杉木、火力楠纯林及其混交林生态系统C、N贮量

研究比较第2代连载杉木纯林、杉木与火力楠混交林以及火力楠纯林3种人工林生态系统的C、N贮量。结果表明,杉木与火力楠混交林生态系统C贮量要高于杉木纯林和火力楠纯林,而生态系统N贮量是火力楠纯林和杉木与火力楠混交林高于杉木纯林;生态系统C和N贮量的空间分布基本一致,土壤层占主要部分,其次为乔木层,再次是根系,林下植被层和凋落层所占比例最小;相关分析表明,土壤C、N贮量分别和林下植被生物量以及与森林凋落物现存量之间都具有良好的线性关系,说明林下植被和森林凋落物对土壤C、N贮量有着深刻的影响。     

杉木(Cunninghamia lanceolata)、火力楠(Michelia macclurei)纯林及其混交林细根分布、分解与养分归还

用土钻法研究了杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）、火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａｍａｃｌｕｒｅｉ）纯林和混交林的细根分布,用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解,计算了３个林分中细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的归还量。活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强,混交林次之,杉木纯林最差。火力楠细根的养分含量比杉木细根高,而Ｃ／Ｎ比低。火力楠细根年分解率比杉木快,火力楠为５７．７％,而杉木为３２．７８％。细根分解的养分归还量多少顺序依次为：火力楠纯林、杉木火力楠混交林和杉木纯林。混交林中,细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ和Ｍｇ归还量分别为枯枝落叶的３３．３８％,５．８２％,２６９．３３％,３４．１２％和３７６．０８％。细根在３个林分的物质循环和周转中起着不可忽视的作用。     

凋落叶多样性对杉木幼苗生长及吸收15N标记硫铵的影响

利用15N硫铵研究了凋落叶多样性对杉木幼苗生长及养分吸收的影响 .结果表明 ,凋落叶多样性的增加有利于盆栽杉木幼苗的生长 .杉木、火力楠、红栲和刺楸 4种凋落叶混合处理后 ,杉木幼苗的生长量最大 ;杉木、火力楠、刺楸 3种凋落叶混合处理后的杉木幼苗生长量次之 ,其它依次为杉木、火力楠、红栲 3种凋落叶混合处理 >杉木和刺楸凋落叶处理 >杉木和红栲凋落叶处理 >对照 >杉木和火力楠 2种凋落叶混合处理 >杉木凋落叶处理 .就杉木幼苗对硫铵氮的吸收率而言 ,不作任何处理的杉木幼苗吸收率最高 ,其次为杉木、火力楠、红栲和刺楸 4种凋落叶混合处理 ,其它依次为杉木、火力楠、刺楸 3种凋落叶混合处理和杉木、火力楠、红栲 3种凋落叶混合处理 >杉木和刺楸凋落叶处理 >杉木和红栲凋落叶处理>杉木和火力楠 2种凋落叶混合处理 >杉木凋落叶处理 .另外 ,用凋落叶处理后 ,土壤中硫铵氮的残留量比不作凋落叶处理的土壤多 ,硫铵氮的总回收量也比不作凋落叶处理的土壤大幅增加 ,而且凋落叶多样性的增加也会增加硫铵氮的残留量 .     

凋落叶多样性对杉木幼苗生长及吸收15N标记硫铵的影响

利用¹⁵N硫铵研究了凋落叶多样性对杉木幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明,凋落叶多样性的增加有利于盆栽杉木幼苗的生长.杉木、火力楠、红栲和刺楸4种凋落叶混合处理后,杉木幼苗的生长量最大;杉木、火力楠、刺楸3种凋落叶混合处理后的杉木幼苗生长量次之,其它依次为杉木、火力楠、红栲3种凋落叶混合处理>杉木和刺楸凋落叶处理>杉木和红栲凋落叶处理>对照>杉木和火力楠2种凋落叶混合处理>杉木凋落叶处理.就杉木幼苗对硫铵氮的吸收率而言,不作任何处理的杉木幼苗吸收率最高,其次为杉木、火力楠、红栲和刺楸4种凋落叶混合处理,其它依次为杉木、火力楠、刺楸3种凋落叶混合处理和杉木、火力楠、红栲3种凋落叶混合处理>杉木和刺楸凋落叶处理>杉木和红栲凋落叶处理>杉木和火力楠2种凋落叶混合处理>杉木凋落叶处理.另外,用凋落叶处理后,土壤中硫铵氮的残留量比不作凋落叶处理的土壤多,硫铵氮的总回收量也比不作凋落叶处理的土壤大幅增加,而且凋落叶多样性的增加也会增加硫铵氮的残留量.     

杉木和火力楠纯林及混交林内生菌根的研究

杉木(Cunninghamia canceolata)及火力楠(Michelia macelurei)是我国南方优良用材林树种,但杉木人工林连栽后,常导致土壤肥力衰退;并积累某些多酚类毒性物质,致使林木的生产率降低。为     

杉木,火力楠纯林及其混交林细根分布,分解与养分归还

用土钻法研究了杉木,火力楠纯林和混交林的细根分布,用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解,计算了３个林分中细根分解的Ｎ、Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的归还量,活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强,混交林次之,杉木纯林最差。     

森林叶凋落物混合分解的研究I.缩微实验

采用缩微实验法,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷３个阔叶树种之一的叶落物两两混合分解的动态变化,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用。结果表明,杉木叶凋落物与３种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式：杉木与木荷表现出抑制作用,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用。     

森林叶凋落物混合分解的研究Ⅰ.缩微(Microcosm)实验

采用缩微实验法,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷3个阔叶树种之一的叶凋落物两两混合分解的动态变化,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用.结果表明,杉木叶凋落物与3种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式:杉木与木荷表现出抑制作用,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用.     

森林叶凋落物混合分解的研究I.缩微(Microcosm)实验

采用缩微实验法 ,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷 3个阔叶树种之一的叶凋落物两两混合分解的动态变化 ,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用 .结果表明 ,杉木叶凋落物与 3种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式 :杉木与木荷表现出抑制作用 ,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用 .     

杉木林分类型对表层土壤团聚体有机碳及养分变化的影响

探讨不同杉木林分表层土壤有机碳及养分在团聚体尺度下的微观表征,可为促进杉木人工林土壤资源可持续利用奠定理论基础,从而保障和提升土壤健康及肥力。本研究以杉木-火力楠混交林(Ⅰ)、杉木-米老排混交林(Ⅱ)和杉木纯林(Ⅲ)的土壤为对象,在0～10和10～20 cm土层采集土样,通过干筛法将土样分为>2、0.25～2和<0.25 mm粒径团聚体,测定各粒径团聚体的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等养分的含量。结果表明: 不同林分表层土壤团聚体的有机碳和养分含量均随粒径减小而增加,不同粒径团聚体对有机碳和养分储量的贡献率在0～10 cm土层表现为: (>2 mm粒径)>(0.25～2 mm粒径)>(<0.25 mm粒径),在10～20 cm土层为(>2 mm粒径)>(<0.25 mm粒径)>(0.25～2 mm粒径)。不同林分类型表层土壤团聚体稳定性指标的平均重量直径,有机碳、全氮、碱解氮和有效磷含量及储量均为林型Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ(10～20 cm土层的有效磷除外),而速效钾含量和储量的排序为林型Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ。相较于杉木纯林,杉木与火力楠、米老排混交林的表层土壤具有更稳定的团聚体结构,而未受到人为因素干扰的杉木-火力楠混交林的表层土壤具有更多的大团聚体(>0.25 mm),土壤结构优于受到人为干扰的杉木-米老排混交林。杉木-火力楠混交林能够有效促进土壤团聚体的形成和稳定,缓解人工林土壤有机质分解及养分流失。     

一种高生产力和生态协调的亚热带针阔混交林——杉木火力楠混交林的研究

 通过八年杉木针阔混交林的综合定位研究,筛选出一种高生产力和生态协调的人工林一以8杉木2火力楠为优势的混交林。林分的蓄积量和乔木层贮存的能量分别比杉木纯林高13.7%和11.3%,杉木火力楠混交林提高了林分的光能利用率,改善了林内小气候;增加了林地有机质的含量;促进了土壤中有益微生物的繁衍和土壤理化性质的改良,提高了土壤肥力和蓄水保水能力;增强了林分对害虫自我抑制能力。     

间伐强度对杉木—火力楠混交林生长影响的研究初报

对杉木－火力楠混交林进行４种间伐强度试验表明,间伐６年后各林分的杉木、火力楠胸径净生长量比对照分别增加７０－１３９、１１－２５％,树高增加４６－９０、７－１０％,材积生长增加５４－１４０、１０－４３％,林分蓄积量增加４９－７５ｍ＾３．ｈａ＾－１,平均冠高增加２－６、８－１３％,第１活枝高下降０．５－３、３５－４８％,冠幅杉木下降１－２％、火力楠增加１－８％,可以认为,以间伐强度为３０和４０％２种方     

不同温度条件下杉木、桤木和火力楠细根分解对土壤活性有机碳的影响

通过室内培养试验,研究了不同温度(9 ℃、14 ℃、24 ℃和28 ℃)条件下桤木、杉木和火力楠细根分解对土壤活性有机碳的影响.结果表明,不同树种细根的分解率不同,树种间差异显著,大小依次为火力楠>桤木>杉木.细根分解率随着培养温度的增加而增大,随着培养时间的延长而降低.添加细根的种类、培养温度和培养时间均对实验系统中土壤微生物碳和水溶性有机碳的含量产生影响.3个树种细根分解使土壤微生物碳和水溶性有机碳含量显著高于对照,大小依次为火力楠>桤木>杉木>对照; 培养中期以及中等培养温度条件下细根分解对应着较高的土壤微生物碳和水溶性有机碳含量.细根分解对土壤易氧化碳含量无显著影响.     

间伐强度对杉木－火力楠混交林生长影响的研究初报

对杉木-火力楠混交林进行4种间伐强度试验表明,间伐6年后各林分的杉木、火力楠胸径净生长量比对照分别增加70-139、11-25%,树高增加46-90、7-10%,村积生长增加54-140、10-43%,林分蓄积量增加49-75m³·ha^-1,平均冠高增加2-6、8-13%,第1活枝高下降0.5-3、35-48%.冠幅杉木下降1-2%、火力楠增加1-8%.可以认为,以间伐强度为30和40%2种方式较好,间伐后林分定型株数约保留在1600-2200株·ha^-1之间为宜。     

酸雨和根系去除对杉木和火力楠人工林土壤有机碳的影响

酸雨是我国严重的环境问题之一，近年来其类型逐渐由硫酸型(SAR)向混合型(MAR)和硝酸型(NAR)转变。根系不仅是土壤有机碳的来源，也在土壤团聚体形成过程中发挥重要作用。然而，酸雨类型的转变和根系去除如何影响森林土壤有机碳并不清楚。本研究在杉木和火力楠人工林中进行为期3年的不同类型酸雨(硫酸∶硝酸为4∶1、1∶1和1∶4)模拟并结合断根处理，分析土壤有机碳和理化性质的变化，并进行团聚体粒径分级及平均重量直径的测定。结果表明：根系去除使两林分土壤有机碳库分别显著降低16.7%和21.5%,使土壤惰性有机碳含量分别显著降低13.5%和20.0%;根系去除显著降低了火力楠土壤团聚体稳定性、大团聚体比例和有机碳含量，而对杉木林无显著影响。不同类型酸雨对杉木和火力楠人工林土壤有机碳库和土壤团聚体结构均无显著影响。综上，根系在土壤有机碳的稳定中起关键作用，且根系对有机碳稳定性的贡献因森林类型而异，而短期内不同类型酸雨对土壤有机碳的稳定性无显著影响。     

不同杉木林分类型土壤团聚体生态化学计量特征

在野外调查的基础上,选择成土母质相同、坡向坡度相似、海拔基本一致的杉木-米老排、杉木-火力楠和杉木纯林3种杉木人工林采集土壤样品,通过干筛法分离2 mm、2～0.25 mm和0.25 mm 3个团聚体组分,研究其土壤团聚体有机碳、全氮、全磷的含量及其生态化学计量特征,以阐明不同杉木林分类型土壤团聚体碳氮磷生态化学计量特征的指示意义。结果表明:(1)0～10 cm和10～20 cm土层有机碳、全氮和全磷含量的变异系数分别为21.37%、21.00%、21.46%和20.35%、16.51%、17.82%;全氮的变异系数低于有机碳和全磷,但三者含量呈极显著正相关关系。(2)有机碳和全氮含量集中分布于小粒径团聚体(0.25 mm)中,全磷含量在各粒径团聚体中分布较为均匀;在不同林分类型中土壤有机碳、全氮和全磷含量均表现为杉木-火力楠杉木-米老排杉木纯林;在0～10 cm和10～20 cm土层的C/N、C/P和N/P的变异系数分别为14.09%、19.75%、22.24%和19.56%、21.28%、24.49%;土壤C/N的变异性较低,土壤C/P和N/P均在大粒径团聚体(0.25 mm)中较高,土壤C/N、C/P和N/P对土壤有机碳储量具有良好的指示作用。研究表明,在杉木与火力楠混交林中,缺乏磷元素,建议及时补充P元素,避免土壤持续利用受到磷的限制。     

退化土地植被恢复群落物种多样性与生物量分配格局

研究了湘西北女儿寨小流域7种典型植被恢复群落生物量的空间分配格局、物种多样性特征及其相互关系。结果表明:1)润楠次生林乔木层生物量最高,马尾松天然林灌木层生物量最大,油桐人工林草本层生物量最高,乔木层最低,毛竹-杉木林灌木层与草本层生物量最小,群落总生物量以马尾松天然林群落最高,荒草灌丛群落最低。2)乔木层物种以润楠次生林最丰富,多样性指数最高,物种分布最均匀;灌木层物种丰富度以毛竹-杉木混交林最高,油桐人工林多样性与均匀度指数最大,优势度最小,荒草灌丛群落的物种丰富度、多样性及均匀度最低;草本层物种丰富度以油桐人工林最高,马尾松天然林最低,杉木人工林草本层多样性指数与均匀度指数最大,润楠次生林优势度最高;群落总体物种丰富度以油桐人工林最高,润楠次生林群落的多样性指数最高,种群分布最均匀,荒草灌丛群落的多样性、均匀度与优势度都最低。3)女儿寨小流域退化土地物种丰富度与群落生物量之间的关系可用"S"曲线较好地描述,双曲线能较好地描述群落多样性指数、群落均匀度指数与生物量之间的关系,而生态优势度与生物量之间为非性线关系。     

杉木与阔叶树混交试验初报

 在高明县国营云涌林场以3:1的混交比例,分别营造杉木(Cunninghamia lanceolata)与红荷木(Schima wallichii)、木荷(Schima superba)、火力楠(Michelia macclurei)3种混交林,经过6年的调查观测表明：混交3年后种间关系开始激化,6年以前要适时修枝、截顶、间伐,调整1—2次种间关系。混交林与纯林比较：0—30cm土层养分消耗较大,但林分生物量高,有较高的林分生产率;6年生的混交林枯落物量及其养分元素含量、含水量比纯林大;0—10cm表层N、P、K含量有增加趋势。这些混交类型,宜从现有的3:1比例,扩大至4:1或5:1,尤以杉木+火力楠的类型值得推广。     

两种木兰科植物叶片光合作用的光驯化

测定了生长在全日、54%和21%日光强下需光植物火力楠(Michelia meachurei)和耐荫植物华东拟单性木兰(Parakmerialotungensis)叶片气体交换参数,用以估测降低光强对光合作用的限制和对低光的光驯化.生长在全日光强下火力楠的光饱和光合速率较华东拟单性木兰高.当日光强降低到54%,火力楠叶片光合速率降低幅度较华东拟单性木兰大.当日光降低至21%,华东拟单性木兰的表观量子产率和光能转换率较火力楠高.在全日光强下,火力楠的Vcmax较华东拟单性木兰高.随着日光强降低,两种木兰植物的Vcmax降低,当日光强降低至54%和21%,火力楠的Vcmax降幅较华东拟单性木兰大,火力楠Vcmax对光强降低较华东拟单性木兰敏感.生长光强降低,两种木兰植物内部CO2传导度(gi)降低.在低光强下火力楠仍保持较华东拟单性木兰高的gi.生长光强降低到全日光强的54%,火力楠gi对光合速率限制(Li)与在全日光强的条件下没有区别(p＞0.05),表现火力楠gi对54%日光强的驯化;在54%的光条件下,华东拟单性木兰的呼吸速率对光合速率的限制(Lr)与全日光照无差别(p＞0.05),显示呼吸速率对低光的驯化.两种木兰植物气孔导度对光合速率的限制(Ls)随光强降低而增大.在遮荫条件下种间叶特性差别明显,这亦反映出两种植物物种光合驯化的差异.火力楠gi对低光驯化,而华东拟单性木兰叶片对较高光强驯化更甚于对低光强.     

杉楠混交与人工杉木林自养机制的恢复

自养机制的形成是人工林可持续经营的目标之一.本研究通过混交模拟杉木人工林不同恢复阶段林分,观察比较发现从退化的杉木林阶段到地带性树种比例较低的混交林、地带性树种比例较高的混交林和地带性树种纯林阶段凋落量、N、P、K、Ca和Mg5种元素的归还量逐渐增加,特别是5种养分元素的循环速率也不断增大,其中N、Mg的循环速率由杉木纯林的0.1左右增大到火力楠纯林的0.5以上,与此同时林分土壤有机质含量和养分含量也不断增加,表明退化杉木人工林在恢复过程中随着林内地带性火力楠树种混交比例的增加,林分的自养机制逐渐获得重建.从杉木人工林可持续经营角度来看,杉阔混交比例的确定应以林分自养机制的形成和土壤养分状况的改善为标准.