鼎湖山马尾松林降水再分配对养分动态影响

在鼎湖山马尾松林中 ,降水到达森林重新分配后 ,pH值的大小变化顺序为 :茎流 >径流 >穿透雨 >降水 ,且它们均呈酸性。与 pH值变化基本上相类似 ,养分元素浓度在各过程中均以茎流最高 ,降水最低。不同元素比较 ,其大小次序为 :Ca>N >Mg>P。Ca、P和Mg三种元素浓度在各过程中的月变化较明显 ,但pH值和N元素浓度的月际变化不强。该生态系统养分元素呈积累状态 ,大气降水的养分输入为 (kg·hm 2 ·a 1) :2 0 .62 9(N)、1 .0 1 5 (P)、46.3 3 2 (Ca)、3 .5 0 8(Mg) ;输出为 (kg·hm 2 ·a 1) :7.1 2 0 (N)、0 .63 2 (P)、2 3 .640 (Ca)、2 .1 3 3 (Mg)。此外 ,还对该生态系统生物地球化学循环特征进行了讨论。     

鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林凋落物的养分动态

本文探讨鼎湖山季风常绿阔叶林调落物养分特征,分析了其动态、季节间与种间变异、构成特征等。结果表明,该群落各种群含氮量的季节变化较小,各个种的变异系数多在15％以下,但磷、钾和钠的变异较大。无论在群落还是在种的水平上,各种营养成份间均没有显著的相关性。除磷外,不同种问养分含量有显著差异,季节间则除镁外无显著差异,磷在红壤地区土壤中难于利用的主要原因可能是不同植物在磷的利用上趋同．全年通过凋落物回归土壤的养分量为氮99．88kghm-2,磷15．03kghm-2．钾27．01kghm-2,钙37．11kghm-2;镁12．19kghm-2。在该群落中,椎栗是对落叶养分贡献最大的种,荷木其次。8月是当年凋落物养分量最高的月份,主要是由于台风作用产生大量的枝叶折落,12月则是最低月份,两者在构成上的主要区别是8月份枝条所持养分量极大,而12月份枝条极少。全年凋落物养分出现两次高峰,4月和8月,而以较寒冷的1、2、11、12月份最低。     

凋落物和根系输入对南亚热带季风常绿阔叶林土壤养分的影响

植被凋落物和根系输入在调节森林土壤元素生物地球化学循环中扮演着关键作用。目前仍然不清楚凋落物和根系输入对热带原始林土壤主要元素含量的调控作用。针对该研究现状,以中国南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,通过开展凋落物与根系输入改变的控制试验（6个处理,每处理4次重复：对照、凋落物加倍、凋落物去除、断根、断根+凋落物加倍、断根+去除凋落物）,探讨了凋落物和断根处理对土壤可溶性离子、土壤酸中和能力（ANC）和阳离子交换量（CEC）的短期影响。凋落物与根系处理半年后的结果显示：（1）凋落物去除与加倍处理都显著增加了0-40 cm土壤NO₃^-含量,并且凋落物去除效应大于添加效应;去除凋落物增加了表层土壤（0-20 cm） Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺的含量。（2）断根处理显著增加0-40 cm土壤NO₃^-和表层土壤Ca²⁺、Mg²⁺含量。（3）断根和去除凋落物交互处理显著增加了0-40 cm土壤NO₃^-和表层土壤Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺含量,产生了叠加效应。（4）凋落物和断根处理并没有改变土壤pH,但降低了土壤酸中和能力（除凋落物加倍外）,其降低的原因主要与阳离子交换量的降低和NO₃^-含量的增加有关。这些结果表明,土壤养分离子的可利用性（尤其是NO₃^-和Ca²⁺、Mg²⁺）和酸缓冲能力对凋落物和根系输入改变响应敏感,森林植物及其凋落物对土壤养分保留和缓冲性能具有重要调节作用。在人为干扰和气候变化加剧背景下,该研究可为森林生态系统可持续管理提供重要的理论参考。此外,植被凋落物和根系输入改变引起的长期生态学效应仍值得进一步关注。     

中亚热带森林转换对凋落物养分归还及养分利用效率的影响

为了解中亚热带森林转换对森林生态系统碳及养分循环的影响,以中亚热带米槠天然林、森林转换后的米槠次生林和杉木人工林为对象,对3种林分的凋落物量、养分归还量和养分利用效率进行4年研究.结果 表明:米槠天然林转换为米槠次生林和杉木人工林后,年凋落物量分别下降29.0％和45.7％,凋落物氮归还量分别下降34.0％和72.7％...     

模拟降水分配季节变化对南亚热带常绿阔叶林凋落物的影响

为探讨降水季节分配的变化对南亚热带常绿阔叶林凋落物的影响,在广东省鹤山国家野外生态观测站模拟干季更干(DD)和延长干季(ED)的野外降水控制实验,对森林生态系统中凋落物变化进行了分析研究。结果表明,该试验林年凋落物总量为9.24 t hm–2,在不同时期均以叶凋落物为主,约占50.7%~69.3%。DD处理显著减少了干季(10–3月)叶凋落物量(P0.01)。虽然DD处理下全年总凋落物量比对照降低了10.3%,但差异不显著。ED处理也减少了春季(4–5月)的叶和花果及总凋落物量,全年总凋落物量则比对照增加了11.3%,但ED处理对春季和全年凋落物量的影响均差异不显著。两种干旱处理对凋落物叶质量总体上影响不明显,但DD处理显著减小了火力楠(Michelia macclurei)凋落叶的木质素含量。因此,降水格局的变化可能会影响南亚热带森林土壤的碳汇能力。     

沿海拔梯度武夷山3种典型森林凋落物及养分归还动态

为了解武夷山森林凋落物量和养分归还特征,对武夷山3个海拔典型森林的凋落物量和养分动态开展连续3年的监测。结果表明,常绿阔叶林(645 m)、针阔混交林(1 028 m)和针叶林(1 442 m)的凋落物总量分别为471.25、453.77和409.84 g/m~2,森林凋落物总量随海拔升高呈减少的趋势。武夷山3种典型森林的凋落物总量具有明显的季节变化,均呈双峰型,但常绿阔叶林与针阔混交林和针叶林的凋落物总量峰值和次峰值出现时间近似相反。3种典型森林凋落物中落叶占绝对优势(78.1%～87.6%),落枝和其他组分较少。武夷山3种典型森林凋落物的养分年归还量均表现为C N K P,且养分归还总量随海拔升高而减少。常绿阔叶林的凋落物量和养分归还量较高,可能与环境条件和植被特征相关。这为中亚热带森林生态系统养分循环和森林碳循环机理研究提供了理论依据。     

辽东山区主要阔叶树种叶片养分含量和再吸收对落叶时间的影响

凋落物是森林生态系统养分的重要来源, 叶片脱落时间是影响其分解的关键因素。东北温带森林中蒙古栎(Quercus mongolica)落叶时间较其他树种晚, 在山脊等贫瘠立地叶片甚至第二年春天才脱落。我们假设: 相对于其他树种, 蒙古栎叶片养分元素含量过高、再吸收时间长, 导致叶片延迟脱落。为验证假设, 除蒙古栎外, 选择了落叶时间居中的色木槭(Acer mono)和落叶较早的胡桃楸(Juglans mandshurica)为对象, 持续监测叶片从成熟至凋落过程中叶片养分元素含量, 包括大量元素: 氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg), 微量元素: 铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)和锌(Zn); 并分析养分再吸收率。结果表明: 蒙古栎成熟叶养分元素含量介于对照树种之间; 凋落叶N、P和K含量低于对照树种, Fe和Mn含量高于对照树种, 其余元素含量介于对照树种之间。该结果不支持“蒙古栎叶片养分含量过高”假设。蒙古栎叶片N、P和K再吸收率高于对照树种, 再吸收率高低与其落叶时间完全一致; 叶片Cu和Zn再吸收率与对照树种无显著差异; 叶片其余元素未发生再吸收, 其累积率与对照树种无显著差异; 说明养分再吸收与养分含量无关, 可能与树种的种专一性相关, 可能会影响叶片脱落时间。由于蒙古栎多生长在贫瘠土壤, 其成熟叶无法积累更多养分; 为避免叶片脱落后养分进入土壤被其他物种利用, 将养分尽量回收储存于自身, 即蒙古栎叶片养分再吸收过程较长, 叶片脱落较晚。生长在极端贫瘠立地的蒙古栎叶片次年春天才落叶, 可能是由于再吸收一直在进行, 来不及脱落而保留至新生长季开始。落叶晚的树种养分再吸收率高、有利于自身养分保存, 更能适应贫瘠土壤, 反之亦然。     

增温对鼎湖山混交林中4种优势树种生物量分配和养分积累的影响

为了解未来全球变暖对南亚热带森林生态系统物种组成的影响,在广东鼎湖山采用沿海拔梯度垂直移位的方法,研究了模拟增温对木荷(Schima superba)、红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)、红锥(Castanopsis hystrix)和马尾松(Pinus massoniana)等4种优势树种的生物量分...     

华北石质山区油松林对降水再分配过程的影响

森林通过降水再分配过程影响着流域的水量平衡和物质循环。根据2005-2008年汛期华北石质山区主要造林树种油松林的林外降雨、穿透降雨、树干径流定位观测数据,探讨了人工油松林对降雨再分配过程的影响。结果表明,测定期间32场次降雨过程中油松林穿透雨量、树干径流量和林冠截留量平均值分别为8.67,0.11,1.07mm;透过率,树干径流率和林冠截留率分别为82.18%(57.74%-87.55%),1.07%(0.22%-2.07%),16.75%(11.01%-42.07%)。油松林冠层穿透降雨量、树干径流量和林冠截留量均与林外降雨量呈明显的线性关系(R2=0.995,R2=0.907,R2=0.855),根据回归方程,当林外降雨量大于0.3mm时,可发生穿透降雨,当林外降雨量大于3.51mm时,可发生树干径流;林冠截留率与林外降雨呈双曲线衰减趋势,回归方程为y=12.091+55.537/(x+0.426)(N=32,R2=0.685)。典型次降雨再分配过程表明,林冠不仅在量上对降雨进行再分配,还在时程上进行了再分配。     

南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在"雨热同期"的南亚热带地区其"降温效应"有差,演替初期的PF干、湿季"降温效应"分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季"降温效应"可达15.7%和10.5%。总体上,随演替"降温增湿"效应越来越显著,且"降温"表现为干季更明显,而"增湿"表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于"极端化"的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(P0.001),且湿季土壤含水量下降速率高于干季,林型间在全年及湿季均为MFMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。     

凋落物输入对中亚热带不同森林细根生物量及分布的影响

在全球变化背景下,植物凋落物输入的改变对森林生态系统地下生态过程具有重要的影响。中亚热带森林中,细根进入凋落物层生长是一种常见现象,然而凋落物量的改变对细根生长影响的研究较少。通过对中国中亚热带针叶林、针阔混交林及常绿阔叶林这3种典型森林进行地上凋落物添加和去除实验,研究不同凋落物处理水平下细根生物量、垂直分布及形态特征的变化。结果表明:与对照(CK)相比,地上凋落物去除(LR)分别导致针叶林和针阔混交林细根总生物量显著降低40.3%和37.5%,而凋落物添加(LA)使常绿阔叶林中的细根总生物量明显提高了19.4%。不同层次的细根生物量对凋落物处理的响应不同,从针叶林到常绿阔叶林,凋落物量的改变对细根的垂直分布的影响加剧。LA处理明显提高常绿阔叶林凋落物层的细根生物量百分比(相比对照提高了10.6%)以及降低7.5—15 cm土层的细根生物量百分比(相比对照降低了10.4%)。凋落物层中生长的细根生物量和凋落物层厚度呈高度线性相关(R~2=0.742,P0.01),并且和凋落物层生物量也呈显著线性相关(R~2=0.521,P0.01)。3种森林类型细根的根长密度(RLD)和比根长(SRL)变化趋势与细根所处的层次紧密相关,而不同凋落物处理对它们的影响均不明显,说明细根对养分的获取策略表现为在养分丰富的凋落物层和表土层投资更多的生物量和更活跃的代谢,而不是改变细根形态的表型可塑性。     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物量及其降解

凋落物量及其降解速率在养分循环尤其碳循环中起着至关重要的作用。本文比较了桂西北喀斯特区3种原生林(圆果化香、大叶蚊母树和青檀)与3种次生林(圆叶乌桕、八角枫和黄荆)凋落物量及其降解特征。结果发现,在所有原生林与次生林中,叶凋落量占总凋落物量的80%左右,且与降雨量呈负相关,降雨量最少的旱期凋落物量最大。除大叶蚊母树外,次生林的总凋落物量及养分归还量大于原生林。凋落物降解90d后,大叶蚊母树的质量损失最小,有87.6%未分解。经过1年的降解,质量损失最大的为圆果化香,仅剩余49.5%未降解。圆叶乌桕凋落物含N量最高,降解最快;大叶蚊母树凋落物量最高,降解最慢;而圆叶乌桕凋落物养分含量高,降解速率快。因此,圆叶乌桕是喀斯特区退化土地植被重建与土壤养分修复较好的选择。     

亚热带红壤丘陵区四种人工林凋落物分解动态及养分释放

应用网袋分解法,连续2a对我国亚热带红壤丘陵区内有代表性的人工林类型马尾松（Pinus,massoniana）、湿地松（Pinus elliottii）、杉木（Cunninghamialanceolata）、木荷（Schimasuperba）＋马尾松（Pinus,massoniana）混交林的凋落物的分解速率,及其C、N元素释放动态进行了研究,凋落物样品分地上、地下两组处理方式。4种林分凋落物地上组的第1、2年分解速率（凋落物的年失重率）依次为马尾松林〉混交林〉湿地松林〉杉木林,马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林;地下组的第1、2年分解速率顺序分别为马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林,马尾松〉杉木林〉湿地松林〉混交林。各林分地上组凋落物分解速率明显快于地下部分,马尾松林凋落物的分解速率在不同时期均高于其它林分。4种林分凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型。根据拟合方程得出的凋落物分解95％时间为4～01a,介于暖温带常见树种凋落物95％被分解所需时间8～17a,地处南亚热带季风区的鼎湖山凋落物分解95％所需的时间2～8a。养分元素释放率的变化因不同林分和分解时期而异。C在各林分中始终表现为净释放,地上组凋落物的释放率大多数时间均高于地下组。N则于湿地松林、马尾松林和混交林中前期表现出富集现象,而后开始净释放,其中湿地松林凋落物的N富集现象最为显著,释放速率在两个试验年度均为各林分中最低,凋落物中初始的高C／N比是导致上述现象的原因。杉木林凋落物具有最低的初始C／N比,没有出现N富集现象,且在两个试验年度末期均维持了较高的N释放率.     

Estimates of soil respiration and net primary production of three forests at different succession stages in South China

Soil respiration (heterotropic and autotropic respiration, R_g) and aboveground litter fall carbon were measured at three forests at different succession (early, middle and advanced) stages in Dinghushan Biosphere Reserve, Southern China. It was found that the soil respiration increases exponentially with soil temperature at 5 cm depth (T_s) according to the relation R_g=a exp(bT_s), and the more advanced forest community during succession has a higher value of a because of higher litter carbon input than the forests at early or middle succession stages. It was also found that the monthly soil respiration is linearly correlated with the aboveground litter carbon input of the previous month. Using measurements of aboveground litter and soil respiration, the net primary productions (NPPs) of three forests were estimated using nonlinear inversion. They are 475, 678 and 1148 g C m^?2 yr^?1 for the Masson pine forest (MPF), coniferous and broad‐leaf mixed forest (MF) and subtropical monsoon evergreen broad‐leaf forest (MEBF), respectively, in year 2003/2004, of which 54%, 37% and 62% are belowground NPP for those three respective forests if no change in live plant biomass is assumed. After taking account of the decrease in live plant biomass, we estimated the NPP of the subtropical MEBF is 970 g C m^?2 yr^?1 in year 2003/2004. Total amount of carbon allocated below ground for plant roots is 388 g C m^?2 yr^?1 for the MPF, 504 g C m^?2 yr^?1 for the coniferous and broad‐leaf MF and 1254 g C m^?2 yr^?1 for the subtropical MEBF in 2003/2004. Our results support the hypothesis that the amount of carbon allocation belowground increases during forest succession.     

格氏栲天然林与人工林凋落物数量、养分归还及凋落叶分解(英文

通过对中亚热带格氏栲天然林(natural forest of Castanopsis kawakamii。约150年生)、格氏挎和杉木人工林(monoculture plantations of C．kawakamii and Cunninghamia lanceolata,33年生)凋落物数量与季节动态、养分归还及凋落叶分解与其质量的关系为期3a的研究表明。林分年均凋落量及叶所占比例分别为：格氏栲天然林11．01t／hm^1。59．70t／hm^2;格氏栲人工林9．54％。71．98％;杉木人工林5．47t／hm^2。58．29％。格氏栲天然林与人工林凋落量每年只出现1次峰值(4月份)。而杉木林的则出现3次(4或5月份、8月份和11月份)。除杉木林的Ca和格氏栲人工林的Mg年归还量最大外。N、P、K及养分总归还量均以格氏栲天然林的为最大。杉木人工林的最小。分解la后格氏栲天然林中格氏栲叶的干重损失最大(98．16％)。杉木叶的最小(60．78％)。C／N及木质素／N比值与凋落叶分解速率呈显著负相关。而N、水溶性化合物初始浓度与分解速率呈显著正相关。与针叶树人工林相比,天然林的凋落物数量大、养分归还量高、分解快。具有良好自我培肥地力的能力。因此。保护和扩大常绿阔叶林资源已成为南方林区实现森林可持续经营的重要措施之一。     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落叶降解和养分释放

凋落叶降解及养分释放研究对喀斯特生态脆弱区森林生态系统的恢复与重建具有重要指导意义。本文选取桂西北喀斯特区3种原生林与3种次生林进行比较,研究其凋落叶降解与降解过程中的营养元素释放规律以及降解速率的影响因子。结果表明,原生林凋落叶的降解速率略大于次生林。C、N、K元素在前180天释放速率较快,随后趋于稳定。次生林凋落叶总P含量在降解初始阶段呈净积累,随后净释放,而原生林的凋落叶在降解360天后仍呈现P素净积累。相关分析表明,凋落叶降解速率与凋落叶初始总N、木质素含量及木质素:N比值呈负相关,与C:N比呈正相关。综合比较发现,次生林圆叶乌桕(Sapium rotundifolium Hemsl)凋落叶的降解速率与养分释放速率较快,是喀斯特退化土地及植被恢复过程中潜在的优势种和建群种。     

喀斯特峰丛洼地植被演替过程中土壤养分的积累及影响因素

以桂西北环江县典型喀斯特峰丛洼地为对象,利用空间代替时间的方法,于2009年分析了植被演替过程中表层土壤(0～15 em)养分的变化及其主要控制因素.结果表明:随着植被正向演替(草地-灌丛-次生林-原生林),表层土壤的有机碳、全氮和全磷等含量显著增加,分别由演替初期(草地)的29.1、2.48和0.72 g·kg-1增加为演替后期(原生林)的73.9、8.10和1.6g·kg-1.土壤阳离子交换量与有机碳和全氮密切相关,是喀斯特土壤C、N积累的主要控制因素;凋落物中的P含量、C/P和N/P是土壤全磷积累的主要控制因素,较高的凋落物P含量、N/P以及较低的C/P有利于土壤中P的积累;而坡度、坡向和裸岩率等地形因子对土壤养分的影响较小.     

亚热带樟树-马尾松混交林凋落物量及养分动态特征

选取亚热带典型的针阔混交林作为研究对象,从2009年至2011年每月进行凋落物的测定。结果表明：混交林年凋落物总量为（4634.723±337.1427） kg/hm²,且凋落叶（71.78%） > 凋落枝（26.24%） > 凋落碎屑（8.46%） > 凋落果（3.23%）。凋落总量的月变化趋势明显,在11月份达到了最大值1025.6 kg/hm²,而最小值出现在2月份138.606 kg/hm²。混交林凋落物中大量元素、微量元素含量差异显著。大量元素含量大小顺序：C > N > Ca > K > S > Mg > P,微量元素的含量大小顺序：Mn > Fe > Zn > Pb > Cd > Cu > Ni > Co。C/N的特征是：枝（66.96） > 果（63.48） > 叶（40.62）。森林凋落物养分的含量直接决定了其养分的归还量。樟树-马尾松混交林凋落物养分归还总量为80.936 kg/hm²。混交林凋落物各元素养分归还量大小顺序特征是：N > Ca > K > S > Mg > P > Mn > Fe > Zn > Pb > Cd > Cu > Ni > Co。各组分养分归还特征是：叶（67.469 kg/hm²） > 枝（14.928 kg/hm²） > 果（2.361 kg/hm²）。混交林中N的年归还量为40.964 kg/hm²,其中凋落叶的N归还量较大为34.877 kg/hm²。     

模拟降雨变化对古尔班通古特沙漠土壤养分及酶活性的影响

土壤酶参与土壤系统的养分循环过程,是联系植物和土壤养分的关键纽带。土壤酶活性对降水格局变化响应敏感,这种响应对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统显得尤为重要。然而,早春积雪完全融化后首次降雨时间及降雨量如何影响土壤养分及土壤酶活性还鲜见相关报道。以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,在早春积雪完全融化后,设置3个首次降雨时间(积雪完全融化后第10天、20天和30天)和3个降雨梯度(5 mm、10 mm和15 mm),于植物生长旺季采集土壤样品,研究土壤养分含量和土壤酶活性的响应特征。结果表明：积雪完全融化后不同首次降雨时间下5mm降雨处理以及积雪完全融化后第30天下各降雨量处理对土壤养分和酶活性影响不显著。积雪完全融化后第10天,随降雨量增加,土壤全碳呈显著先下降后增加趋势,全钾呈显著增加趋势,而土壤微生物量碳呈显著降低趋势;积雪完全融化后第20天,随降雨量增加,速效氮、土壤蔗糖酶活性、土壤微生物量碳氮呈先下降后增加趋势,土壤全碳和多酚氧化酶活性显著下降,土壤全钾和碱性磷酸酶活性显著增加。模拟10 mm降雨,随首次降雨时间推迟,土壤全氮、速效氮、速效磷、土壤蔗糖酶活性和土壤微生物量碳呈增加趋势;...