物在凋落物分解中的作用,进而为森林的经营和保护提供科学依据。     

Mites (Acari,Mesostigmata) in boreal Scots pine forest floors: effect of distance to stumps

Coarse woody debris (CWD) is a basic component of forest ecosystems and it plays a crucial role in species-poor boreal forests. Generally, previous studies have focused on differences between the forest floor and decaying logs of various tree species. The impact of distance to CWD has been investigated mainly for forest-floor snails and some groups of macrofauna, but not yet for mesostigmatid mites communities. We hypothesized that the effect of CWD decreases with increasing distance from CWD. To test this hypothesis we conducted a study in relatively species-poor Finnish boreal forest (at ca. 100 km northwest of Helsinki). In total, 81 samples were collected in 2007 from nine Scots pine (Pinus sylvestris) stumps, three microhabitats (CWD, soil/litter at 0.5 m from a stump and soil/litter at 1.5 m from a stump) and in three main directions (9 stumps × 3 microhabitats × 3 directions). Overall, 1965 mesostigmatid mites were collected representing 24 species. The mean number of mite species collected was significantly different between decaying stumps and forest litter; however, there was no significant difference between the litter samples at 0.5 and 1.5 m distance. The evenness index was significantly lower for samples collected from stumps than for litter in close (0.5 m) or far (1.5 m) distance. The most frequently encountered mite species were Veigaia nemorensis, Parazercon radiatus and Zercon zelawaiensis.     

森林群落物种组成对凋落物组成的影响

在海南铜鼓岭山麓灌木林和季雨矮林固定大样地的基础上,通过收集凋落物,比较两林型的凋落物数量及其器官组成、凋落叶物种组成,探讨森林群落物种组成与凋落物组成的关系。结果表明:(1)两林型的凋落物总量及其器官组成不同,山麓灌木林(6.227 t/hm~2)比季雨矮林的年凋落量大(5.636 t/hm~2);凋落叶是凋落物的主要组成部分,能反映凋落物的凋落情况。(2)山麓灌木林凋落物优势种和主要物种为贡甲、林仔竹、橄树等15个物种,凋落叶总量占77.72%;季雨矮林的凋落物优势种和主要物种为方枝蒲桃、肖蒲桃、贡甲等17个物种,凋落叶总量占71.84%;山麓灌木林中凋落物优势种和主要物种的叶凋落量与其组成物种的株数、总断面积、树冠面积极显著正相关而季雨矮林的凋落物优势种和主要物种的叶凋落量与其组成物种的株数极显著正相关。山麓灌木林中两者的Jaccard相似性系数为20%,季雨矮林为25.93%,两林型的群落物种组成与凋落叶物种组成不一致,热带森林群落优势种不一定是凋落物优势种。     

云南省三种典型气候带凋落物层弹尾类多样性分布格局

弹尾类是土壤动物中常见的优势类群,其作为土壤微食物网的重要组成部分,参与凋落物分解、土壤团聚体形成等重要生态过程。以往对弹尾类分布格局的研究通常关注其在不同海拔梯度或者不同生境类型下的分布情况,但在不同气候带下弹尾类多样性沿纬度分布格局仍不清楚。为讨论不同气候带下弹尾类沿纬度的分布格局及其潜在的环境影响机制,于2017年10月(雨季末期)在云南省同一经度(E 101°)分布的三种典型气候带设置海拔梯度样带:热带雨林(西双版纳,800 m、1000 m、1200 m、1400 m)、亚热带常绿阔叶林(哀牢山,2000 m、2200 m、2400 m、2600 m)、亚高山针叶林(丽江玉龙雪山,3200 m、3400 m、3600 m、3800 m),采集凋落物层弹尾类并调查分析土壤温度、土壤含水量、凋落物厚度、土壤pH、土壤容重及土壤孔隙度等环境因子。利用Berlese-Tullgren法收集土壤动物,共获得弹尾类19150只,隶属于10科29属,其中符■属(39.9%,等节■科)数量最多,其余优势属为棘■属(21.7%,棘■科)和球角■属(10.1%,球角■科),这3个属合计占总体的71.7%。凋落物层弹尾类的密度在亚高山针叶林明显高于热带雨林和亚热带常绿阔叶林,弹尾类的属数排序由多到少依次为热带雨林、亚高山针叶林、亚热带常绿阔叶林。通过最小二乘回归法对弹尾类多样性的海拔格局进行回归分析,得出弹尾类的丰富度指数(Margalef′s指数、Menhinick′s指数)、多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数)和均匀度指数(Pielou均匀度指数)沿热带雨林、亚热带常绿阔叶林、亚高山针叶林呈单调递减格局。通过全模型子集回归筛选最佳环境模型表明,温度是影响弹尾类多样性沿不同气候带分布格局的主要环境因子。本研究为预测不同气候带下弹尾类多样性如何响应环境变化提供参考。     

滇中常绿阔叶林及云南松林水文作用的初步研究

 本文研究了滇中地区山地常绿阔叶林及云南松林的林冠截留量,冠流和茎流量,地表水土流失量,林地枯枝落叶层持水量,土壤含水量以及雨水、冠流、茎流和地表迳流中营养元素(N、P、K、Ca和Mg)的含量,并分析比较了针、阔两类森林调节和涵养水分的作用和降水中林冠养分的淋溶、迁移特点,对了解滇中亚热带山地森林生态系统的功能和生产力的研究,对本区森林资源的保护,林业的合理经营,均有重要意义。