桉树与红锥混交对土壤养分及林下植物功能群的影响

桉树人工林对生态环境的影响一直是全球性争议的热点问题,桉树与珍贵乡土树种混交的生态环境效应备受关注。为探究桉树混交营林措施对林地土壤养分及林下植物功能群的影响,该研究以桉树纯林(PE)、桉树×红锥混交林(MEC)和红锥纯林(PCH)为对象,开展了林下植物群落及环境因子的调查测定。研究结果显示：不同林分的土壤理化性质具有显著差异,混交林的土壤pH、有效氮(AN)和有效磷(AP)含量显著高于纯林;而土壤含水量(SMC)、有机碳(SOC)、总氮(TN)含量及C∶N和C∶P在混交林中没有显著优势,并呈现PEMEC>PCH的趋势。混交林显著增加林下木本植物功能群(WFG)的物种丰富度,而PCH显著增加蕨类植物功能群(FeFG)的物种丰富度。混交林的WFG和禾草植物功能群(GFG)的重要值均显著高于红锥纯林,而红锥纯林FeFG的重要值显著高于混交林。主坐标分析结果表明,MEC与PE的林下植物功能群组成差异不显著,但与PCH的差异显著;冗余分析结果揭示了AN和AP是WFG占优势的主要影响因子,SMC、TN...     

我国南方4种常见人工林林下植物多样性特征及影响因素

为了解长期植被恢复的成熟人工林林下植物组成与多样性特征及其影响因素,基于广东鹤山生态系统国家野外科学观测研究站的南亚热带人工林生态系统,对环境相似(坡度、坡向、海拔)、30 a生4种类型人工林(桉树混交林、马占相思纯林、乡土混交林、针叶混交林)进行调查研究,分析林下植物组成和物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数)特征。结果表明,人工林林下植物类型丰富,均可形成乔-灌-草垂直结构;4种林型林下植物组成既有相似性,也有差异性,桉树混交林与针叶混交林、马占相思纯林与乡土混交林的灌木层组成相似;桉树混交林与马占相思纯林、乡土混交林与针叶混交林的草本层组成相似,而桉树混交林与针叶混交林的草本层组成极不相似。林分类型影响林下植物多样性,马占相思纯林林下灌草多样性显著低于其他3种混交林(P<0.05),灌木物种数、个体数最少;针叶混交林林下物种丰富度最高。林分郁闭度与林下植物多样性呈正相关(P<0.001),林下植物分布与土壤养分含量相关,桉树混交林、马占相思纯林林下植物多样性与不同形态氮含量相关,有效磷、全磷影响乡土混交林林下物种的分布,针叶混交林受土壤酸碱度、全钾的影响较为明显。在4种人工林林下植物群落中,乡土混交林多样性,均匀度最高,优势度最低,具有更佳的保育和维持林下生物多样性功能。因此,乡土树种混交林更适用于生态公益林构建或对一些针叶林及外来树种纯林进行林分改造。     

长江三峡地区退化生态系统土壤微生物的初步研究*

通过对长江三峡地区4种退化生态系统类型,每一类型5个土壤样品中微生物的初步研究, 结果表明该地区土壤每克干土中真菌和细菌的数量分别为 8.62×10⁴ ～1.31×10⁵ cfu 及 1.547×10⁷～6.957×10⁷ cfu, 但不同退化生态系统类型下土壤微生物的数量有所不同,其中单位重量土壤真菌数量 (cfu/g)多少顺序为：栓皮栎林(Quercus variabilis forest)＞马尾松林( Pinus massoniana forest)＞马尾松-栓皮栎混交林( Pinus massoniana-Quercus variabilis forest)＞杉木林( Cunninghamia lanceolata forest),细菌数量顺序为：马尾松-栓皮栎混交林( Pinus massoniana-Quercus variabilis forest)＞栓皮栎林( Quercus　variabilis forest)＞马尾松林( Pinus massoniana forest)＞杉木林( Cunninghamia lanceolata forest)。真菌种类鉴定表明,青霉菌(Penicillium ssp.)、镰刀菌(Fusarium spp.)、木霉菌(Trihoderma spp.)和葡萄孢菌(Botrytis spp.)等是组成该地区土壤真菌的主要类群。     

南亚热带赤红壤地区不同人工林下的土壤微生物特性

对南亚热带赤红壤地区、广州市花县不同薪材用材林型下土壤微生物特性研究表明,不同林型下的年均土壤微生物（主要是细菌、真菌和放线菌）总量由高到低依次为：混交林＞豆科纯林＞纯桉树林＞裸露生荒地。大叶相思与按树混交林地土壤具有较高的纤维素酶和转化酶活性,而豆科纯林土壤中则有较高的脲酶、蛋白酶和触酶活性。土壤的呼吸作用强度以马占相思纯林及其混交林为高,纯桉树林较低。经过五年垦荒造林后,土壤中的微生态环境有很大改善,这种变化由地下微生物特性和地面上林木的生物量充分反映出来,而未开垦生荒地土壤微生物数量和生物化学活性则仍处于低水平的衰退状态。     

桉树与红锥混交对土壤水解酶活性及其化学计量特征的影响

为从土壤酶活性及其化学计量特征的角度,揭示桉树与珍贵乡土树种混交后土壤养分的响应机制,该文以广西凭祥热林中心青山实验场的桉树纯林、红锥纯林和桉树×红锥混交林为研究对象,采用随机区组试验设计,通过测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)水解酶[β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)]的活性及土壤理化性质,分析桉树与红锥混交对土壤养分状况的影响。结果表明：(1)桉树与红锥混交在0～10 cm和10～20 cm土层均显著提高pH值、有效氮(AN)和有效磷(AP)的含量以及LAP酶活性,显著降低BG和ACP酶活性,但对NAG酶活性影响不显著。(2)SOC和TN与除酶C∶N外的其他土壤水解酶活性及其化学计量比呈现不同程度的显著正相关。(3)在0～10 cm和10～20 cm土层,三种林分间土壤水解酶活性均具有显著差异,SOC和AN含量是土壤水解酶活性产生差异的驱动因子。(4)桉树纯林、桉树×红锥混交林和红锥纯林在0～20 cm土层土壤酶C∶N∶P分别为1∶1.08∶1.37、1∶1.16∶1.34和1∶1.07∶1....     

桉树种植对林地土壤丛枝菌根真菌群落结构及多样性的影响

桉树(Eucalyptus spp.)种植所产生的生态争议已受到广泛关注。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AM真菌)是土壤微生物的重要组成部分,与根系共生后可促进植物的养分运输、提高植物逆境生存能力等。然而,桉树种植对土壤AM真菌群落结构和功能的影响尚不清楚。研究比较了次生林改种桉树后不同年限(2年/5年/10年)的土壤理化性质、AM真菌种类、群落组成及多样性的变化。结果表明,桉树种植显著改变了土壤理化性质,具体表现为2年生和10年生桉树林中土壤pH和有机碳显著降低(P0.05);AM真菌的孢子密度在桉树林土壤中显著低于次生林土壤(其中在5年生土壤中最低);AM真菌的种丰度随种植年份的增加逐渐下降,在10年生桉树林土壤中有所恢复; 5年生桉树的菌根侵染率最高,10年生桉树侵染率最低。AM真菌群落组成和结构发生显著变化,优势种Funneliforms geosporus的丰度在2年生和10年生林地中显著降低;而Septoglomus deserticola的丰度在2年生和10年生林地中显著增加。另外,冗余分析(Redundancy analysis, RDA)结果表明,土壤AM真菌群落结构主要受土壤pH值(解释率:89.88%)变化的影响。研究揭示了次生林改种桉树林后土壤AM真菌的群落变化特征,为桉树林的栽培管理和环境修复提供了数据支撑。     

黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响

为探讨黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响,通过高通量测序技术分析比较了刺槐白蜡混交林及刺槐纯林、白蜡纯林土壤细菌群落结构及多样性。结果表明:(1)混交林与两种纯林土壤细菌群落共36门。酸杆菌门、变形菌门、放线菌门(相对丰度大于10%)为刺槐白蜡混交林与两种纯林土壤中共有的优势菌群;硝化螺旋菌门为刺槐纯林土壤中的优势菌群。不同人工林土壤中各门细菌相对丰度差异显著。(2)混交改变了土壤细菌群落结构,提高了细菌多样性。刺槐白蜡混交林土壤细菌物种数、Chao1指数、Shannon指数分别为1934.5、2629.1、9.1,显著高于两种纯林。(3)相关性分析表明,土壤含水量与放线菌门细菌呈显著正相关;pH与芽单胞菌门细菌呈极显著正相关,与酸杆菌门细菌呈显著负相关。细菌多样性与土壤含水量呈显著正相关,与速效钾、有机质含量呈显著负相关。研究表明,刺槐白蜡混交林土壤细菌群落结构与两种纯林之间有一定差异,多样性差异显著,刺槐白蜡混交改变细菌群落结构,提高细菌多样性。     

川西亚高山/高山森林土壤线虫多样性

为了解青藏高原东缘亚高山/高山森林土壤线虫多样性,于2015年7月以该地区岷江冷杉原始林、混交林和次生林为研究对象,采用淘洗-过筛-蔗糖离心的方法分离土壤线虫,研究了3个海拔森林土壤线虫群落的组成与结构特征.结果表明: 共捕获线虫37950条,隶属于20科27属,平均为4217 条·100 g^-1干土,原始林以丝尾垫刃属为优势属,混交林和次生林以丝尾垫刃属和拟盘旋属为优势属,且优势属个体数量受林型的影响显著.原始林和次生林的优势营养类群为食真菌线虫,混交林则为食细菌线虫.土壤线虫c-p (colonizer-persister)类群c-p 1、c-p 2、 c-p 3和c-p 4数量分别占总数的6.1%、51.1%、30.0%和12.7%.3个海拔森林土壤线虫的自由生活线虫成熟度指数(MI)、总成熟度指数(∑MI)和植物寄生线虫成熟度指数(PPI)随海拔增加而逐渐降低.土壤线虫通路指数(NCR)在混交林高于0.5,在原始林和次生林低于0.5.林型显著影响了土壤线虫成熟度和NCR指数,但林型、土层及二者的交互作用对多样性指数影响不显著.川西亚高山/高山不同森林土壤线虫的组成、营养结构和能流通道存在明显差异,为深入理解土壤线虫在该区森林土壤生态过程中的作用提供了参考.     

南亚热带马尾松-红椎混交林及其纯林土壤细菌群落结构与功能

营建乡土阔叶树种人工纯林和针阔混交林是我国亚热带地区森林经营的发展趋势,但对人工纯林和针阔混交林土壤细菌群落结构及功能知之甚少。本研究以南亚热带乡土针叶树种马尾松、阔叶树种红椎人工纯林及二者的混交林为对象,运用细菌16S rRNA基因高通量测序技术和PICRUSt基因功能预测,分析了3种人工林不同土层(0～20、20～40和40～60 cm)土壤细菌群落的结构与功能。结果表明: 混交林和马尾松林土壤细菌群落结构相似,但与红椎林差异显著,红椎林土壤细菌群落多样性、生物通路代谢功能和氮循环功能低于马尾松林和混交林;土壤全氮、硝态氮和C/N是导致红椎林与马尾松林和混交林土壤细菌群落结构及功能差异的主要土壤理化因子。就土壤细菌群落结构与功能而言,在该地区营造红椎和马尾松针阔混交林要优于红椎纯林。     

乔木根系和凋落物对南亚热带3种人工林土壤线虫群落的差异化影响

根系分泌物和凋落物为土壤食物网提供了基础的养分资源。然而,不同树种纯林和混交林地下根系和地上凋落物对土壤线虫群落的影响机制尚不清楚。2019年9月在广西凭祥热带林业实验中心选取格木(Erythrophleum fordii Oliv.)纯林、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)纯林和格木×马尾松混交林3种林分类型,分别设置对照、阻断乔木根系、去除地上凋落物和阻断乔木根系并去除地上凋落物四组实验处理,于2021年3月对3种林分类型不同处理下的土壤线虫群落和土壤理化性质进行了调查。研究结果表明,无论哪种林分类型,阻断根系改变了土壤线虫群落的营养类群组成,显著降低了食真菌线虫相对多度,增加了植物寄生线虫相对多度;去除凋落物显著降低了土壤线虫密度、类群数、线虫通路比值和结构指数,增加了基础指数,表明去除凋落物降低了土壤食物网的稳定性。无论哪种林分类型,人工林中树木地下根系输入是构建土壤线虫群落营养类群组成的主要驱动因素,地上凋落物在维持土壤食物网稳定性方面发挥着重要的作用。此外,阻断根系和去除凋落物对混交林中土壤线虫群落没有显著的影响,表明含固氮树种的格木×马尾松混交林比人工...     

Community Comparison and Determinant Analysis of Understory Vegetation in Six Plantations in South China

Plantations cover large areas in many countries, and the enhancement of plantation biodiversity is an increasingly important ecological concern. Many studies have demonstrated that overstory composition is important because it influences understory regeneration. To compare the understory vegetation and analyze its determinant factors, six typical plantations in South China were investigated: Acacia mangium plantation, Schima superba plantation, Eucalyptus citriodora plantation, E. exserta plantation, mixed‐coniferous plantation, and mixed native species plantation. The results show that native species plantations shaded out more grasses and herbs than exotic species plantations, mixed‐species plantations recruited more understory species than monoculture plantations, the leguminous species plantation had higher soil nitrogen than nonleguminous species plantations, and understory vegetation in the mixed‐coniferous plantation was similar to that of mixed, native broadleaf species plantation. Although light is the crucial environmental factor affecting the understory community and diversity among the 14 measured factors, other environmental variables such as soil nutrients and soil moisture are also important.     

南亚热带格木、马尾松幼龄人工纯林及其混交林生态系统碳氮储量

研究比较了南亚热带6年生格木(Erythrophleum fordii)、马尾松(Pinus massoniana)幼龄人工纯林及马尾松与格木混交林生态系统碳氮储量及其分配特征。结果表明,生态系统总碳储量依次为马尾松-格木混交林(137.75 t/hm2)格木纯林(134.07 t/hm2)马尾松纯林(131.10 t/hm2),总氮储量则为格木纯林(10.19 t/hm2)马尾松-格木混交林(8.68 t/hm2)马尾松纯林(7.01 t/hm2)。3种人工林生态系统碳氮库空间分布基本一致,绝大部分储存于0—100 cm土壤层,平均占生态系统总储量的81.49%和96.91%,其次为乔木层(分别占17.52%和2.69%),林下植被和凋落物层所占比例最小。林地土壤碳主要集中于表土层,其中0—30 cm土层平均碳储量为52.52 t/hm2,占土壤总碳储量(0—100 cm)的47.99%,土壤氮的分布则无明显规律。相比于纯林,与固氮树种混交的营林方式表现出更大的碳储存能力。3种幼龄人工林生态系统较低的地上与地下部分碳氮分配比,表明其仍具有较强的碳氮固持潜力。     

粤港澳大湾区不同恢复模式植物群落结构与生态系统健康的动态变化

基于长期定位监测数据,量化揭示了红锥纯林（Castanopsis hystrix）、10种与30种乡土树种混交林等3种乡土人工林植物群落的生物量、物种多样性、生物热力学健康水平（eco-exergy）和土壤理化性状在种植后13年内的发展动态,并与尾叶桉（Eucalyptus urophylla）纯林,以及自然恢复系统（灌草坡）进行了比较。结果表明：（1）研究期间,5种恢复模式的植物群落生物量均呈现波动上升趋势,但在发展节率上有所差异。13龄时的尾叶桉纯林与两种乡土树种混交林生物量显著高于其各自1龄时的水平,且显著高于自然恢复灌草坡;相较于其他人工林,红锥纯林生物量增长缓慢,但快于灌草坡;（2）5种恢复模式植物群落的物种多样性（物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数）在6至13龄间均呈下降趋势,且30种乡土树种混交林下降趋势最为显著。13龄时,两种混交林Shannon-Wiener指数略高于两种纯林,显著高于灌草坡;10种乡土树种混交林的Pielou均匀度指数略高于红锥纯林与30种乡土树种混交林,显著高于尾叶桉纯林与灌草坡。（3）4种人工林的植物群落生物热力学健康水平皆在6至13龄间显著增加;13龄时两种乡土混交林群落生态显著高于两种纯林,两种纯林显著高于灌草坡,且该差异主要源自于乔木层生态的差异。（4）不同植被恢复模式中,10种乡土树种混交林土壤养分的累积效果最佳,13龄时其土壤总氮含量显著高于红锥纯林和自然恢复灌草坡,但与30种乡土树种混交林和尾叶桉纯林无显著差异。（5）冗余分析结果显示,研究期间植被与土壤间的相关关系逐步建立,土壤理化性状对地上植被结构变化的解释度由1龄时的73.3%逐步上升至13龄时的82.0%,但只有土壤有机碳含量在13龄时与地上植被结构的相关性达到显著水平。上述结果表明,乡土种人工林与外来种人工纯林群落结构、生物热力学健康水平、及植被与土壤间关系的发展规律相似,且相对而言,混交林优于纯林,纯林优于自然恢复灌草坡。植被恢复的起始物种丰富度并不是越高越好;发展到13龄时,10种乡土树种混交林在植被结构与土壤改良方面均优于30种乡土树种混交林。植被与土壤间相关关系的建立是一个长期的过程,不同植被恢复模式对土壤理化性状的差异性影响难以在短期内有所显现。     

基于土壤线虫群落分析的油页岩废渣地不同植被类型恢复过程中的土壤食物网能流状况

土壤健康与生态系统功能是当前生态学研究的重要课题。土壤线虫是评价生态系统健康状况的指示生物,特别是用于评价土壤污染和恢复的过程。对广东茂名油页岩废渣场人工实施不同生态恢复改造状况下的土壤线虫属的重要值及土壤线虫反映的土壤食物网能量通道进行了分析,以通过污染地土壤食物网内的能量流动状况反映种植不同植物物种相同时间后的土壤养分与健康状况。结果表明在废渣场种植不同植物物种约8年后,乌墨林和大叶相思林下土壤线虫类群数(属)分别为54和45,重要值最高的是食细菌的棱咽属(Prismatolaimus)和拟丽突属(Acrobeloides);而红荷林和荒草地的线虫类群数分别为41和38,重要值最高的是杂食性的真矛线属(Eudorylaimus);废渣地线虫属的数量最少,仅为34个,重要值最高的是食真菌的丝尾垫刃属(Filenchus)和滑刃属(Aphelenchoides)。食物网能流分析表明:细菌能流通道比重最高的是大叶相思林和乌墨林,而真菌能流通道比重最高的是废渣地,红荷林和荒草地居中,各样地植物能流通道比重都比较小,仅为2%—10%之间。总体来讲,在有植被覆盖的生态系统,养分周转更快,特别是乌墨和大叶相思林,而无植被的废渣地,土壤养分周转速率倾向于更慢的真菌能流通道,这表明在养分条件比较差的情况下,真菌通道的食物网可能会起更大的作用。研究还说明了在油页岩废弃地恢复过程中,植物资源的输入不仅仅刺激植物能流通道,同时也会刺激细菌和真菌能流通道,植被是土壤线虫群落发展的主要驱动力。     

黄土高原半干旱区不同林龄柠条人工林土壤线虫群落特征

为了解柠条人工林对半干旱地区脆弱生态环境的改善作用,在黄土高原柠条种植的重点区域——宁夏南部山区,选取4个林龄(4、14、24和34年生)的柠条人工林作为对象,调查林中土壤线虫群落的组成、结构与多样性特征,并分析它们与土壤理化性质之间的关系,探明黄土高原半干旱区柠条林植被恢复过程中土壤线虫群落的演变特征及其环境影响因素...     

Seedling morphological characteristics and seasonal growth of indigenous tree species transplanted into four plantations in South China

The successful transplantation of indigenous tree seedlings into established plantations requires an understanding of the conditions required by the seedlings. We evaluated seedling morphological characteristics and seasonal growth of three indigenous tree species (Castanopsis chinensis, Michelia chapensis, and Psychotria rubra) that were transplanted into four plantations (eucalyptus, mixed-native, mixed-legume, mixed-conifer) in South China; in each plantation, two treatments (understory vegetation and litter retained or removed) were applied before the seedlings were transplanted. Seedling leaf morphological characteristics and biomass allocation were determined at the end of the experiment, and seedling relative growth rate as indicated by change in height (RGRh) was determined during the experiment. Whether understory vegetation and litter were removed or retained, RGRh tended to be higher in the wet season than in the dry season. Leaf morphological characteristics and biomass allocation were significantly affected by species identity. The effect of the understory vegetation and litter treatments on seedling morphological characteristics such as specific leaf area, leaf area ratio, and root weight to total biomass ratio depended on species identity. Redundancy analysis showed that the three transplanted indigenous species differed in their responses to light conditions according to their tolerance to shade, and also differed in their responses to soil physical and chemical properties. Based on seedling seasonal growth patterns and morphological responses, we suggest that forest managers attempting to introduce seedlings of indigenous tree species should artificially supply water to increase seedling growth in the dry season. Also, the introduced tree species should be selected depending on the nature of the plantation; for example, C. chinensis and M. chapensis seedlings can be transplanted into mixed-legume plantations. Additionally, fertilizer with potassium and nitrogen should be used to improve seedling performance.     

陕北“三北”防护林下草本群落特征及其与林分结构和土壤养分的关系

林下草本层是人工林生态系统的基础功能层,对维护人工林生态系统的健康、稳定和功能具有重要意义。了解陕北“三北”防护林建设对林下草本群落特征的影响,并解析林下草本群落发育与林分结构和土壤养分变化的响应关系,对合理评估防护林建设工作和指导未来生态建设具有重要价值。为此,调查了陕北典型风沙区和黄土区不同造林阶段防护林下草本地上生物量和物种多样性的变化,并分析其与林分结构和土壤养分的关系。结果表明：（1）风沙区不同造林阶段人工林下草本平均地上生物量（23.64 g/m2）显著低于黄土区（44.53 g/m2）。随造林年限增加,风沙区林下草本地上生物量和物种多样性逐渐升高,而黄土区林下草本地上生物量和物种多样性则逐渐降低。（2）风沙区人工林土壤有效氮和有机碳随造林年限的增加逐渐升高,而黄土区人工林下土壤有效氮和有机碳则无明显变化趋势。（3）风沙区早期林下草本地上生物量和物种多样性升高主要得益于土壤养分的提升。而黄土区早期林下草本生物量和物种多样性降低主要是人工林郁闭度增加所致。风沙区防护林的建设促进了林下草本的发育,而黄土区早期人工林下草本出现退化现象。建议对风沙区进行防护林建设,而黄土区以自然恢复为主。     

南亚热带尾巨桉人工林土壤种子库特征研究

为了解桉树人工林土壤种子库特征,对不同林龄尾巨桉(Eucalyptusurophylla×E.grandis)人工林种子库的储量、垂直分布特征及与林下植被的相似度进行了分析。结果表明,土壤活力种子储量最高的为1～2 a生桉林,显著高于其他林型;其次为3～4 a生桉林和马尾松(Pinus massoniana)林;最低的为杉木(Cunninghamia lanceolata)林,显著低于其他林型。随林龄增加,尾巨桉林土壤种子库储量快速下降。土壤种子库中植物种类最为丰富的是杂木林和马尾松林,显著大于其他林型。随林龄增加,尾巨桉林土壤种子库植物种类先增后降。所有林型中,0～5 cm土壤种子库的密度均显著高于5～10 cm土层。杂木林种子库和林下植被共存植物种类最多,其次是马尾松林,杉木林最少。尾巨桉人工林随林龄的增加,共存植物种数呈先升高后下降趋势,土壤种子库Jaccard (CJ)和Sorensens (CS)相似系数也呈先升后降的趋势。因此,在速生桉人工林经营中适当间种(保留)乡土树种,可增加森林生态系统的生物多样性和生态功能的稳定性。