浙江天童地区常绿阔叶林退化对土壤养分库和碳库的影响

为了解常绿阔叶林退化对土壤碳库和养分库的影响,采用空间代替时间的研究方法,以常绿阔叶林顶级群落为参照,选择了次生常绿阔叶幼年林、次生针阔混交林、次生针叶林、灌丛和灌草丛代表不同的退化类型,分别对其土壤氮磷养分库、碳库进行了调查和分析。结果表明：土壤氮库贮量从大到小依次为,成熟常绿阔叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、次生针叶林、灌草丛和次生针阔混交林;土壤总磷含量也是在成熟林最高,次生针阔混交林和次生针叶林的总磷含量显著高于次生常绿阔叶幼年林和灌丛;土壤有机碳含量从高到低依次为：成熟常绿阔叶林,次生针叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、灌草丛和次生针阔混交林;土壤铵态氮在成熟林、灌丛和灌草丛的库容量最大,其次分别为次生幼年常绿阔叶林、次生针阔混交林,最小的为次生针叶林;硝态氮则在灌草丛的库容量最大,其次分别为次生针叶林、次生针阔混交林和成熟林针叶林,最小的为次生常绿阔叶幼年林和灌丛。统计显示,常绿阔叶林退化不仅导致土壤有机碳库含量的显著下降,也使得土壤氮磷养分库含量显著下降。可以认为,砍伐导致的大量生物量输出和森林管理措施的影响,植物种类组成的改变,土壤物理性质的改变以及养分和有机碳的主要生物化学转化环节发生改变是导致此类变化的主要因素,常绿阔叶林顶极群落土壤是该地区土壤的最大养分库和碳库。     

珠江三角洲3种典型森林类型乔木叶片生态化学计量学

以珠江三角洲3种典型森林类型(常绿阔叶林、针阔混交林和针叶林)为研究对象, 分析了各类型优势乔木叶片C、N、P化学计量特征。结果显示, 所有研究个体叶片C、N、P含量范围分别为434-537、6.8-23.0和0.56-2.10 mg·g^-1, C:N、C:P和N:P的分布区间分别为 21.22-70.74、227.14-844.64和5.26-20.91, 且N与P之间、C:N与C:P之间具有较好的协同性。3种森林类型中, 针叶林乔木叶片C含量最大, 加权平均值为(517.85 ± 35.96) mg·g^-1, 其次是针阔混交林((509.47 ± 19.38) mg·g^-1), 常绿阔叶林最小((481.59 ± 18.35) mg·g^-1); 针叶林乔木叶片N含量((12.20 ± 5.65) mg·g^-1)最大, 其次是常绿阔叶林((11.50 ± 4.24) mg·g^-1), 针阔混交林((10.51 ± 5.22) mg·g^-1)最小; 各森林类型乔木叶片P含量大小顺序与C含量完全相反, 为常绿阔叶林((1.31 ± 0.48) mg·g^-1)>针阔混交林((0.96 ± 0.61) mg·g^-1)>针叶林((0.77 ± 0.40) mg·g^-1)。针阔混交林乔木叶片C:N (51.35 ± 13.65)最大, 针叶林(47.40 ± 15.85)其次, 常绿阔叶林(45.59 ± 14.70)最小; 各森林类型乔木叶片C:P和N:P大小顺序相同, 均为针叶林(727.47 ± 231.52、15.71 ± 3.76)>针阔混交林(553.01 ± 152.32、10.93 ± 1.89)>常绿阔叶林(412.19 ± 200.91、9.46 ± 4.28)。同时根据乔木叶片N:P还发现, 少数阔叶树种和常绿阔叶林生产力受到N素限制。     

普洱季风常绿阔叶林次生演替中木本植物幼苗更新特征

以时空替代的方法,将针阔混交林、季风常绿阔叶林的次生林与成熟林等3个处于同一空间下的群落作为次生演替进程中的3个阶段,研究云南普洱地区次生演替过程中的木本植物幼苗更新特征,分析了次生演替过程中木本植物幼苗的物种组成、密度、高度级及与环境因子的相关性。结果表明:在8个共144 m2的幼苗样地中调查木本植物幼苗101种2014株,其中乔木幼苗是主要组成。随着次生演替的进行,木本植物幼苗、乔木与藤本幼苗密度逐渐增加,灌木幼苗密度无显著变化;藤本植物幼苗的物种丰富度随着次生演替进行而增加,乔木与灌木幼苗则无显著变化,成熟季风常绿阔叶林中木本植物幼苗Shannon-Wiener指数要显著小于针阔混交林与次生季风常绿阔叶林。次生与成熟季风常绿阔叶林木本植物幼苗多度随高度级增加而减少,针阔混交林则呈现偏峰曲线,幼苗密度均集中分布在高度20 cm以内,3个群落演替阶段木本植物幼苗物种丰富度随高度级增加呈现偏锋曲线。相似性系数反映出乔木和藤本幼苗的更新来源与群落的物种组成存在着紧密的联系。乔木幼苗密度分布与样地坡度之间存在着显著的负相关,灌木幼苗密度与土壤pH值之间存在着显著正相关。     

贡嘎山东坡典型植被类型土壤动物群落特征

为了掌握贡嘎山垂直植被带间土壤动物群落结构及多样性,2012年5月至10月间对贡嘎山东坡的常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和暗针叶林4种典型植被土壤动物群落进行了调查。共捕获土壤动物347只,隶属于10纲29目68类,其中山蛩属(Spirobolus)为优势类群。土壤动物的群落密度、生物量以及多样性呈常绿阔叶林落叶阔叶林针阔混交林暗针叶林趋势,其中密度、类群丰富度和Shannon-Wiener指数的变化具有显著差异(P0.05);落叶阔叶林和针阔混交林间的土壤动物群落结构差异明显,其他植被类型间的差异性受季节影响。从各功能群结构来看,腐食性和杂食性土壤动物占主要地位;各功能群的生物量均以常绿阔叶林和落叶阔叶林较高,针阔混交林和暗针叶林较低,而相对生物量的变化趋势各不相同,仅有腐食性功能群的生物量及植食性功能群的相对生物量在各垂直植被带间有显著差异(P0.05)。群落密度、生物量、类群丰富度、Shannon-Wiener指数以及腐食性和捕食性功能群的生物量与土壤温度呈显著相关(P0.05)。研究结果表明:贡嘎山东坡土壤动物的群落组成、多样性及功能群结构在各典型植被类型间有明显差异,土壤温度是影响土壤动物垂直分布格局的主要环境因子。     

鼎湖山自然保护区土壤有机碳贮量和分配特征

基于61个土壤剖面的数据,分析了鼎湖山自然保护区4种自然植被类型(沟谷雨林、季风常绿阔叶林、山地常绿阔叶林和山地灌木草丛)和4种次生植被类型(马尾松针叶林、针阔混交林、次生季风常绿阔叶林和常绿灌丛)的土壤有机碳贮量及其分配特征.结果如下(1)各植被类型土壤有机碳含量随深度增加而减少,但植被类型不同其减少程度不同.除 >40cm土层外,自然植被类型的土壤有机碳含量明显高于次生植被类型.(2)土壤碳密度和土壤有机碳含量一样随深度增加而减少.两大植被类型间比较,除山地灌木草丛 >40cm土层外,自然植被类型各个土层土壤碳密度都高于所有的次生植被类型对应的碳密度.对于整个土层而言,各植被类型土壤碳密度在30.9～127.9 t/hm2间,总平均为73.9 t/hm2.(3)各植被类型的土壤厚度平均为36.7～73.3cm,总平均为56.4cm.除了山地常绿阔叶林外,土壤厚度基本上沿海拔高度增加而减少.(4)保护区各植被类型总面积为1028.4 hm2,土壤总碳贮量为72287.0 t,其中0～10、10～20、20～40cm和 >40cm四个土层分别占32.0%、20.6%、25.8%和21.6%.自然植被土壤碳贮量在表层(0～20cm)的比重比次生植被的高.所有的植被类型中,混交林碳贮量贡献最大,季风常绿阔叶林次之.自然植被类型土壤在碳贮存方面发挥积极的作用.(5)通过比较,鼎湖山保护区土壤碳密度整体较低,表层土壤碳贮量贡献较大.分析表明人为干扰是制约土壤碳贮存量大小的重要因素.     

宝华山主要植被类型土壤种子库存初探

落叶常绿阔叶混交林和落叶阔叶林的土壤种子库分别有49种和33种植物,其中,前者有草本42种,灌木3种,乔木4种,密度为255粒／m2;后者有草本29种,灌木1种,乔木3种,密度为145粒／m2。两植被类型的土壤种子库组成与其现存地上植被的组成相似性极小。落叶常绿阔叶混交林林窗的土壤种子库有33个种,密度为413粒／m2,与非林窗区域的土壤种子库组成仅有53.1%的相似性。     

广东黑石顶自然保护区森林次生演替不同阶段土壤种子库的研究

对黑石顶森林次生演替过程中土壤种子库的研究表明：演替各阶段的种子库的种类组成以草本种、灌木种占优势,分别为２０．３５％－６６．６７％和１６．０９％－３５．４０％,乔木种的比例很小,为０．３５％－１１．７６％;演替初期种子库的种类最多,为３１种,针阔混交林阶段最少,为２２种,阳生性常绿阔叶林阶段种类增加至３０种,至中生性常绿阔叶林阶段基本保持稳定为２５－２６种。种子库中各层出现的物种数由上而下逐渐减     

蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系

为明确蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系, 采用野外调查取样和室内萌发实验相结合的方法, 对芦苇群落, 野艾蒿群落和林下杂草群落3种不同植被类型的土壤种子库密度, 物种组成, 地上植被以及土壤理化性质进行了调查研究。结果表明: 蔡家河湿地3种植被类型的土壤种子库密度分别为(7725±1286) 粒•m-2, (2535±556) 粒•m-2和(5085±984) 粒•m-2; 物种数量分别为36种, 28种和39种。3种植被类型土壤种子库的物种丰富度以及多样性均高于地上植被, 并且3种植被类型间土壤种子库物种组成的相似性高于地上植被, 说明土壤种子库比地上植被具有更高的稳定性。芦苇群落的种子库密度, 物种多样性指数以及土壤种子库和地上植被物种组成的相似性均高于野艾蒿群落和林下杂草群落。土壤含水量与土壤有机质是影响土壤种子库物种组成的主要土壤因子, 在土壤水分以及有机质含量高的芦苇群落中含有大量湿生植物种子, 但在水分和有机质含量低的野艾蒿和林下杂草群落未发现柳叶菜(Epilobium hirsutum)、马先蒿(Pedicularis resupinata)、问荆(Equisetum arvense)等湿生植物的种子。因此, 蔡家河湿地土壤种子库已出现一定程度的退化, 芦苇群落土壤种子库可用作退化湿地植被恢复的种源, 在植被恢复时要满足种子萌发对土壤水分和有机质的需求。     

浙江东白山次生针阔混交林群落组成及结构动态

次生针阔混交林是亚热带地区常见的森林类型,研究次生针阔混交林群落的演替特征及其更新规律,将为本地区植被恢复及森林经营管理提供重要依据。该文基于2013和2018年两次调查东白山次生针阔混交林1 hm²固定样地的数据,从木本植物组成、群落物种多样性、物种重要值、径级结构等方面,分析了东白山次生针阔混交林群落组成和结构的动态变化。结果表明:(1)2013—2018年间,群落内物种数和植株数均显著下降(P<0.05);(2)样地内DBH≥1 cm的个体死亡1 505株,年均死亡率6.40%,新增个体71株,年均补员率0.35%;(3)群落物种多样性指数均显著下降(P<0.05),其中Margalef丰富度指数下降最多,降低了25.03%,Shannon-Wiener指数降低了11.88%;(4)林冠层中常绿阔叶树种的优势地位在进一步加强,而针叶树种的优势度在逐渐下降;(5)5 a间,大、中径级的个体比例逐渐增加,小径级植株的存活个体比例逐渐下降。该研究表明,2013—2018年间,东白山次生针阔混交林群落组成和结构总体发生了较为显著的动态变化,群落处于次生针阔混交林向常绿阔叶林快速演替阶段。     

鼎湖山三种主要植被类型土壤碳释放研究

土壤呼吸是土壤微生物活性和土壤肥力一个重要指标 ,是土壤碳流通的一个主要过程 ,也是陆地生态系统碳循环的一个关键部分 ,对研究全球变化非常重要。国内土壤呼吸的研究主要集中在北京山地温带林区、尖峰岭热带森林及东北羊草草原和中亚热带等地 ,南亚热带地区森林土壤呼吸尚无报道。选取南亚热带鼎湖山自然保护区森林演替系列中的 3种主要植被类型 (季风常绿阔叶林 ,针阔叶混交林和马尾松林 )为研究对象 ,研究了土壤呼吸和与之相关的土壤微生物生物量、土壤温度和土壤含水量以及他们之间的关系。结果表明 ,季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林年均土壤呼吸速率依次是 477.9,435 .4,42 9.5 mg CO2 · m- 2 ·h- 1,土壤呼吸速率与土壤温度的季节变化规律接近 ;3种植被类型土壤微生物生物量变化规律与土壤呼吸变化规律一致 ,季风常绿阔叶林最高 ,马尾松林最低 ,土壤微生物量高的土壤中碳周转量较大 ,碳素周转还带动了其他营养元素周转 ,有利于生态系统生存和持续发展 ;季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和针叶林代谢熵依次是 0 .5 8～ 0 .60 ,0 .92～ 1 .0 0 ,1 .30～ 1 .35 ,表明 3种植被类型土壤中土壤微生物对土壤碳的利用效率依次降低。     

鼎湖山季风常绿阔叶林及针阔叶混交林节肢动物群落多样性调查

20 0 1年 5月和 10月在自然保护区鼎湖山季风常绿阔叶林和针阔叶混交林的灌木层和草本 -苗木层对节肢动物多样性进行了调查。结果表明 ,5月份的灌木层 ,季风常绿阔叶林的节肢动物物种数和个体数 >针阔叶混交林 ,相反 ,在草本 -苗木层 ,针阔叶混交林的物种数和个体数 >季风常绿阔叶林。 10月份 ,针阔叶混交林节肢动物物种数和个体数与季风常绿阔叶林间无明显差异。两林分中 ,天敌占总物种数的 2 7.5 0 %～ 87.5 0 % ,蜘蛛类群占总物种数的 18.18%～ 6 6 .6 7%、占天敌物种数的 5 3.33%～ 90 .91%。除 5月份的草本 -苗木层外 ,节肢动物的丰富度指数、多样性指数均是季风常绿阔叶林 >针阔叶混交林 ,优势集中性指数则是针阔叶混交林 >季风常绿阔叶林。     

4种不同演替阶段森林群落物种组成和多样性的比较研究

通过空间变化代替时间差异和样方法等手段,对浙江省马尾松林针叶（针叶林）、马尾松针阔叶混交林、中龄常绿阔叶林和近熟常绿阔叶林4种不同演替阶段森林群落的物种组成和多样性、群落间相似性进行了研究。结果表明,23个样地共记录维管植物53科105属170种。随着演替的进行,群落物种数、各层次的Shannon-Wiener多样性指数基本上呈现先下降后上升的趋势,并以针阔叶混交林最低,估计跟先锋物种的消失和后期物种的出现这一更替有关。随着演替的进行,各群落间的Jaccard相似性系数逐渐降低,其中针阔叶混交林和中龄常绿阔叶林之间的相似性系数最高,马尾松与近熟常绿阔叶林之间的相似性系数最低。群落主成分分析也得出相似的结果。群落之间的差异主要体现在物种组成尤其是乔木层的组成上;针阔叶混交林是物种丰富度和物种多样性较低的一个群落,但它与其它群落间的相似性较高,并已储存了常绿阔叶林中的大部分物种,对演替起着承前启后的作用。     

鼎湖山森林群落的总生产力

本文根据鼎湖山季风常绿阔叶林和针阔叶混交林的垂直结构和成层现象,应用红外线CO_2气体分析等方法,分层测定了主要植物33种57株的光合速率,研究了两个群落的总初级生产力。结果表明:季风常绿阔叶林的总生产力(吨干物质·公顷~(-1),年~(-1))为146.695,针阔叶混交林为128.5597,前者比后者高,但后者叶面积指数适度,林内透光良好,树干生长粗壮,因而经济效益较高。     

中国东部森林样带典型森林水源涵养功能

通过对我国东部森林样带四个森林生态系统定位研究站（长白山站、北京站、会同站和鼎湖山站）的九种森林类型水源涵养监测数据的分析,研究了水热梯度下不同森林生态系统水源涵养功能。结果表明：在生长季的5-10月份,各森林类型的水源涵养特性表现出较大差异。林冠截留率的大小依次为：阔叶红松林＞杉木林＞常绿阔叶林＞针阔混交林＞季风常绿阔叶林＞落叶阔叶混交林＞马尾松林＞落叶松林＞油松林,最高的长白山站阔叶红松林的截留率是最低的北京站油松林的2.2倍。森林降雨截留量与林外降雨量呈显著的正相关,林冠截留率与降雨量呈显著负相关。枯落物最大持水深（5-10月份）以北京站落叶阔叶林最大,为6.0mm;鼎湖山站的季风常绿阔叶林最小,为1.0mm。0-60cm土层蓄水量最大的是会同站的人工杉木林,为247mm;最小的是北京站的落叶松林,仅为45.5mm;林分总持水量依次为：杉木林＞阔叶红松林＞常绿阔叶林＞针阔混交林＞季风常绿阔叶林＞落叶阔叶混交林＞马尾松林＞落叶松林＞油松林。各林分总持水量主要集中在土壤层,占总比例的90%以上。     

川西米亚罗亚高山云杉林种子雨和土壤种子库研究

 对川西米亚罗亚高山20、30、60年人工云杉(Picea asperata)林及天然林的种子雨和土壤种子库进行了研究。结果表明：该区云杉种子雨一般从每年的10月初开始下落,一直到翌年的1月底结束,但不同林龄的云杉种子雨强度不同,60年人工林种子雨量最大,然后依次为30年人工林、天然林、20年人工林,其大小分别为(1 088.16±52.34)粒•m－2、(973.45±63.12)粒•m－2、(579.99±28.93)粒•m－2、(66.73±5.71)粒•m－2。云杉降雨历程与其林龄大小也有一定的关系,表现在种子雨发生时间和降雨高峰期的不同。30、60年人工云杉林及天然林下土壤种子库存在显著差异,两次取样（2003年3月26日和2003年8月21日）土壤种子库大小分别为(507.2±40.32)粒•m－2和(267.6±25.14)粒•m－2、(1 065.6±88.06)粒•m－2和(872.8±77.12)粒•m－2、(472.8±20.82)粒•m－2和(185.5±22.48)粒•m－2。土壤种子库中云杉种子主要都集中在枯枝落叶层,占66%左右,0～2 cm层占24%左右,2～5 cm层占10%左右。到8月21日,土壤中所有云杉种子都失去活力,腐烂死亡和动物取食是种子库损耗的主要因素。云杉种子库属于Thompson和Grime定义的第Ⅱ类。该区云杉幼苗一般在6月初开始出现,6月中旬左右达到出苗高峰,3种云杉林下幼苗密度差异很大,60年人工林下幼苗最多,其次为30年人工林和天然林。由于生境适合度低,死亡的幼苗数量较多,特别是自然死亡数。综合种子雨、种子库和转换的幼苗数量几个方面来看,在一定龄级范围内,人工林结实能力和更新潜力随林龄增加而增加,且人工林在更新潜力方面比天然林（约150年）要好。虽然该区云杉林下有大量种子下落,但由于种子大量损耗和幼苗死亡,种子萌发为幼苗再通过环境筛作用而最终补充到云杉种群的个体数量非常有限。     

南亚热带典型森林演替类型粗死木质残体贮量及其对碳循环的潜在影响

森林生态系统中的粗死木质残体(Coarse woody debris, CWD)不仅能够为其它生物提供生境,维持森林结构,而且对生物地球化学循环起着不可忽视的作用,CWD作为森林生态系统中重要的结构和功能元素,已经引起广泛关注。然而,华南地区典型亚热带森林生态系统中CWD的结构和功能方面的研究很少。该文报道了鼎湖山自然保护区内典型南亚热带森林生态系统中CWD的贮量及其特征,所选择的森林包括马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林,它们分别代表该气候区域内处于森林演替早期、中期和后期3个阶段的森林类型。其中马尾松林和针阔叶混交林都起源于20世纪30年代人工种植的马尾松纯林,由于长期受到包括收割松针、CWD和林下层植物等在内的人为活动的干扰,到2003年调查时马尾松林仍属于针叶林;而混交林样地自种植之后就未受到人为活动的干扰,自然过渡为针阔叶混交林类型。人为干扰对马尾松人工林的结构和功能产生了巨大的影响,马尾松林的生物量仅为针阔叶混交林生物量的35%。组成马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林CWD的树种数量分别为7、18和29;马尾松林中几乎没有CWD存在(贮量仅为0.1 Mg C·hm^-2),针阔叶混交林CWD的贮量为8.7 Mg C·hm^-2,季风常绿阔叶林CWD的贮量为13.2 Mg C·hm^-2,分别占地上部分生物量的9.1%和11.3%;针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中只有将近10%的CWD以枯立的方式存在。该区域内CWD的分解速率较快,在区域碳循环中将扮演重要角色,保留林地中的CWD是维持本区域森林生产力和森林可持续管理的重要举措。     

川西亚高山暗针叶林不同恢复阶段红桦、 岷江冷杉土壤种子损耗特征

在川西亚高山米亚罗林区海拔3 100—3 600 m阴坡、半阴坡,以立地条件基本一致的箭竹和藓类林型不同恢复阶段(20—40年生的箭竹-阔叶林、藓类-阔叶林,50年生的箭竹-针阔混交林、藓类-针阔混交林、160—200年生的箭竹-暗针叶老龄林、藓类暗针叶老龄林)的群落为研究对象,于种子成熟散落前(8月)采集土壤样品,应用网筛分选法结合体视显微镜挑选种子,实验室发芽试验法和四唑染色法对种子生活力进行测定,分析了土壤内先锋树种红桦(Betula albo-sinensis)和顶极树种岷江冷杉(Abiesfaxoniana)的残余种子总数、组分及其分布格局;采用样方法调查了红桦和岷江冷杉的1年生幼苗密度。结果表明:1)随着森林的恢复,红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数呈减少的趋势,而岷江冷杉则相反。箭竹林型不同恢复阶段红桦的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数总体上大于藓类林型相应恢复阶段。岷江冷杉的残余种子总数、外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数、腐烂种子数的最大值均出现在藓类-暗针叶老林龄;2)在阔叶林和针阔混交林阶段,红桦和岷江冷杉的种子组分所占比例最高的分别为腐烂种子和发育不全种子,在暗针叶老龄林阶段,红桦的腐烂种子和空粒种子的比例位居前列,而岷江冷杉的外形完整种子比例最大;3)随着土层深度的增加,红桦和岷江冷杉的外形完整种子数、发育不全种子数、空粒种子数和腐烂种子数均呈减少的趋势。红桦和岷江冷杉不同组分的种子在枯枝落叶层所占地比例在72.85%—94.28%;4)红桦的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐减小,而岷江冷杉的1年生幼苗密度随着森林的恢复逐渐增大。在8月份,土壤中已经不存在红桦和岷江冷杉有生活力的种子,两种植物的种子只能形成短暂土壤种子库。