广西不同林龄杉木、马尾松人工林根系生物量及碳储量特征

为了解不同林龄杉木、马尾松人工林地地下根系生物量及碳储量特征,以广西杉木、马尾松主产区5个不同林龄阶段(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林)的人工林为研究对象,采用全根挖掘法和土钻法获取标准木根系生物量、灌草根系生物量和林分细根生物量,并测定其碳含量,分析其不同林龄阶段地下根系生物量和碳储量分配特征。结果表明:杉木、马尾松林地下根系总生物量分别在9.06—31.40Mg/hm~2和7.91—53.40Mg/hm~2之间,各林龄阶段根系总生物量总体上呈现随林龄增加而增加的趋势,杉木林细根生物量随林龄的增加呈现出先减后增的趋势,马尾松呈现出逐渐减小的趋势;林分各层次根系碳含量表现为乔木灌木草本、细根;杉木、马尾松地下根系碳储量变化趋势与生物量变化趋势相同,杉木、马尾松林不同林龄阶段各层次根系和土壤细根总碳储量分别在7.56—21.97Mg/hm~2和8.86—29.95Mg/hm~2之间;地下根系碳储量总体上以乔木根系占优势,且随林龄的增大其比例呈增加的趋势。     

Responses of nitrogen and phosphorus resorption from leaves and branches to long-term nitrogen deposition in a Chinese fir plantation

为了解森林养分内循环对全球变化的响应, 基于长期模拟氮沉降试验, 研究了杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林不同龄级(一年生、二年生和衰老)叶和枝的氮(N)、磷(P)养分分配及其再吸收特征, 并分析了不同模拟N沉降处理时间(7年和14年)杉木叶N、P养分再吸收差异。在12年生杉木中开展模拟N沉降试验, 以尿素(CO(NH₂)₂)为N源, 设N0、N1、N2和N3 4个处理水平, 施氮量分别为0、60、120和240 kg·hm ^-2·a ^-1, 每个处理重复3次。结果表明: (1)叶和枝在衰老过程中碳(C)、N和P含量逐渐降低, 且叶的C、N和P含量比枝高; N含量大小依次为一年生叶>二年生叶>衰老叶>一年生枝>二年生枝>衰老枝, 且N3 > N2 > N1 > N0, 而C:N则呈现相反的趋势; 衰老器官的C:N、C:P、N:P比新鲜器官高; N沉降增加了不同龄级叶和枝(除二年生叶外)的N、N:P和C:P, 但降低了P和C:N。(2)叶和枝的N、P养分再吸收率(RE_N、RE_P)随龄级的增加至衰老有规律地递减, 且RE_P > RE_N; 受长期N沉降的影响, RE_N叶(28.12%) <枝(30.00%), 而RE_P则为叶(45.82%) >枝(30.42%); 杉木叶和枝N:P与RE_N:RE_P之间存在极显著的线性相关关系。(3)随N沉降处理时间的增加, 叶RE_N呈降低态势, 各处理(N1、N2和N3)分别降低了9.85%、3.17%和11.71%; 而RE_P则明显上升, 分别增加了71.98%、42.25%和9.60%。研究结果表明: 不同器官、不同龄级的养分再吸收率随氮沉降处理的水平、处理时间而所有不同; RE_N:RE_P与N:P之间存在紧密关系。     

杉木人工林去除根系土壤呼吸的季节变化及影响因子

2007年1月至2008年12月,在长沙天际岭国家森林公园内,采用挖壕法研究杉木人工林去除根系后土壤呼吸速率季节动态及其与5 cm土壤温、湿度的相关关系。结果表明:去除根系与对照5 cm土壤温度的差异性不显著(P=0.987),5 cm土壤湿度差异显著(P=0.035)。杉木林去除根系处理后土壤呼吸速率明显降低,2007至2008两年实验期间去除根系与对照处理变化范围分别为0.19-2.01μmol.m-2s-1和0.26-2.61μmo.lm-2s-1,年均土壤呼吸速率分别为0.90μmo.lm-2s-1和1.30μmol.m-2s-1。去除根系土壤呼吸速率降低幅度为9.4%-59.7%,平均降低了30.4%。去除根系和对照的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度之间均呈显著指数相关,模拟方程分别为:y=0.120e0.094t(R2=0.882,P=0.000),y=0.291e0.069t(R2=0.858,P=0.000)。Q10值分别为2.56和2.01。     

黄土高原子午岭大披针苔草能量与养分特征

对黄土高原子午岭林区不同植被群落的优势伴生种--大披针苔草的能量和养分特征进行了研究.结果表明:随着演替的进展,处于不同演替阶段群落的大披针苔草地上部分和地下部分去灰分热值呈下降趋势.狼牙刺群落的大披针苔草地上部分去灰分热值最高,沙棘群落的最低; 狼牙刺群落的大披针苔草地下部分去灰分热值最高, 辽东栎群落的最低.不同群落大披针苔草地上部分热值均明显高于地下部分, 且不同群落大披针苔草地下部分干质量热值和去灰分热值均呈极显著差异.处于演替早期的各群落(狼牙刺、沙棘、山杨和白桦群落)内的大披针苔草热值差异较大,而演替后期的油松和辽东栎群落的大披针苔草热值差异较小.大披针苔草地下部分干质量热值与C/N呈显著正相关关系.     

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。     

Soil temperature affects carbon allocation within arbuscular mycorrhizal networks and carbon transport from plant to fungus

How soil carbon balance will be affected by plant–mycorrhizal interactions under future climate scenarios remains a significant unknown in our ability to forecast ecosystem carbon storage and fluxes. We examined the effects of soil temperature (14, 20, 26 °C) on the structure and extent of a multispecies community of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi associated with Plantago lanceolata. To isolate fungi from roots, we used a mesh‐divided pot system with separate hyphal compartments near and away from the plant. A ¹³C pulse label was then used to trace the flow of recently fixed photosynthate from plants into belowground pools and respiration. Temperature significantly altered the structure and allocation of the AM hyphal network, with a switch from more vesicles (storage) in cooled soils to more extensive extraradical hyphal networks (growth) in warmed soils. As soil temperature increased, we also observed an increase in the speed at which plant photosynthate was transferred to and respired by roots and AM fungi coupled with an increase in the amount of carbon respired per unit hyphal length. These differences were largely independent of plant size and rates of photosynthesis. In a warmer world, we would therefore expect more carbon losses to the atmosphere from AM fungal respiration, which are unlikely to be balanced by increased growth of AM fungal hyphae.     

杉木人工林冰雪灾害受灾和萌生情况调查及影响因子分析

以九龙山国家级自然保护区的主要公益林杉木人工林作为研究对象,选择具有代表性的受灾区域,自海拔700 m至900 m设置样地,共10块样地,总面积4 000 m2。分析其受2008年初严重冰雪灾害破坏及灾后萌生情况与胸径、树高、尖削度、海拔之间的关系。结果表明： 1）杉木人工林损害严重,其中断冠、断干植株比例较高,而掘根和冻死植株相对较少;杉木具有极强的萌生能力,以断冠杉木的萌生能力最强。2）不同胸径、树高、尖削度的杉木对于冰雪灾害的抵御能力及萌生能力存在一定差异,小径级矮小的个体受灾较重,易被冻死和掘根,大径级的较高个体受灾相对较轻,主要表现为断冠和断干危害,且不同径级下的受灾杉木上部萌生均占较大比例。3）杉木的抵御能力和萌生能力与海拔存在一定的关系,高海拔地区杉木受灾较重,而中海拔地区的杉木萌生能力相对较强。     

杉木不同生长类型对养分供应的持续效应

应用“正态分布标准差分类法”把杉木(Cunninghamia lanceolata)试验林分树高生长划分为5个生长类型，按不同生长类型进行施肥试验。结果表明，不同生长类型杉木施肥后2年生长期的树高年生长量表现为，生长类型好的群体对施肥有更好的持续促进高生长效应；生长类型差的群体，在施肥量相对少时高生长持续效应不明显，当施肥量较大时能有较好的树高年生长量持续生长效应。不同生长类型杉木胸径年生长量对施肥量的响应表现为，相同条件下，好的生长类型比差的生长类型有更好的胸径年生长量效果，施肥量相对不足时，差的生长类型群体胸径年生长持续效应逐渐衰退，好的生长类型对施肥有更好的持续促进生长效果，施肥量大对胸径年生长有更好的持续促进作用，与树高生长表现基本一致。研究表明，遗传品质好的杉木群体对立地适应能力越强，有更好的耐瘠薄能力和更好的年生长量。施肥措施对不同遗传品质生长类型杉木树高与胸径年生长量都有较好的促进效应，能有效恢复与提高杉木低产林分生长，为杉木低产与小老林林分改良提供理论指导。