湘南典型次生林粗木质残体生物量、碳储量和养分特征

对九龙江森林公园次生常绿阔叶林粗木质残体(CWD)进行量化研究,了解亚热带典型次生林CWD的本底数据。以九龙江森林公园典型天然次生林中的6个20m×20m的标准样地为对象,调查并分析样地内不同分解等级CWD的生物量、碳储量和养分特征变化。九龙江森林公园亚热带典型次生林的CWD储量在2.8—30.4t/hm~2之间,碳储量在6.10—6.75t/hm~2之间,大量营养元素(N、P、K、 Ca、 Mg)含量相对稳定,化学计量变化不显著,微量营养元素中Pb与Cd元素含量随着分解等级的增加而增加。九龙江森林公园亚热带典型次生林的CWD储量在亚热带常绿阔叶林中处于中等水平,CWD主要以分解中后期的倒木为主,反映出该次生林处于中幼龄林阶段,具有较高的碳储量,养分含量相对稳定,并表现出Pb与Cd在CWD中积累的现象,在中度分解和重度分解的CWD中Pb含量分别增加了62.65%和69.88%,Cd含量则分别增加了33.33%和100%,其内在机理有待进一步深入研究。研究结果有助于进一步了解CWD如何参与森林生态系统养分循环、重金属积累等生态过程,比较不同林分干扰历史下CWD储量、分布及养分特征的异质性...     

湖南会同不同年龄杉木人工林土壤磷素特征

对湖南会同不同年龄(7年生、17年生、25年生)杉木人工林土壤全磷、有效磷、无机磷组分和有机磷进行了研究,结果表明:3种不同林龄杉木林土壤全磷和有效磷的含量分别在317.06—398.56 mg/kg和0.82—1.38 mg/kg之间,土壤全磷和速效磷含量均属低水平;杉木林土壤全磷含量从7年生幼龄林到25a近熟林出现先升高后降低的规律,并且17年生和25年生林分比7年生林分分别增加了19.68%、15.75%,土壤有效磷含量17年生和25年生林分比7年生林分提高了45.55%左右;土壤磷素活化系数均小于2.0%,这表明本研究区土壤全磷向速效磷转化较难,土壤中磷素的有效性较低,但该值随着林分年龄的增加而出现增大的现象;无机磷含量分别为:7年生169.50 mg/kg、17年生182.03 mg/kg、25年生175.94 mg/kg,从幼龄林到中龄林增高,中龄林以后降低;土壤中无机磷组分以O-P含量最高,其次是Fe-P,Ca-P,Al-P最少;杉木不同生长发育阶段对无机磷形态的吸收是有选择性的,幼龄林到中龄林阶段林木以吸收Al-P为主,近熟林阶段林木以吸收Fe-P和Ca-P为主;有机磷含量在全磷所占比例随林龄的变化来看,杉木生长过程中有部分的有机磷矿化为无机磷。土壤不同形态磷的相关性分析结果显示,土壤有效磷与有机磷相关系数为0.667,呈极显著相关性,是研究区杉木人工林土壤有效磷的主要来源。     

杉木人工林水量平衡和蒸散的研究

 本文根据我们严密设计的小集水区径流场连续6年的水文测定数据,进行了杉木人工林水量平衡和蒸散的研究。结果表明：集水区年平均降雨量1065.5mm, 在林冠作用面降雨量的分配中,林冠截留雨量264.6mm,截留率24.8%;穿透过林冠层的雨量799.82mm,树干径流量1.08mm,分别占降雨量的75.1%和0.1%。林内降水到达林地时,在枯枝落叶层这个作用面上净降水进行再分配,其中,地表径流量9.27mm,地下径流量203.00mm,总径流系数0.199。土壤蓄水量月变化较大,但年变化很小,占降雨量的1.2%。系统水量最大的输出是蒸散,每年以气态形式返回大气的水量866.03mm,占降雨量81.3%。在蒸散的水量中,林冠截留雨量的直接物理蒸发量为264.6mm,占总蒸散量的31.6%。     

杉木人工林生态系统中氮素的动态特征

本文介绍会同县18年生杉木人工林生态系统中氮素的分布、转化、消长和循环方面的初步研究。结果表明,该系统总氮量为12287.6公斤/公顷,其中约有97％存在土壤库中,植物固定的氮仅占总氮量的2.5％。杉木枝叶中的氮含量因受“稀释效应”的影响,表现为随时间的推移而降低,尤其是在当年生枝叶的萌发初期。该生态系统每年经水文学途径获得7.35公斤N/公顷,径流输出0.98公斤N/公顷,即该系统每年以6.37公斤/公顷的速率净积累氮,表明杉木林生态系统对氮素的保存和利用的能力较高。文章还建立了氮素动态数学模型并进行初步模拟。     

湖南省森林土壤有机碳密度及碳库储量动态

基于2000—2014年文献和著作资料中的湖南省森林土壤剖面有机碳含量数据,湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站近15年的实测数据,分析了湖南省主要森林类型土壤有机碳密度,结合1983年至2009年湖南省4次森林资源清查数据,研究了湖南省森林土壤有机碳库储量的动态特征。结果表明:湖南省主要森林类型土壤有机碳算术平均含量在9.53—22.86g/kg之间,灌木林最高,土壤有机碳含量的分异主要发生在0—40 cm土层,0—80 cm土壤层有机碳密度在95.44—181.30 t C/hm2之间,平均为137.15 t C/hm2,主要分布在0—40 cm土层中,随土壤深度增加,各森林类型土壤有机碳密度的差异下降,受森林类型的影响减弱。从1983—1987年到2009年,湖南省乔木林土壤层(0—80 cm)有机碳库储量净增加了414.86×106t C,面积加权平均有机碳密度提高了10.98 t C/hm2,不同乔木林土壤层(0—80 cm)有机碳库储量的差异随着时间进程逐渐增大,主要分布在杉木林、松木林、阔叶林。天然林是湖南省乔木林土壤有机碳库储量的主要贡献者,人工林土壤有机碳储量正逐步提高,经济林、竹林、灌木林对湖南省森林土壤层(0—80 cm)有机碳库储量贡献不同,且动态变化趋势也不同。森林土壤层有机碳库储量的变化与各森林类型面积的变化密切相关,而各森林类型面积的增减,与各项林业政策的实施密切相关。因此,人类活动深刻影响森林土壤的碳汇功能。     

低分子有机酸对土壤中菲降解及细菌群落结构的影响

多环芳烃是一类普遍存在于环境中的持久性有机污染物,其通过食物链进入生态系统,直接危害人类健康和整个生态系统的安全。为探讨低分子有机酸对土壤中菲降解及细菌群落结构的影响,通过室内培养的方式研究了在添加不同种类有机酸处理下第0—180天土壤中菲含量的变化状况,并采用高通量Illumina Miseq技术分析了土壤细菌群落种类和数量的变化特征。结果表明,低分子有机酸对于土壤中菲的降解有明显的促进作用,由一级动力学方程得出乙酸对菲降解的促进作用最明显。从细菌群落结构来看,土壤细菌的数量及其多样性或许不是导致土壤菲降解的主要因素,反而特定的菲降解菌的丰度对菲降解有重要影响。添加低分子有机酸减少了细菌OTU数及细菌菌群多样性,但增加了PAHs降解菌的丰度。随着时间推移细菌总OTU数呈现下降趋势,独有种类数均呈现出先增长后下降的趋势。检测到了6种典型的菲降解菌,分别为:Bacillus、鞘氨醇单胞菌属、Massilia、Azospirillum、Burkholderia-paraburkholderia、红球菌。研究结果可为多环芳烃污染土壤的植物修复提供基础数据和科学参考。     

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。     

基于MODIS数据的中国三种主要土地类型变化的空间特征分析

人类活动使得土地利用和植被覆盖发生了巨大变化,直接影响着全球气候。本研究通过从2000—2013年对中国三种主要土地利用类型的NDVI变化特征进行了分析,结果表明:(1)14年来,中国三种主要土地利用类型NDVI平均值均有增强的趋势。(2)三种主要土地利用类型中除耕地中的水田,林地中的有林地和草地中的高覆盖草地增长速率不显著外,其他土地类型增长速率均显著。(3)三种土地利用类型均以改善面积大于退化面积,耕地中改善面积占总耕地的64.21%,退化的区域占18.50%;林地改善的区域占总林地的54.21%,退化的区域占20.13%;草地改善的区域占55.53%,退化的区域占18.23%。三种土地类型均有所改善且改善明显的区域主要集中在甘肃以南,陕西以北和东北部分地区。