浙西南常绿阔叶林凋落物空间分布及其对土壤养分的影响

凋落物作为养分的有效载体对于森林养分循环具有重要作用。近年来学者们对凋落物开展了大量研究,但森林内部凋落物的空间分布及其对土壤养分空间异质性的作用一直没有得到充分重视。利用位于浙江西南部的百山祖亚热带中山常绿阔叶林5 hm²森林动态监测样地中50个凋落物收集器2009-2017年收集到的凋落物产量数据和相关的地形和土壤养分数据,运用同步自相关回归分析地形和群落结构因素对凋落物及其组分产量的影响,利用多元线性混合效应模型研究了地形和年均凋落物输入量与土壤养分含量的关系。结果表明（1）地形因子中仅凸度与总凋落物以及叶凋落物产量呈显著正相关;（2）邻域内的大树和中树（胸径≥ 5 cm）的平均胸径显著提高总凋落物、叶凋落物和小枝及树皮凋落物产量,而邻域物种数显著提高总凋落物、叶凋落物和繁殖器官凋落物产量;（3）地形凸度与表层（深0-10 cm）土壤有机质含量显著正相关,但与近表层（深10-20 cm）土壤总氮、有效磷和速效钾含量显著负相关;（4）凋落物输入量显著提高表层（深0-10 cm）土壤的碱解氮和有机质含量。总体来看,百山祖常绿阔叶林凋落物产量的空间变异受到地形和森林群落结构因素的制约,并影响林内土壤养分的空间异质性。     

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.     

神农架海拔梯度上4种典型森林凋落物现存量及其养分循环动态

研究神农架地区典型森林凋落物现存量及其养分动态对认识我国北亚热带森林生态系统养分循环过程及森林碳循环的机理具有重要的参考价值。通过对神农架海拔梯度上4种典型森林常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林及亚高山针叶林凋落物年凋落量及其养分归还量的研究,发现:森林凋落物量随海拔增加呈现先上升后降低的趋势,由低海拔到高海拔,凋落物年凋落量分别为6807.97、7118.14、6975.2和4250.67 kg/hm²。各森林类型凋落物量年变化呈双峰型,高峰期出现在4-5月份、11月份。凋落物养分归还以N 最高(132.06、162.29、157.12和185.77 kg/hm²),以P最少(4.62、4.39、8.24和4.15 kg/hm²),养分归还总量随海拔高度增加而减少。     

鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林凋落物的养分动态

本文探讨鼎湖山季风常绿阔叶林调落物养分特征,分析了其动态、季节间与种间变异、构成特征等。结果表明,该群落各种群含氮量的季节变化较小,各个种的变异系数多在15％以下,但磷、钾和钠的变异较大。无论在群落还是在种的水平上,各种营养成份间均没有显著的相关性。除磷外,不同种问养分含量有显著差异,季节间则除镁外无显著差异,磷在红壤地区土壤中难于利用的主要原因可能是不同植物在磷的利用上趋同．全年通过凋落物回归土壤的养分量为氮99．88kghm-2,磷15．03kghm-2．钾27．01kghm-2,钙37．11kghm-2;镁12．19kghm-2。在该群落中,椎栗是对落叶养分贡献最大的种,荷木其次。8月是当年凋落物养分量最高的月份,主要是由于台风作用产生大量的枝叶折落,12月则是最低月份,两者在构成上的主要区别是8月份枝条所持养分量极大,而12月份枝条极少。全年凋落物养分出现两次高峰,4月和8月,而以较寒冷的1、2、11、12月份最低。     

增施氮磷肥对木荷林凋落物生产量及其养分的影响

以浙江天童常绿阔叶林木荷群落为对象,2011年研究了不同施氮磷肥水平下凋落物生产量和养分动态特征.结果表明: 增施氮磷肥处理后,木荷群落凋落物的年生产量在6.82～8.30 t·hm^-2·a^-1,呈“三峰型”季节动态模式;凋落物年平均氮含量(P处理除外)和年平均磷含量增加;凋落物氮磷含量季节动态发生改变,而对凋落物氮年归还量(60.05～7147 kg·hm^-2·a^-1)和磷年归还量(2.94～3.93 kg·hm^-2·a^-1)没有显著影响.与对照相比,试验初期(2011年春季)各施肥处理下的凋落叶氮磷比普遍较高,而2011年冬季较低,说明长期施加氮磷肥可能改变森林生态系统原有的氮磷限制状况.     

神农架常绿落叶阔叶混交林凋落物养分特征

凋落物是联结陆地生态系统植物与土壤养分的重要媒介,了解凋落物养分特征有助于理解陆地生态系统物质循环的机理。该研究于2015年收集了神农架地区常绿落叶阔叶混交林的新鲜凋落物及现存凋落物,测定其不同器官中大量元素(C、N、P、K、Ca、Mg)的含量,据此分析其养分含量、养分归还量、养分储量及化学计量比的特征。结果发现:该常绿落叶阔叶混交林新鲜凋落物的C、K养分含量显著高于现存凋落物,N、P、Ca、Mg养分含量显著低于现存凋落物;其凋落物大量元素的养分归还量及养分储量大小顺序均为C Ca N Mg K P,分别为1569.84、52.44、34.82、6.24、5.24、1.30 kg hm~(-2) a~(-1)及1835.29、87.87、51.17、12.12、3.90、1.95 kg hm~(-2) a~(-1);其新鲜凋落物及现存凋落物的C∶N∶P分别为1307.33∶27.73∶1及976.48∶26.77∶1,新鲜凋落物的C∶N、C∶P显著高于现存凋落物,N∶P无显著区别。研究表明,新鲜凋落物与现存凋落物养分含量之间的差异与不同元素在分解过程中的可淋溶性及生物固持等因素有关。该地区常绿落叶阔叶混交林凋落物养分归还量及养分储量相对于亚热带阔叶林平均水平较低;且显著低于喀斯特地区同类型森林,主要与其凋落物产量、降水量及植被类型有关。该森林生态系统新鲜凋落叶与中国及全球范围内阔叶树种凋落叶相比C∶N较低,C∶P、N∶P较高,这可能是由于该地区N沉降及P限制现象较为严重所致。     

雷州半岛桉树人工林凋落物量和养分循环研究

为了解雷州半岛地区桉树人工林凋落物量和养分归还特征,对不同林龄人工林凋落物量和养分动态连续12个月进行监测。结果表明,桉树人工林的凋落物总量为5 a9 a7 a,5 a生桉树人工林的凋落物总量显著高于7和9 a生林分,且7和9 a生林分间没有显著差异。不同林龄桉树人工林凋落物总量具有明显的季节变化,均呈双峰型,峰值出现在雨季初期和末期。林分结构因子同凋落物量相关性不显著,但气候因子中的月均温与凋落物量存在显著正相关关系。不同林龄桉树人工林的养分年循环量由凋落物量和凋落物养分含量共同决定,氮、磷、钾元素的养分年归还总量为9 a7 a5 a,且彼此间达到显著差异。凋落物养分元素归还高峰期集中在雨季前后,以冬季养分归还量较低。因此,为增加桉树人工林产量且利于人工林地力恢复,桉树人工林应适当增加种植年限,且采伐季节选择在冬季。     

福建三种常绿阔叶林碳氮磷生态化学计量特征

为探明福建三种常绿阔叶林生态系统的养分循环状况及其主要影响因素,采用样地调查采样法,研究了福建武夷山自然保护区甜槠（Castanopsis eyrei）林、天宝岩自然保护区刨花润楠（Machilus pauhoi）林和虎伯寮自然保护区薄叶润楠（Machilus leptophylla）林的植物、凋落物和表层土壤（0-10 cm）碳（C）、氮（N）、磷（P）含量、化学计量特征及其与环境因子的相关性。结果表明：（1）比较3个样点同组分C、N和P含量,除了乔木层的N含量外,虎伯寮植物和凋落物层C、N和P含量均显著高于天宝岩和武夷山;武夷山表层土壤的C和N含量显著高于虎伯寮和天宝岩,P含量排序为天宝岩>武夷山>虎伯寮。（2） P是福建天然林植物生长的主要限制因子,土壤P的缺乏是影响福建常绿阔叶林养分循环的重要因素。（3）植物叶片与凋落物中的养分含量及化学计量比呈极显著正相关,与表层土壤呈极显著负相关,可见福建常绿阔叶林生态系统养分循环过程中,土壤养分消耗速率超过了凋落物的养分供给速率,导致生态系统养分循环缓慢。（4）气温和土壤C ∶ N是影响常绿阔叶林生态系统养分循环的关键环境因子。     

不同坡向凋落物分解对土壤微生物群落的影响

采用空间与时间序列并用的方法,对贵州茂兰喀斯特森林阳坡和阴坡凋落物的分解特征及土壤微生物进行1年的野外调查和测定,探讨凋落物分解规律及其对土壤微生物群落的影响。凋落物在分解1年后的质量损失率约为72%,在分解过程中的碳、磷元素表现为释放,氮元素表现出富集;土壤微生物各群落磷脂脂肪酸(PLFA)在分解过程中的平均含量表现为:细菌(149.8 nmol/g)放线菌(63.9 nmol/g)真菌(31.3 nmol/g),阳坡和阴坡的微生物总PLFA在180d(559.2 nmol/g)和360d(513.6 nmol/g)的含量显著高于分解前;随分解时间的增加,阳坡细菌特征磷脂脂肪酸18:1ω7c的含量增加最大,其次是cy19:0和真菌特征磷脂脂肪酸18:1ω9c,阴坡土壤微生物PLFA含量表现出减少的趋势,细菌特征脂肪酸18:1ω7c减少量最大,约9.42 nmol/g,其次是i15:0和真菌特征脂肪酸18:1ω9c,约减少4.29—4.86 nmol/g;凋落物养分释放特征与微生物群落间的Spearman相关分析表明,真菌群落与碳元素释放率呈显著正相关关系,细菌群落与凋落物碳、磷元素的释放呈极显著正相关关系,且阳坡凋落物分解对微生物群落的影响高于阴坡。坡向和凋落物养分释放量对喀斯特森林凋落物的分解及土壤微生物群落的影响较显著,特征磷脂脂肪酸18:1ω7c、cy19:0、i15:0和18:1ω9c对环境变化的响应较为敏感。     

秦岭西部山地针叶林凋落物层的化学性质

凋落物作为土壤和植物的结合点在森林生态系统的养分和能量循环方面起着重要作用。凋落物的产量及其元素浓度制约着林下凋落物层和矿质土壤的养分归还。本研究利用野外实地观测和室内分析相结合的方法对秦岭西部山地不同针叶林凋落物层分解过程的特性（如凋落物储量、分解速率、周转时间和养分元素贮量及回归量）进行了研究,结果表明：1）林下凋落物现存量（8.46～29.81 t·hm^-2）远大于年凋落物量（2.96～4.23 t·hm^-2·a^-1）,凋落物分解速率相对较低、积累很强,系统养分循环参数小;2）营养元素在凋落物层中含量的分布格局因树种不同而不同,但不同树种凋落物层营养元素（N、P、K、Ca、Mg、Fe）的储量均为：未分解层（U层）<半分解层（S层）<分解层（D层）;3）不同树种林下凋落物层平均营养元素的储量为：Ca：357.71 kg·hm^-2>N：175.72 kg·hm^-2 >Fe：102.50 kg·hm^-2>Mg：54.21 kg·hm^-2>K：31.96 kg·hm^-2>P：16.78 kg·hm^-2;4）林下凋落物的分解过程是一个养分积累的过程,营养元素最终普遍在分解层（D层）中富集;5）树种和人为经营情况对森林凋落物层的性质和分解状况有较大影响,林下凋落物分解速率表现为：云杉林< 松林< 落叶松林。     

万木林自然保护区2种天然林及杉木人工林凋落量及养分归还

通过对福建建瓯万木林自然保护区内以观光木(Tsoongiodendron odorum,TSO)和细柄阿丁枫(Altingia gracilipes,ALG)为建群种的2种天然林及杉木(Cunninghamia lanceolata,29年生)人工林凋落量与养分归还为期3a(2000~2002年)的研究表明,3种林分年均凋落量(t.hm-2)范围从杉木人工林的4.63t.hm-2到观光木林的6.74t.hm-2,叶所占比例范围为62%~69%。细柄阿丁枫林凋落量每年只出现1次峰值(3月份或4月份),观光木林的出现2次(3月份、6~8月份),而杉木林的则出现3次(3月份或4月份、6~8月份和11~12月份)。3种林分Ca和Mg年归还量大小排序与按总凋落量的不同。除杉木人工林的Ca年归还量最大外,其余养分年归还量均以观光木天然林的最大。通过凋落物各组分的养分归还中,落叶是养分归还的主体。与针叶树人工林相比,天然林的凋落量大、养分归还量高,具有良好维持地力的能力。因此,保护和扩大常绿阔叶林资源已成为南方林区实现森林可持续经营的重要措施之一。     

天童常绿阔叶林演替系列植物群落的N∶P化学计量特征

 土壤氮磷养分对植物生长的限制性可通过植被的N∶P化学计量特征来反映。该研究以常绿阔叶林演替系列为对象,将N∶P作为诊断指标,揭示 常绿阔叶林次生演替过程中植物群落的N∶P化学计量特征和养分限制作用。结果显示：1)物种水平的N∶P大小不一,但演替系列总体的变化特 征表现出了较高的一致性。2）在群落水平上,次生演替初期的灌草丛N∶P极小(7.38),远远低于14,当演替进入灌丛阶段,N∶P 显著增高到 19.96,在进入演替中期的针叶林(14.29)和针阔混交林(14.21)时,N∶P显著下降到 14～16之间,演替中后期的木荷(Schima superba)群落 (18.77)和栲树(Castanopsis fargesii)群落(20.13)的N∶P发生了显著的升高过程 。根据以往对N∶P临界值的确定,可以认为,常绿阔叶林次 生演替初期的植物群落生产力主要受到氮素的限制作用;演替中期的针叶林和针阔混交林主要受氮磷的共同限制,但以氮素的限制作用更为强 烈;演替中后期植物群落主要受到土壤磷素的限制作用。     

Litterfall production, decomposition and nutrient use efficiency varies with tropical forest types in Xishuangbanna, SW China: a 10-year study

Litterfall production, decomposition and nutrient use efficiency in three different tropical forest ecosystems in SW China were studied for 10 years. Annual mean litterfall production in tropical seasonal forest (TSF) (9.47?±?1.65 Mg ha^?1) was similar to that in man-made tropical forest (MTF) (9.23?±?1.29 Mg ha^?1) (P?>?0.05) but both were significantly lower than that in secondary tropical forest (STF) (12.96?±?1.71 Mg ha^?1) (P?<?0.05). The annual variation of litterfall was greater in TSF (17.4%, P?<?0.05) than in MTF (14.0%) or STF (13.2%). The annual mean decomposition rate of litterfall increased followed the order of MTF (2.72)?<?TSF (3.15)?<?STF (3.50) (P?<?0.05), which was not correlated with annual precipitation or annual mean temperature, but was rather related to litter quality. The nutrient use efficiency was found to be element-dependent and to vary significantly among the three forest types (P?<?0.05). These results indicate that litterfall production and decomposition rates in different tropical forest systems are related to plant species composition and are influenced strongly by coexisting species and their life stage (age) but less so by the species richness. Constructing multi-species and multistory man-made tropical forest is an effective way to enhance biological productivity and maintain soil nutrients on degraded tropical land.     

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。     

Effects of forest-pasture edge on C,N and P associated with <Emphasis Type="Italic">Caesalpinia eriostachys</Emphasis>, a dominant tree species in a tropical deciduous forest in Mexico

Forest fragmentation in tropical ecosystems can alter nutrient cycling in diverse ways. We have analysed the effects of the forest-pasture edge on nutrient soil dynamics in a tropical deciduous forest (TDF) in Mexico. In two remnant forest fragments, both larger than 10 ha, litterfall, litter and soil samples associated to the tree Caesalpinia eriostachys were collected at five distances from the pasture edge into the inner forest (10 m in the pasture and 0–10, 30–40, 70–80 and 100–110 m towards the forest interior). We measured the concentrations of carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) in litterfall, surface litter and soil, and soil microbial C (C_mic) and microbial N (N_mic). Soil nutrient concentrations and C_mic and N_mic were lower in the pasture soils than in the forest soil samples. Total C and N pools, and C_mic and N_mic in the pasture were lower than in the forest. In contrast, net N immobilization and the increase in N_mic from rain to dry season increased from the edge to the inner forest. Soil P concentration was lower in the pasture and at the first distance class in the forest margin (0–10 m) than in the sites located further into the forest, while litter P concentration had the inverse pattern. Litterfall P was also reduced near the edge and increased towards the forest interior. As a consequence, litterfall C:P and N:P ratios decreased from the edge to the inner forest. These results suggest that the forest–pasture edge disrupts P dynamics within the first 10 m in the forest. Thus, plants' use of nutrients and productivity could be altered in the edge of fragmented forests.     

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。     

竞争对马尾松和木荷觅取异质分布养分行为的影响

为了研究邻株竞争对马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)觅取异质分布养分机理和行为的影响, 我们设计单植、双株纯栽和两株混植3种栽植方式, 构建了同质和异质养分环境开展盆栽实验。结果表明: 单植时, 马尾松和木荷苗木生长对斑块养分反应敏感, 与同质养分环境相比, 两树种在异质养分环境中具有苗高生长量大、干物质积累量高、根系在富养斑块中大量增生, 根系N、P含量和吸收效率高等特点。在异质养分环境中, 木荷与马尾松邻株竞争时的生长表现优于双株纯栽模式而与单植处理相近, 根系形态可塑性和生理可塑性在其觅取斑块养分中的作用显著增强; 与木荷邻株竞争时, 马尾松苗高生长也表现出较单植和双株纯栽模式一定的优势, 这与其根系的广布性、觅养精确性和反应敏感度变化较小及富养斑块中根系P素含量和吸收效率较高等有关。相反, 同种邻株竞争则使得异质养分环境中马尾松和木荷的根系广布性减小, 反应敏感度减弱, 富养斑块中根系N、P含量降低, 苗高生长量和干物质积累量减小。与马尾松相比, 同种邻株竞争对异质养分环境中木荷生长的负向影响更为强烈。建议在生产中采用混交造林的方式促进马尾松和木荷生长。若要营造人工纯林, 可通过适当降低初植密度或及时调控林分密度促进林木生长。     

重庆酸雨区人工木荷林对土壤化学性质的影响

 在属于酸雨区的重庆市铁山坪林场,选择在马尾松（Pinus massoniana）纯林火烧迹地上人工营造的木荷（Schima superba）纯林,采用钻取 土芯法调查木荷对土壤化学性质的影响,并与毗邻的同时造林但未遭受火烧的马尾松纯林比较。结果表明,木荷纯林0～20和20～60 cm土层的 pH值分别为3.61和3.77,盐基饱和度分别为4.68％和7.92％,而马尾松纯林的pH值分别为3.78和3.88,盐基饱和度分别为9.25%和16.32%。与马 尾松纯林相比,木荷纯林土壤的交换性盐基离子（K⁺ 、Na⁺ 、Ca ²⁺和Mg ²⁺ ）和全磷含量普遍低,而酸性阳离子Al ³⁺ 、Fe ³⁺和H⁺含量明显偏高 （p<0.05）。结果说明,并非木荷作为阔叶林对酸化土壤的改良作用就好于作为针叶林的马尾松,木荷纯林导致了土壤酸化加剧,养分非常缺 乏。因此,在酸雨区土壤酸化条件下,如果采用木荷营造防火林带或者进行马尾松纯林改造时,不宜集中大片营造木荷纯林,以避免对土壤环 境产生不利影响。     

Nutrient dynamics within amazonian forest ecosystems

Summary A comparative analysis on the rate of fine litterfall and its associated nutrient fluxes was carried out in a mixed forest on Tierra Firme, a tall Amazon Caatinga and a Bana on podsolized sands near San Carlos de Rio Negro. There was seasonality in leaf fall and total litterfall in mixed forest and tall Amazon Caatinga forest but no definite trend in the Bana. Litterfall curves were significantly correlated among sites indicating common regulating factors in the three forests. Leaf litter from mixed forest on Tierra Firme was richer in N with extremely low Ca and Mg concentrations; tall Amazon Caatinga litter had higher P and Mg concentration, while Bana litter was low in N but K concentration was twice as high as in the other two forests. Annual fine litterfall in Tierra Firme mixed forest was nearly 4 times higher than in Bana, But N flux was 10 times higher, while Ca and Mg fluxes were similar. Tall Amazon Caatinga had Ca and Mg fluxes in litterfall 2–3 times higher than the other two forests. Within-stand efficiency of nitrogen, calcium and magnesium use, as measured by biomass/nutrient ratios, differentiates Tierra Firme from Caatinga and Bana forest: Tierra Firme has the lowest N, but the highest Ca and Mg use efficiencies. Higher P use efficiency was measured in Bana followed by Tierra Firme and Caatinga; while Tierra Firme and Caatinga showed similar higher K use efficiencies than Bana. N/P ratios indicates that Tierra Firme forest is limited by P availability, while low N availability predominates in Caatinga. Bana appears limited by both N and P. These differences probably relate to variations in degree of sclerophylly and leaf duration which determine leaf nutrient concentrations in the ecosystems studied.