不同年龄毛竹林养分分布及生物循环特征

毛竹林是我国重要的森林资源类型,由于片面追求经济效益,许多竹阔混交林被改造为纯林,造成其土壤质量和立地生产力不同程度退化。因此研究毛竹林生产力和营养元素循环特征,对保持毛竹林持续生产力具有重要意义。以湖南桃江县桃花江林场毛竹林作为研究对象,将同一年龄毛竹的株数占据60%以上林地的标准划分各年龄段毛竹林,并研究不同年龄(1年,3年和5年)毛竹林生态系统营养元素含量、积累和分布格局以及生物循环特征。结果表明:竹林层营养元素平均含量均以N和K含量最高,Ca和P较低,各营养元素在毛竹不同器官的含量存在差异且随竹龄变化而变化;因毛竹林年龄不同,死地被物各层次的营养元素含量不同,并且同一年龄毛竹林亦随层次不同而异;土壤层N、P、K元素随着土层深度的增加而递减,Ca则随土层深度增加而增加。竹林层营养元素总积累量为338.31—1104.72 kg/hm~2,死地被物层为37.69—46.94 kg/hm~2,土壤层为56952.67—63783.22 kg/hm~2。不同年龄毛竹林生态系统营养元素年吸收量为237.41—338.3 kg/hm~2,归还量为20.84—86.47 kg/hm~2,存留量为216.57—267.05 kg/hm~2,利用系数为0.27—1.00,循环系数为0.09—0.25,周转时间在6.17—40.33年之间。     

湖南省4种森林群落土壤氮的矿化作用

2007年7月,用树脂芯原位测定土壤无机氮含量的方法,对湖南杉木、马尾松、樟树和枫香4种森林群落的土壤氮矿化进行了研究.研究结果表明,经过28d培养,4种森林群落土壤中NH+4-N含量分别下降了31.4%～50.5%,NO-3-N含量增加了8.2～17.3倍,氮矿化主要表现为硝化作用;氮矿化速率由大到小依次为樟树(0.05mg·kg-1·d-1)>马尾松(0.04 mg·kg-1·d-1)>枫香(-0.12 mg·kg-1·d-1)>杉木(-0.15 mg·kg-1·d-1).在4个森林群落的土壤中,NH+4-N是无机氮的主要存在形式,表现为在杉木群落中占78.42%、在马尾松中占79.17%、在樟树中占71.14%和枫香中占79.22%,而且NH+4-N的变化可以解释氮矿化量变化的96.1%～98.8%.土壤氮矿化速率与0～15 cm土壤的C/N、pH值呈显著性正相关,但与凋落物量和0～30 cm 土壤中细根生物量相关性不显著.     

枫香(Liquidambar formosana)和樟树(Cinnamomum camphora)人工林土壤呼吸及其影响因子的比较

2007年1月至12月,采用LI-COR-6400-09气室连接到LI-COR-6400便携式CO2/H2O分析系统测定枫香(Liquidambar formosana)和樟树(Cinnamomum camphora)人工林的土壤呼吸,并分析了土壤水热因子及其根生物量对土壤呼吸的影响.研究结果表明:枫香和樟树人工林中土壤呼吸的季节动态存在明显的季节性变化,都呈现不规则的曲线格局.全年土壤呼吸速率平均值分别为1.501 ìmol 和2.800 ìmol s-1.枫香和樟树林土壤呼吸的季节变化与土壤温度呈显著的指数相关,土壤温度可以分别解释土壤呼吸变化的92.7%和77.4%,与土壤含水量呈二次方程关系,土壤含水量可以解释土壤呼吸变化的10.6%和18%.在P＝0.05水平上多元回归分析,分别得出枫香和樟树土壤呼吸与土壤温度和含水量方程:y=0.4728e0.122tw0.002;y=0.061e0.235tw0.086,土壤温度和含水量共同可以解释土壤呼吸变化的94.5%和88.5%.枫香和樟树林中全年土壤呼吸的Q10值分别为2.62和3.26,Q10值在随着季节温度升高,而逐渐减小.两种人工林群落土壤呼吸季节变化表现出受非生物因子温度和水分变化的调控,同时也受森林植被的根生物量、凋落物量的影响.     

改变凋落物输入对杉木人工林土壤呼吸的短期影响

从2007年1月至12月, 在长沙天际岭国家森林公园, 通过改变杉木林凋落物输入, 研究杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林群落去除凋落物、加倍凋落物土壤呼吸速率及5 cm土壤温、湿度的季节变化。结果表明: 去除和加倍凋落物对土壤温度和湿度产生的差异不显著(p>0.05), 对土壤呼吸全年产生的差异接近显著(Marginal significant)(p=0.058)。按植物生长期分别分析, 去除和加倍凋落物对土壤呼吸产生的差异, 在生长旺盛期差异显著(p=0.003), 在生长非旺盛期差异性不显著(p=0.098)。去除凋落物年均土壤呼吸速率为159.2 mg CO₂·m^-2·h^-1, 比对照处理土壤呼吸速率(180.9 mg CO₂·m^-2·h^-1)低15.0%, 加倍凋落物的土壤呼吸为216.8 mg CO₂·m^-2·h^-1, 比对照处理高17.0%。去除和加倍凋落物土壤呼吸季节动态趋势与5 cm深度土壤温度相似, 它们之间呈显著指数相关, 模拟方程分别为: y=27.33e^{0.087 2t}(R²=0.853, p＜0.001), y=37.25e^{0.088 8t}(R²=0.896, p＜0.001)。去除和加倍凋落物的Q₁₀值分别为2.39和2.43, 均比对照2.26大。去除和加倍凋落物土壤呼吸与土壤湿度之间关系不显著(p>0.05)。这一结果使我们能够在较短时间内观察到改变凋落物输入对土壤呼吸的影响, 证明凋落物是影响土壤CO₂通量的重要因子之一。     

马尾松林杆材阶段生物产量和径级分化及密度效应初探

马尾松(Pinus massoniana)是我国松树中分布最广、数量最多的主要用材和薪炭材树种。它具有适应性强、生长快、用途广、造林成本低和易于成林等优点,是我国南方荒山造林的重要先锋树种,其经济意义、环境防护效能及美学价值,都是为人们所公认的。马尾松的干材成长阶段,是林木胸径和树高旺盛生长时期,林木与生长空间的矛盾及树木间的竞争较剧烈,天然整枝、林木分化和自然稀疏都很强烈。如何调节和控制这个时期的立本密度,使其形成合理的群体结构,对于保证林木成熟期的材积生长和取得最大生物量将具有十分重要意义。本试验目的就在于探明不同密度松树杆材林的生物量、林木分化与产量结构以及不同密度下的生态效应,为确定合理的造林密度和制定疏伐措施提供科学依据。     

杉木人工林生态系统水文学过程的养分特性

根据5a定位观测的数据,对湖南会同24～28a生的杉木人工林生态系统各水文学过程中的养分特性进行了研究。结果表明：林冠降水是杉木人工林生态系统养分输入的重要来源,其中Ca的养分含量最高,P的含量最低。林内穿透水各养分元素的含量明显高于林冠降水中养分的含量。除Ca外,树干茎流中其它养分元素的含量为林冠降水的6倍以上。可见,林内穿透水和树干茎流是杉木林生态系统内养分循环的重要组成部分,有利于提高系统的养分利用率。地表径流中除硝态氮外,各元素的含量与穿透水的含量接近,其中P、Na和K三种元素的含量较低,但未超过林冠降水中养分元素含量。地下径流中N和K的含量较低,而Ca的含量与林冠降水相比没有差异。因而地表径流和地下径流不可避免的造成生态系统的养分损失,但24～28a生杉木林生态系统的调控能力较强,地表径流和地下径流量较小,生态系统的养分损失也相对较小,养分为净积累。不同季节之间水文学过程中养分元素含量存在一定程度的差异。降水形态、雷电和地形等要素影响养分元素含量。硝态氮在冰雹中未检出,而在雨水中的含量是雪水的2倍。铵态氮、K和Mg等元素在雨水中的含量最高。P和Ca以雪水的含量最高,与雨水和冰雹相比不存在数量级差异。雷电明显增加降水中养分的含量,特别是林冠上层的低空放电使降水中N的含量增加3～5倍。由于山谷和山麓的立地条件较好,其穿透水中养分含量比山坡的高,山谷与山麓的大致相等。在采集水样进行养分分析时,应考虑降水时间、降水形态和地形等因子的影响。     

第2代杉木人工林微量元素的积累、分配及其生物循环特征

利用定位观测取得的数据 ,对第 2代杉木人工林 4种微量元素 ( Fe、Mn、Cu、Zn)的积累、空间分布及其生物循环进行了研究。结果表明 :杉木林生态系统中 4种微量元素总贮量为 30 72 89.70 8kg/ hm2 ,其空间分布表现为土壤层 >乔木层 >死地被物层 >草本层 >灌木层。土壤层中微量元素的贮量占绝对优势 ,4种微量元素贮量的排序为 Fe>Mn>Zn>Cu。杉木中 4种微量元素的积累量为 35 .971 kg/ hm2 ,排列顺序为 Mn >Fe >Zn >Cu,各器官中微量元素积累量排列顺序为树叶 >树根 >树枝 >树干 >树皮。杉木林生态系统中 4种微量元素的年存留量为 4.1 0 8kg/ ( hm2 · a) ,年归还量为 - 2 .2 0 9kg/ ( hm2 · a) ,其中凋落物归还量为 1 .2 5 7kg/ ( hm2·a) ,淋溶归还量为 - 3.446kg/ ( hm2·a) ,杉木林冠针叶、枝及树干对 Zn元素具有较强的吸附能力 ,年吸收量为 2 .0 84kg/ ( hm2 · a) ,尽管杉木对微量元素吸收数量不大 ,但为净吸收的。 4种微量元素的吸收系数排序为 Mn>Cu>Fe>Zn;利用系数的排序为 Cu>Fe>Mn>Zn;循环系数的顺序为 Zn>Fe>Mn>Cu;周转期大小顺序为 Mn>Cu>Fe>Zn。因此 ,该系统中 Zn、Fe存留比例较小 ,周转期短 ,流动性较大 ,而 Mn、Cu则相反 ,存留比例较大 ,周转期长 ,流动性较小。     

广州流溪河降水化学成分及其海洋源分析

通过2006年6月～2008年5月在广州流溪河地区采集的106次降雨水样(雨量范围0.7～268.6 mm)及其化学测试,论述了几类主要离子在降水中的含量特征、季节变化、物质的海洋来源以及雨水中离子平衡等.结果显示:(1)流溪河周边没有明显的点污染源,但酸雨降水量占总降水量的69.5%,说明降水中的污染物来自该地南部和北部污染区的中距离传输;如夏季和秋季时,台风等海洋气流把珠三角南部更多的NOx传输至该地,使得雨水中NO-3含量在夏季和秋季最大.(2)降水中的年平均F-、Cl-、NO-2、NO-3、PO3-4、SO2-4、NH+4、Ca2+、Mg2+、K+、Na+和Al3+离子浓度分别为3.76、22.80、0.45、25.22、0.86、62 9、41.5、35.77、2.93、5.45、14.8和0.943 μeq·L-1;且单个降水事件中的离子浓度大小与降水量呈负相关.(3)流溪河雨水酸度主要来自SO2-4、NO-3和Cl-1,且主要靠中和因子较大的NH+4、Ca2+、K+等阳离子起缓冲作用;该地降水沉降中的强酸酸量为2 053 keq hm-2 a-1,NH+4、Ca2+、K+、Mg2+、Al3+的缓冲量分别为0.865、0.745、0.114、0.061、0.020 keq hm-2 a-1.(4)降水化学的月和季节波动明显,酸雨主要集中于雨季,而旱季雨水酸度较低,这和重庆及北京的情况相反.(5)在雨水中化学成分Na+全部来源海洋的假设前提下,分析得出:绝大部分Mg2+和部分Cl-(80.07%)、SO2-4(2.91%)、Ca2+(1.86%)、K+(6.19%)来自于海洋,而F-、NO-3来自海洋的贡献率非常小,可以忽略不计.     

血水草生态解剖学特征及其药理功能研究进展

血水草(Eomecon chionantha Hance)是罂粟科(Papaveraceae)白屈菜族(Chelidonium)血水草属(Eomecon)多年生药用草本植物,为我国独属独种的特有物种.广泛生长于荫凉潮湿的生态环境,体内含有丰富的生物碱,具有抗菌、抑菌、灭螺功能作用,是一种开发生态型绿色药物的优良野生植物.从血水草的生态解剖学特征、化学成分和药理功能作用方面的研究进行了综述,可为血水草的资源保护、生态功能研究和开发生态型绿色药物提供系统性途径,并对今后的研究和发展提出了展望.     

杉木人工林蒸散规律的研究及乱流扩散法应用的探讨

 本文根据乱流扩散法原理,利用实验集水区连续6年实测数据,对杉木人工林蒸散规律进行了探讨。结果表明：杉木人工林年平均蒸散量875.45mm,占年降雨量的82.2%。其中,林冠蒸散量781.77mm,林地93.68mm,分别为总蒸散量的89.3%和10.7%。与水量平衡法的结果比较,为水量平衡法的101.2%。在研究蒸散规律的同时,对乱流扩散法的应用及参数的估算也进行了较详细的分析。