中亚热带森林转换对凋落物养分归还及养分利用效率的影响

为了解中亚热带森林转换对森林生态系统碳及养分循环的影响,以中亚热带米槠天然林、森林转换后的米槠次生林和杉木人工林为对象,对3种林分的凋落物量、养分归还量和养分利用效率进行4年研究.结果 表明:米槠天然林转换为米槠次生林和杉木人工林后,年凋落物量分别下降29.0％和45.7％,凋落物氮归还量分别下降34.0％和72.7％...     

养分输入方式对森林生态系统土壤养分循环的影响研究进展

土壤养分循环对森林生态系统稳定性维持、树种选择及更新、可持续经营具有重要意义,掌握养分输入来源及过程可指导森林生态系统物质循环与能量流动分析及生态功能评估。凋落物、根系周转、根系分泌物是森林土壤养分的主要来源,是土壤养分循环的重要组成部分。本文分析了3种主要养分输入方式及其影响因素,总结了凋落物组成及理化性质、生物因子、环境因子等对凋落物分解及土壤养分循环的影响;综述了细根底物性质、树种组成、土壤生物、环境因子变化对细根周转及土壤养分循环的影响;探讨了根系分泌物对土壤养分循环过程的作用,基于此,提出了该领域亟需深入研究的重要方向,以期为相关研究及森林生态系统养分管理提供参考。     

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。     

西藏高原主要森林类型凋落物碳储量及空间分布格局

凋落物是森林生态系统的重要组成部分,其作为养分的基本载体,在养分循环中是连接植物与土壤的"纽带",其碳库直接影响着土壤碳库及森林生态系统的碳库。本文以西藏高原冷杉、云杉、高山松、云南松、高山栎、柏木森林类型为研究对象,采用直接收获法对森林凋落物碳储量进行研究。结果显示:凋落物碳储量随着龄级的增大而增加;凋落物碳储量随海拔的升高而增加,在3200~3600 m碳储量最大,随后碳储量开始下降;林芝地区凋落物碳储量最大,其次是山南地区和日喀则地区,最小的是昌都地区。     

海南岛尖峰岭热带山地雨林及其更新群落的凋落物量与贮量

 本文对海南岛尖峰岭热带山地雨林及其更新群落的凋落物产量动态、各组分的季节变化规律及凋落物贮量进行了研究,分析比较了这两个林分的凋落节律的异同,并对凋落枝的收集方法进行了对比。本文指出：“双凋落峰”和“由于台风影响而产生大量非正常凋落物”是尖峰岭热带森林的两个重要的凋落特征。本项研究对深入了解热带林生态系统的功能、对热带森林资源的保护和永续利用均有重要意义。     

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。     

核磁共振技术在森林凋落物分解研究中的应用

凋落物分解是连接森林生态系统地上和地下部分的关键过程,影响着森林生态系统的养分循环,对全球碳(C)循环和森林生态系统生产力具有重要的调控作用。特别是,在当前全球气候变化的背景下,研究森林凋落物不同有机C组分的分解动态对于了解土壤有机质的形成、稳定性及其对气候变化的反馈效应至关重要。核磁共振技术(NMR)具有无损和非侵入等特点,是研究有机化合物结构的有效手段,已在凋落物分解研究中得到广泛应用。本文概述了NMR技术应用于森林凋落物分解过程的最新研究进展,包括森林凋落物有机C基团的NMR特征,凋落物分解过程中不同C基团的变化特征及其机理、凋落物分解过程的NMR评价指标等,并分析了NMR技术在凋落物分解研究中存在的问题和未来研究方向。NMR技术将有助于了解凋落物有机C基团的分解特征及其对土壤有机质形成和稳定的影响机理。     

阔叶红松林不同演替阶段凋落物产量及其稳定性的影响因素

凋落物产量是生态系统净初级生产力的重要组分, 也是连接地下与地上生态过程的关键环节。但在森林演替进程中, 生物多样性、林分因子、功能性状如何共同影响凋落物产量及其时间稳定性, 其机理有待进一步研究。该文在阔叶红松(Pinus koraiensis)林分布的北界黑龙江胜山保护区, 选择从演替早期到红松原始林的4个演替(或发育)阶段, 连续3年测定凋落物产量, 以3年凋落物产量的变异系数的倒数(1/CV)反映其稳定性。采用层次划分和变异分离等方法研究林分因子(最大树高、胸径、胸高断面积、林冠空隙度)、群落水平功能性状(叶碳、氮含量及比叶面积)和乔木多样性(物种、功能、谱系多样性)对凋落物产量及其稳定性的相对作用大小。结果表明, 演替早期凋落物产量显著低于后3个演替阶段, 从演替中期至演替晚期凋落物产量无显著差异。凋落物产量的稳定性随演替进展显著提高。对变量重要性的评价表明, 凋落物产量主要受林分因子(最大树高、胸高断面积、林冠空隙度)和性状(叶碳含量)的影响, 物种丰富度也起一定作用; 而功能多样性对于凋落物稳定性的作用最大, 其次是林分因子(如最大胸径)。生物多样性对凋落物产量的独立解释力仅为0.41%, 而对其稳定性的独立解释力为33.12%, 说明多样性对凋落物稳定性有着独立于林分因子、性状之外的重要作用。同时, 林分因子、生物多样性、性状之间存在较强的协同作用(最高达53.8%), 说明这3种因素共同作用于凋落物产量及其稳定性。研究结果表明, 森林的恢复演替不仅能提高森林生产力, 还可有效提高生态系统稳定性, 因此, 保护原始林及促进森林恢复演替是提高生态系统功能的有效手段。     

贺兰山不同林分凋落物微生物群落特征与影响因素

贺兰山是我国重要生态屏障,贺兰山生态森林生态系统保护受到极大关注,森林凋落物及土壤微生物对全球气候变化研究具有重要意义。目前,贺兰山不同林分的凋落物分解过程中微生物群落结构特征差异、不同凋落物化学组成对微生物群落结构的影响尚不清楚。以贺兰山具有代表性的3种林分（油松林、青海云杉林以及油松-山杨混交林）凋落物为研究对象,开展凋落物化学组成、微生物群落组成及多样性特征研究,揭示不同林分凋落物的优势微生物群落特征和影响因子。结果表明,3种林分凋落物的细菌和真菌在多个多样性指数之间差异性均不显著,但是在多样性指数中真菌PD whole tree指数显著大于细菌,真菌Shannon指数与Ghao1指数却显著小于细菌。在门水平上不同林分凋落物的微生物优势菌类无显著差异,但在属水平上差异显著,而且细菌差异小于真菌,在各个分类水平上,凋落物细菌和真菌群落组成均表现为油松-山杨混交林＜青海云杉林＜青海云杉林,凋落物微生物多样性在青海云杉林中最为丰富。细菌不同节点间连接线负相关数量略大于正相关,真菌则相反。油松林凋落物与其它林分凋落物相比,微生物群落之间联系更加紧密。油松林凋落物OC含量最大、青海云杉林凋落物的TK含量最大、油松-山杨混交林的TN含量最大,且在3种林分中显著差异。相关性分析表明OC、TN、TP、TK是影响凋落物细菌和真菌群落组成及多样性的主要因素,冗余分析表明不同林分凋落物的微生物多样性指数受养分影响,凋落物OC、TN、TP、TK是影响微生物群落组成和多样性的重要因素,其中OC与微生物群落多样性相关性最显著,是影响凋落物细菌和真菌群落组成和多样性最主要的因子。     

长白山红松云冷杉林林内降水的养分输入

1 引言 在林地里,树木的叶子、枝条、树皮、果实,有时甚至整株树木都周期性地归还土壤,这种凋落物养分归还是森林生态系统的一个重要特点。但林木吸收的大部分养分,除由凋落物归还土壤外,还能由树冠淋洗归还土壤,在我国东北地区森林生态系统研究工作中,红     

绵阳官司河流域主要森林类型凋落物含量及动态变化

对绵阳官司河流域代表性森林——桤柏混交林、柏木纯林、松栎混交林和松柏混交林的凋落物量、组成特征和季节动态变化及其凋落物中N、P、K含量进行了定位观测和研究,结果表明：其年均凋落物量分别为4．229（3．732—4．828）、5．133（4．215—6．545）、5．701（5．133—6．642）t·hm^-2和5．351（4．762—5．854）t·hm^-2;叶、枝、花果、松皮和杂物的比例分别为72．1：8．9：11．9：0：7．1、75．4：9．0：9．0：0：6．5、79．7：11．0：6．3：0．5：2．4和60．4：9．5：16．0：7．5：6．5;灌木凋落量分别占总凋落量的16．4％、1．5％、9．5％和12．1％;凋落物的年变化规律为：桤柏混交林和柏木林主要集中在生长季,松柏混交林为双峰型,出现在生长季早期和休眠期,松栎混交林为单峰型,为12月份;凋落物中N、P、K元素含量以N素最高,其次是K素,P素最少,N、P、K总量分别为62．702、70．596、79．228kg·hm^-2a^-1和80．011kg·hm^-2·a^-1。     

华南人工林凋落物养分及其转移

对华南 5种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小依次为 :马占相思 (11.1t·hm-2 ) >湿地松 (7.3t·hm-2 ) >荷木 (6 .5t·hm-2 ) >大叶相思 (4.8t·hm-2 ) >柠檬桉(2 .6t·hm-2 ) .马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型 .5种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯老叶中转移N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大 .各种人工林对其它元素的转移现象不确定 .     

沿海拔梯度武夷山3种典型森林凋落物及养分归还动态

为了解武夷山森林凋落物量和养分归还特征,对武夷山3个海拔典型森林的凋落物量和养分动态开展连续3年的监测。结果表明,常绿阔叶林(645 m)、针阔混交林(1 028 m)和针叶林(1 442 m)的凋落物总量分别为471.25、453.77和409.84 g/m~2,森林凋落物总量随海拔升高呈减少的趋势。武夷山3种典型森林的凋落物总量具有明显的季节变化,均呈双峰型,但常绿阔叶林与针阔混交林和针叶林的凋落物总量峰值和次峰值出现时间近似相反。3种典型森林凋落物中落叶占绝对优势(78.1%～87.6%),落枝和其他组分较少。武夷山3种典型森林凋落物的养分年归还量均表现为C N K P,且养分归还总量随海拔升高而减少。常绿阔叶林的凋落物量和养分归还量较高,可能与环境条件和植被特征相关。这为中亚热带森林生态系统养分循环和森林碳循环机理研究提供了理论依据。     

Associations between litterfall dynamics and micro-climate in forests of Putuoshan Island,Zhejiang, China

Aims Seasonal litterfall production plays an important role in the carbon and nutrient cycling in forest ecosystems. This study examines the effects of micro-environmental factors on seasonal litterfall dynamics in the forests of Putuoshan Island, Zhejiang Province of eastern China.
Methods The study covers five forest types, including Liquidambar formosana forest, Cinnamomum japonicum and Machilus thunbergii forest, Pinus massoniana forest, Cyclobalanopsis glauca forest, and Distylium gracile forest, in Putuoshan Island. We collected micro-meteorological data, and measured monthly litterfall in stands of the five forest types over one year. Redundancy analysis (RDA) was performed to determine the effects of micro-climatic factors on litterfall production．
Important findings The average annual litterfall production ranged from 3.45 to 5.36 t·hm^-2·a^-1 across five types of forests, albeit no effect of forest types on the litterfall production. The partitioning of litterfall components differed among the five forest types. The seasonal litterfall production exhibited two contrasting patterns, i.e. double climax curve and triple peaks, and varied significantly among the five forest types. Moreover, the peak in the litterfall production mostly occurred in the windy months of the year, such as in April, July and December, which was consistent with the dynamics of wind speed. RDA results showed that components of litterfall production in different months were controlled by different micro-climatic factors. The total, leaves, fruits, and miscellaneous litterfall productions were directly and positively affected by air temperature. Twig litterfall production was positively affected by the overstory wind velocity. Flower litterfall production was negatively affected by air humidity. In summary, forest types had no effects on litterfall production. However, variations in litterfall productions were explained by air temperature, air humidity, and overstory wind velocity in the forests studied.     

浙江普陀山岛森林凋落物动态与微气候的关联性

森林凋落物动态是森林生态系统过程中的重要组成部分, 探索森林凋落物动态特征与微气候间的关系, 对深入了解生态系统变化过程运行机理具有重要意义。该研究以浙江普陀山岛典型森林类型枫香(Liquidambar formosana)林、天竺桂(Cinnamomum japonicum)+红楠(Machilus thunbergii)林、马尾松(Pinus massoniana)林、青冈(Cyclobalanopsis glauca)林、台湾蚊母树(Distylium gracile)林为研究对象, 探究森林凋落量与微气候的关系。结果表明: 1)森林年凋落量介于3.45-5.36 t·hm^-2·a^-1, 年凋落量各组分比例表现出不同的组成特征, 森林类型与森林月凋落量无关。2)森林月凋落量动态模式主要呈双峰型和三峰型, 凋落峰值和风速峰值趋势相一致, 主要集中在台风干扰较大的4、7、12月份。3)冗余分析结果表明, 影响不同组分月凋落量的微气候因子不同: 月总凋落量、叶凋落量、果凋落量和碎屑凋落量的主要控制因素均为空气温度, 随空气温度的升高而增大; 枝凋落量的主要影响因素是森林上层风速, 同样起着显著的正向作用; 花凋落量与空气湿度之间呈负相关关系。森林年凋落量各组分所占比例存在差异, 森林月凋落量和森林类型无关, 主要与空气温度、空气湿度、森林上层风速等微气候因子有关。     

6种温带森林凋落量年际及年内动态

森林凋落物量及其组分因生态系统结构特征和环境变化而表现出明显的时间动态,从而影响森林生态系统物质循环和生态服务功能。连续6年观测帽儿山地区6种温带森林凋落物量及组份的时间动态、温度和降雨量等气象因子,旨在深入了解该地区森林生态系统的物质循环过程及调控因子。结果表明:6种森林的年落凋落量差异显著,平均值依次为:蒙古栎林(4.60 t/hm~2)﹥杂木林(4.21 t/hm~2)﹥硬阔叶林(4.03 t/hm~2)﹥红松林(3.95 t/hm~2)﹥杨桦林(3.89 t/hm~2)﹥落叶松林(3.85 t/hm~2)。各森林年凋落量的年际变化表现为"升高-降低"交替波动模式,但总体上呈上升趋势。凋落物各组份的年际变化不同,枝凋落量变化较为稳定;叶凋落量与凋落总量一致,升高-降低波动明显;繁殖器官及其他凋落量随林龄增加而增加。各森林凋落物量的年内变化呈单峰曲线波动,最大值出现时间因林型而异。枝凋落量在年内表现为双峰曲线模式波动;叶凋落量年内呈单峰曲线模式波动,并与凋落总量年内动态一致;繁殖器官与其他凋落量年内动态波动平缓,无明显凋落峰值。降雨量显著影响年凋落物量(P0.05),分别解释了凋落总量、叶凋落量90%、87%变化。平均温度、积温和总降雨量显著影响凋落量年内动态,总降雨量的影响作用最为突出。因此,除林分自身的生物学特性外,降雨是影响该温带森林凋落量年内、年际动态的重要因素。     

马占相思人工林生态系统的碳格局及其动态模拟

采用BIOME-BGC模型对广东鹤山的马占相思(Acaciamangium)人工林生态系统1985～2100年间的碳格局及其动态变化进行了模拟.结果表明,马占相思生物量在前12 a增长较快,之后增长缓慢,最终达到300 t hm-2;预计2100年马占相思生物量在干、根、叶中的分配分别为73.91%、21.74%和4.35%.马占相思人工林的碳贮量在前12 a增长较快,之后增长缓慢并最终维持在325 t C hm-2左右,在造林初始阶段主要分布于土壤中,之后在植被、土壤和凋落物3大碳库中的分配分别为43.08%、52.30%和4.62%;马占相思净初级生产力(NPP)在4～12 a较大,最大可达11 t C hm-2,之后下降至3～6 t C hm-2;马占相思叶面积指数(LAI)前3 a增长迅速,5 a达到7.84,之后下降,约为2.7～5.0;LAI与NPP的回归分析结果显示LAI可能是限制马占相思林NPP增长的主要因子.模拟结果还显示马占相思林前期生长迅速,但随后生长缓慢,叶生物量还出现负增长现象.因此,我国南亚热带地区在以马占相思作为先锋树种进行地带性森林植被恢复时,可在12 a后进行林分改造.     

热带季节雨林与人工橡胶林土壤碳氮比较

选取我国西南部西双版纳地区的热带季节雨林和人工橡胶林为对象,比较了2006—2007年两种土地利用方式下凋落物输入、土壤总碳氮含量及活性碳、氮的季节性变化.结果表明:与热带季节雨林相比,橡胶林的地上年凋落物量较低,而地面凋落物残留量较高,反映了橡胶林凋落物分解速率(凋落物消失率常数值,K )较低;橡胶林凋落物和土壤的C/N比值较高,暗示了其林内有机物的可降解性较热带季节雨林弱;橡胶林表层土壤总有机碳、生物活性有机碳和微生物生物量碳含量只有热带季节雨林土壤的60%～70%,硝态氮含量较少,pH 值则比热带季节雨林土壤低1.1.说明热带季节雨林转变为橡胶林后,林内地上凋落物向土壤输入的碳、氮量减少,土壤碳、氮含量和有效性降低,并且土壤呈现酸化倾向.应制定合理的橡胶林土壤管理措施,阻止土壤质量的下降趋势,以维持橡胶林的生产可持续性.     

福建和溪亚热带雨林凋落物营养元素动态

探讨了福建和溪亚热带雨林主要营养元素通过凋落物的归还动态．结果表明,该森林一年中凋落物不同组分各元素的含量具有波动性,加权平均含量为Ｎ＞Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ＞Ｐ（落果Ｃａ＝Ｍｇ、落枝Ｃａ＞Ｋ）。通过凋落物归还Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ元素的年库流量,分别为８７．４１、３．８２、４０．８０、２８．８１和１５．３２ｋｇｈｍ（－２）,灰分量为２８４．５７ｋｇｈｍ（－２）,其中以落叶形式居最大,分别各占总量的７３．４％、６８．１％、．７７．２％、７２．９％、７４．５％和７９．９％;各元素的年库流量与年凋落物量的月分布相一致,有明显的季节性．森林地表残留物Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ元素的累积储量．分别为５４．８３、２．４５、９．６９、１７．０和９．２５ｋｇｈｍ（－２）．五种元素在林下地表的滞留时间,分别为Ｎ０．６１、Ｐ０．６１、Ｋ０．２３、Ｃａ０．５６和Ｍｇ０．５３年．