晋西北不同年限小叶锦鸡儿灌丛土壤氮矿化和硝化作用

利用PVC管顶盖埋管法研究了晋西北黄土高原区小叶锦鸡儿人工灌丛不同定植年限(5,10,20,30,40a)土壤氮矿化与硝化速率的动态和净矿化与硝化总量。结果表明,⑴小叶锦鸡儿灌丛土壤无机氮主要以NO_-~3-N形式存在,不同生长年限相同月份的土壤硝态氮(NO-3-N)含量分别是铵态氮(NH+4-N)含量的1.5—15.4倍;⑵土壤氮素硝化速率和矿化速率随生长年限延长而加快,30年生时达到高峰,数值达40.2,44.1 mg m~(-2)d~(-1)。从季节性变化看,7—8月份是硝化速率和矿化速率快速增长期,30年生小叶锦鸡儿灌丛土壤硝化速率和矿化速率分别达到86.9,93.1 mg m~(-2)d~(-1),显著高于其它生长年限(P0.05);(3)土壤氮素硝化与矿化总量同样随小叶锦鸡儿生长年限延长而增加,30年生时达到最高,与5年生相比,分别增加了3.7和3.1倍。(4)5—10月份小叶锦鸡儿生长期内,各年限土壤全氮量的2.3%被矿化成无机氮,其中87%最终被转化成NO-3-N形式存在于土体中。     

神农架天然针阔混交林乔木更新的空间格局

为深入了解神农架天然针阔混交林群落乔木树种的更新特征,于神农架国家公园设置1 hm²森林动态监测样地对树种更新进行调查,利用Ripley的L函数分析优势更新树种的空间分布格局、种间空间关联性以及与大树的空间分布关系。结果显示：（1）更新个体共有35 752株,隶属于19科29属45种。更新优势种基本是乔木层优势树种,物种更新数量表现为：巴山冷杉（Abies fargesii Franch.） > 华山松（Pinus armandii Franch.） > 四蕊槭（Acer stachyophyllum subsp.tetramerum（Pax）A.E.） > 华中山楂（Crataegus wilsonii Sarg.）,混交林群落更新良好。（2）随着尺度增加,巴山冷杉、华山松更新空间格局由聚集分布向随机分布和均匀分布发展;华中山楂、四蕊槭更新的空间格局在整个尺度上均为聚集分布,表明针叶、阔叶树种更新在空间生态利用策略上出现分化。（3）巴山冷杉与其余3个优势更新树种、华山松与华中山楂更新呈显著正相关,表现出对微生境的共同喜好;四蕊槭分别与华山松、华中山楂更新的空间关系表现为显著负相关,种间竞争激烈。（4）巴山冷杉、华中山楂、四蕊槭的更新个体与大树的空间分布总体为显著正相关,这可能与种子传播限制相关;华山松幼苗、幼树与大树的空间分布在小尺度上呈负相关,存在资源不对称竞争。     

油松遗传结构与地理阻隔因素的相关性

油松(Pinus tabulaeformis)是我国特有广布树种。秦岭是我国亚热带和暖温带气候的重要分界线,贺兰山是我国西北干旱区与半干旱区的分界线。旨在以分布于秦岭、贺兰山和晋陕两省的10个天然油松种群为研究对象,通过对其线粒体DNA(nad1和matR内含子)的序列,探讨地理阻隔对油松遗传结构的影响。结果表明,10个天然油松种群的100个个体中共检测到27个单倍型,多态位点172个,简约信息位点35个,单一多态性位点137个。其中1个单倍型为全部种群共有,4个单倍型为2-5个种群共有,其余22个单倍型为各个种群所独有。在这10个种群中,有8个种群分别具有1-4个独有单倍型。尽管秦岭南侧种群和北侧种群分别具有两个和一个独有单倍型; 贺兰山东侧种群和西侧种群均具有3个独有单倍型;但是与晋陕种群(即油松分布区中心种群)相比,其种群独有单倍型平均数目则明显较少。与此同时,不仅秦岭南北两侧或贺兰山东西两侧种群的独有单倍型的进化关系往往较近,而且秦岭北侧或贺兰山东侧种群的独有单倍型与油松分布区中心种群的某些独有单倍型的关系亦较近。从而导致秦岭南北两侧或贺兰山东西两侧种群与油松分布区中心种群之间表现出比较复杂的聚类关系。由此可见,油松的遗传结构与山脉屏障的存在没有明显关系。     

菌渣化肥配施对稻田土壤微生物量碳氮和可溶性碳氮的影响

菌渣作为一种养分丰富的有机物料还田,可减少化肥施用,同时保持土壤肥力;而土壤微生物量碳、氮和可溶性碳、氮是土壤活性碳氮库的重要组成部分,其含量和比例变化对土壤肥力均具有重要作用。因此,探讨不同比例菌渣化肥配施对土壤微生物量碳、氮及可溶性碳、氮的影响,评价菌渣在优化土壤肥力方面的生态作用具有重要意义。本研究在水稻田间定位试验条件下,设置3个化肥水平(C) 0%、50%、100%,菌渣相对用量(F) 0%、50%、100%,共9个处理,分析了各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)和可溶性碳(DOC)、氮(DON)的变化特征,及其占土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)的比例与相关关系。结果表明:菌渣化肥配施后,微生物量碳和可溶性碳、氮均在C100F50最高,微生物量氮在C50F100最高,与不施肥处理相比,分别显著增加了49.40%、43.65%、83.52%、207.19%;MBC/SOC和DOC/SOC均随着菌渣化肥配施量的增加而减少,MBN/TN和DON/TN均在C100F50最高。相关分析表明,MBC、DOC与SOC,MBN与TN均呈极显著正相关,DON和TN呈显著正相关。总体来讲,菌渣化肥配施能够显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性碳、氮含量,但不是随着用量的增加一直呈增加趋势,高量菌渣或者化肥下会有降低趋势;菌渣化肥配施降低了土壤微生物量和可溶性碳氮比,因此适宜的菌渣化肥配施是提高土壤有机碳周转速度、微生物活性及其氮素供应能力和有效性的最佳选择。     

山西毛榛植物构型特征分析

以山西省中条山大河林场、太岳山绵山林场、兴唐寺林场和七里峪林场、五台山金岗库林场、恒山王庄堡林场的毛榛（Corylus mandshurica Maxim.）为研究对象,采用样方调查方法,系统研究了毛榛在不同生境中的构型和分形维数特征。结果显示,大河林场毛榛的总体分枝率和枝径比（RBD_2：1、RBD_3：2）均大于其它地区,逐步分枝率（SBR_1：2、SBR_2：3）与总体分枝率呈现出相反的趋势,五台山金岗库林场毛榛的逐步分枝率最大;山西省各研究地毛榛的分枝角度差异显著,北部地区从1级到3级有减小的趋势,金岗库林场的毛榛1级分枝角度最大;分枝长度也呈现出从1级到3级逐渐减小的趋势,其各级分枝长度排序为：金岗库林场 > 王庄堡林场 > 七里峪林场 > 兴唐寺林场 > 绵山林场 > 大河林场;从分形维数来看,金岗库林场毛榛的树冠分维数和分枝分维数均为最大;各研究地毛榛的叶面积和地上生物量从北到南均表现为逐渐减小;金岗库林场毛榛叶面积的平均值、叶生物量和枝生物量均最大。研究结果表明6个研究区中金岗库林场的毛榛长势最好,该地的气候条件最适宜毛榛生长。     

神农架天然针阔混交林乔木更新的空间格局

为深入了解神农架天然针阔混交林群落乔木树种的更新特征,于神农架国家公园设置1 hm2森林动态监测样地对树种更新进行调查,利用Ripley的L函数分析优势更新树种的空间分布格局、种间空间关联性以及与大树的空间分布关系。结果显示:(1)更新个体共有35 752株,隶属于19科29属45种。更新优势种基本是乔木层优势树种,物种更新数量表现为:巴山冷杉(Abies fargesii Franch.)华山松(Pinus armandii Franch.)四蕊槭(Acer stachyophyllum subsp. tetramerum (Pax) A. E.)华中山楂(Crataegus wilsonii Sarg.),混交林群落更新良好。(2)随着尺度增加,巴山冷杉、华山松更新空间格局由聚集分布向随机分布和均匀分布发展;华中山楂、四蕊槭更新的空间格局在整个尺度上均为聚集分布,表明针叶、阔叶树种更新在空间生态利用策略上出现分化。(3)巴山冷杉与其余3个优势更新树种、华山松与华中山楂更新呈显著正相关,表现出对微生境的共同喜好;四蕊槭分别与华山松、华中山楂更新的空间关系表现为显著负相关,种间竞争激烈。(4)巴山冷杉、华中山楂、四蕊槭的更新个体与大树的空间分布总体为显著正相关,这可能与种子传播限制相关;华山松幼苗、幼树与大树的空间分布在小尺度上呈负相关,存在资源不对称竞争。     

山西吕梁山南段森林乔木层碳密度

森林在区域和全球碳循环中起着关键作用,不同森林类型生物量和碳密度的精确估算是区域森林碳储量研究的重要基础。以2005和2010年吕梁山南段2期森林资源清查资料为基础,采用加权生物量回归模型法和转换因子连续函数法对森林乔木层的生物量进行估算,发现前者估算结果显著高于后者(P0.01),加权生物量回归模型法更适宜于中小尺度生物量估算。依据回归模型法获得的28×112(物种×样方)碳密度矩阵,对森林群落进行TWINSPAN分类和DCA、CCA排序;采用单因素方差分析和相关分析对不同生境条件下乔木层的碳密度进行研究。结果表明:吕梁山南段森林群落可分为8个群系,不同群系间碳密度差异显著(P0.01),其中辽东栎+色木槭群系和辽东栎+油松群系显著高于其他群系,白皮松+侧柏群系最低。2010年乔木层碳密度显著高于2005年,平均每年以1.54 t·hm-2的速度增加。乔木层碳密度与海拔或坡度呈显著相关,随海拔或坡度的增加碳密度呈先增后降的趋势。阴坡和半阴坡(北坡和东坡)碳密度大于阳坡和半阳坡(南坡与东南坡),山脊碳密度最小。因地制宜进行物种选择和抚育管理,可显著提高森林碳密度。     

特大干旱对树木死亡的影响——以美国德克萨斯州东部森林为例

美国德克萨斯州在2011年经历了史上最严重的干旱,这一事件造成约3亿多株树木死亡。在大时空尺度上(面积约9×10~6 hm~2,时间跨度近20年),基于近1800个森林样地,4次周期性调查中的约209663株树木,使用主成份分析(PCA)和广义线性混合效应模型(GLM)回归,对树木死亡的时空差异及其干旱强度与长度对树木死亡造成的中长期复杂影响进行了研究。采用树木密度、树木基面积、林地年龄、样地调查时间间隔作为树木间的竞争指标,分析了造成大旱前后周期水平和年度水平上的样地树木死亡差异的原因。综合分析了不同地理区域、树木种组、胸径大小和林地起源的4个划分标准下树木死亡对死亡率的相对贡献。结果表明：松属树木的死亡率最低(7.92%);高度低、胸径小的树木的死亡率较大,分别为29.79%和26.00%。人工林的树木死亡率(10.26%)低于天然林(13.47%);西海湾平原生态区树木的死亡率在干旱后达到最大(22.27%);西南区的树木死亡率在干旱后也达到最大(13.78%);海拔和纬度对树木死亡率影响不明显。德州东部森林整体死亡格局形成原因较为复杂,各地理区域、林地起源、树木大小和不同树种,...     

山西霍山植物群落谱系结构的空间格局

以山西霍山七里峪植物群落为研究对象,用R语言分别对9个海拔梯度(1 200~2 000m)、5个空间尺度(100、400、900、1 600和2 500m2)和5个空间尺度下划分的6个径级(Ⅰ.DBH5cm、Ⅱ.5cm≤DBH10cm、Ⅲ.10cm≤DBH15cm、Ⅳ.15cm≤DBH20cm、Ⅴ.20cm≤DBH25cm、Ⅵ.DBH≥25cm)的植物群落谱系结构及其在不同研究方向上的变化规律进行分析,探讨其群落构建成因。结果显示:(1)在所有海拔梯度上,霍山七里峪植物群落都表现出一定的谱系结构,在不同海拔梯度上,群落谱系结构表现出一定的差异性,且在中低海拔群落的谱系结构是发散的,在较高海拔群落的谱系结构是聚集的。(2)5个空间尺度下研究区植物群落都具有谱系结构,且随着空间尺度的增加,谱系聚集程度越来越大。(3)不同径级下的群落都有一定的谱系结构,随着径级的增大,谱系聚集程度逐渐降低,趋向于发散结构,但在Ⅵ径级时群落聚集程度较Ⅳ、Ⅴ径级的高。研究表明,山西霍山七里峪植物群落在不同海拔梯度、不同空间尺度和不同径级下都表现出显著的谱系结构,与中性理论所预测的谱系随机并不相符,证明生态位理论在霍山植物群落构建过程中的作用更加重要。     

山西历山千金榆群落物种多样性研究

在野外调查的基础上,应用Patric丰富度指数（R₀）、Simpson指数（λ）和Shannon-Wiener多样性指数（H'）、Pielou均匀度指数（E₁）和Alatalo均匀度指数（E₅）等对山西历山千金榆群落物种多样性进行了分析研究。结果表明：（1）千金榆群落R₀、H'、E₁和E₅等多样性指数变化趋势基本一致,λ与H'等指数变化趋势相反;综合考虑：千金榆群落的物种多样性顺序为群丛Ⅰ（千金榆-山胡椒-糙苏群丛） > 群丛Ⅲ（千金榆-连翘-糙苏群丛） > 群丛Ⅳ（千金榆-土庄绣线菊+连翘-鹿药群丛） > 群丛Ⅶ（千金榆-接骨木-贝加尔唐松草+淫羊藿群丛） > 群丛Ⅱ（千金榆-小花溲疏-糙苏群丛） > 群丛Ⅵ（千金榆-小花溲疏-香根芹群丛） > 群丛Ⅴ（千金榆-小花溲疏-鹿药群丛）;（2）乔木层多样性与灌木层多样性、草本层多样性呈负相关（P<0.05）,而灌木层多样性与草本层的多样性相关不显著（P>0.05）;（3）千金榆各群丛间多样性指数差异不显著。