人为干扰对鼎湖山马尾松林土壤细根和有机质的影响

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较试验 ,1990～ 1995年期间研究了人为干扰对鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林土壤细根和有机质的影响。在此 5 a的研究期间 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的林下层和凋落物总量为 2 1.7t/ hm2。在保护样地 ,林下层生物量从 2 .2 t/ hm2增加至 11.10 t/ hm2 ,地表凋落物 (包括枯死的林下层 )量则从 3.0 t/ hm2 增加至 13.3t/ hm2 。收割林下层和凋落物这种人为干扰活动对林地土壤细根生物量的影响不明显 ,但却显著降低土壤轻腐殖质 (Soil lightorganic matter)量。在细根分解过程中 ,其分解速率在处理样地(试验结束时细根残存量占起始量的 4 0 .8% )显著高于在保护样地 (试验结束时细根残存量占起始量的 4 4 .3% ) ;与 Ca、Mg和K元素不同 ,N和 P两种元素的释放速率在处理样地显著高于保护样地 ,表明这种人为干扰活动不仅直接取走所收割的林下层和凋落物中的养分 ,而且还可能增加林地有效养分的流失潜力     

鼎湖山马尾松林群落生物量生产对人为干扰的响应

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较 ,在 10 a时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林群落生物量生产对人为干扰的响应。 1990～ 1995年 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的有机质总量为 2 1.2 1t/hm2 。 1990～ 2 0 0 0年 ,保护样地林下层生物量以 34%～ 5 3%的年增长速率从 2 .2 3t/hm2 逐年提高 ,至 1995年达到高峰 (11.10 t/hm2 ) ,之后因与乔木层马尾松生长竞争原因而下降至 9.4 4 t/hm2 ;地表凋落物主要来源于林下层植物且地表凋落物量变化与林下层生物量变化相类似。在整个试验过程 ,尽管保护样地和处理样地乔木层马尾松个体总数均随时间而减少 ,但它们的总生物量则随时间而增加且其增加的速率随时间和样地不同而异。 1990～ 1995年 ,保护样地总生物量增加了 38.3% (从 81.2 t/hm2增至 112 .3t/hm2 ) ,较处理样地 (收获林下层和凋落物 )总生物量增加的百分比高 4 .7个百分点 (33.6 % ,从 98.8t/hm2增至 132 .0 t/hm2 )。然而 ,1995～ 2 0 0 0年 ,保护样地总生物量增加的百分比为 2 9.1% (从 112 .3t/hm2 增至 14 5 .0 t/hm2 ) ,较处理样地 (1995～ 2 0 0 0年也停止人为干扰 )增加的百分比却低 3.2个百分点 (32 .3% ,从 13     

鼎湖山马尾松林植物养分积累动态及其对人为干扰的响应

 通过处理（根据当地习惯收割凋落物和林下层植物）和保护（无任何人为干扰）样地的比较试验,在10年时间里（1990～2000年）研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana) 林群落植物养分积累动态及其对人为干扰的响应,在此基础上深入和较系统地分析讨论了不同的经营措施对马尾松林可持续性的影响,为我国目前大面积的退化马尾松林恢复和马尾松林可持续性管理提供理论依据。结果表明：1990～1995年,5年时间里由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的各元素养分量,在林下层为（kg·hm－2）：132.72 (N)、4.72 (P)、63.32 (K)、23.51 (Ca)和7.00 (Mg),在地表凋落物为（kg·hm－2）：48.93 (N)、1.85 (P)、17.28 (K)、19.25 (Ca)和2.92 (Mg)。1990～2000年,保护样地林下层和地表凋落物各元素养分贮量分别以39%～41%和37%～38%的年平均增长速率逐年提高,至1995年达到高峰,之后各元素贮量在林下层和地表凋落物均以14%的年平均速率下降。在处理样地,1990～1995年期间各元素贮量在林下层年平均积累速率为17%,之后（1995～2000年期间）则为26%;与此同时,各元素贮量在地表凋落物年平均积累速率为22%～23%,之后（1995～2000年期间）则为28%。在整个试验过程,马尾松林乔木层养分元素总贮量随时间而增加,但其增加的速率随时间和样地不同而异。1990～1995年,保护样地乔木层养分元素总贮量增加了34.9%～38.1%,较处理样地（收获林下层和凋落物）总贮量增加的百分比（29.3%～33.5%）高。然而,1995～2000年,保护样地乔木层养分元素总贮量增加的百分比为26.3%～28.9%,较处理样地（1995～2000年也停止人为干扰）总贮量增加的百分比（28.8%～32.1%）低。可见,1990～1995年,人为干扰活动导致处理样地马尾松林乔木层养分元素年平均积累量降低约1.58%～1.72%,即年平均增长量约减少0.12～2.39 kg·hm－2（2.39 (N)、0.12 (P)、0.77 (K)、1.98 (Ca)、0.29 (Mg)）,这些量约相当于每年通过林下层和凋落物收割活动而直接从林地中取走的养分总量的6%～19%。正是由于长期以来受收割林下层和凋落物这种人为干扰的影响,鼎湖山马尾松林乔木层养分贮量较低。这种利用方式不仅直接从林地中取走大量的养分而且还对林地肥力产生间接的负面影响,其结果使该退化林地不能恢复或继续退化。作者建议的森林利用方法代替目前收割林下层和凋落物方式,既可以满足当地居民燃料的需求还有利于马尾松林的自然恢复。     

粤东五华县亚热带季风常绿阔叶林退化生态系统恢复的初步研究

研究了粤东五华县亚热带季风常绿阔叶林退化生态系统恢复过程不同演替阶段的植物群落种群和生境的变化,揭示退化生态系统的植被恢复过程及其效应。1.人为破坏较轻、尚保存有一定原生植被繁殖体的次生林地,通过封山育林,可较快地促进其恢复成较为稳定的森林生态系统。历时2年,在400m2样方内,常绿阔叶林乔木层树种增加了5种,幼苗数量增加了186株,并已有一些中生性种类入侵。生境亦有所改善,气温、地表温、土温以及相对湿度的变幅趋于平缓,相对湿度更处在一个相对较高且较为稳定的水平;土壤变为强酸性减弱,全氮和速效磷含量升高,植被正向演替进程相对较快。2.在生态系统退化较严重的散生马尾松灌丛草坡,因受附近阔叶林的影响,新的物种较易入侵,在100m2样方内植物种类共增加了2种56株。3.在严重水土流失的散生马尾松草坡,生态系统极度退化,仅靠植被的自然恢复极其困难,需要一个相当漫长的过程,而人为的持续干扰和破坏是植被恢复的极大障碍。     

离子交换树脂袋法测定鼎湖山季风常绿阔叶林土壤有效氮的初步研究

本文用离子交换树脂袋法（Ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｓｉｎｂａｇｍｅｔｈｏｄ）．测定了鼎湖山季风常绿阔叶林土壤有效氮动态．结果表明,鼎湖山季风常绿阔叶林土壤有效氮主要由铵态氮（ＮＨ４＋－Ｎ）组成,且具有明显的季节性变化,两种不同深度（０－１０ｃｍ,１０－２０ｃｍ）土层比较,硝态氮（ＮＯ３－Ｎ）年平均值在１０－２０ｃｍ土层显著地高于在０－１０ｃｍ的土层（ｐ＝０．０５）;铵态氮年平均值在１０－２０ｃｍ土层则趋向低于在０－１０ｃｍ的土层．     

南亚热带退化生态系统恢复和重建的生态学理论和应用

退化生态系统的恢复与重建是一项十分复杂的系统工程,其功能和动态过程涉及物质、能量、空间、时间和多样性等基本的生态变量。在南亚热带的气候生态因子中,既有光、温、水充裕的有利一面,也有秋旱、台风和暴雨等不利的因素,但总的来说,影响退化生态系统恢复的主导生态因子是土壤因子,如土壤肥力和土壤水份。极度退化的生态系统的恢复与重建,第一步就是控制水土流失,提高土壤肥力和土壤理化结构,这还需要工程措施和生物措施相结合．退化生态系统的植被的恢复与重建,最有效和最省力的是顺从生态系统的演替发展规律来进行,生态系统演替理论是指导退化生态系统重建的重要的理论基础．退化生态系统恢复与重建的优化结构的构建,依赖于对空间、生物、能量生态学原理的理解。种群密度制约、种群空间分布格局、边缘效应、生态位分化、食物链、生物多样性等原理均对生态系统结构的构建有指导意义．而生态系统的群体发展,则受物质定律的影响．     

热带亚热带常绿阔叶林维持酸性土壤有效磷水平的磷转化过程

热带和亚热带酸性土壤磷矿物的沉淀通常被认为会限制土壤有效磷的供应.选择以西双版纳山地季风常绿阔叶林和哀牢山中山湿性常绿阔叶林为代表的热带亚热带酸性土壤,探讨两类森林维持土壤有效磷水平的磷转化过程.哀牢山中山湿性常绿阔叶林腐殖质厚、而西双版纳山地季风常绿阔叶林的腐殖质几乎不存在.两地均显示土壤有效磷库随着土壤有机质含量的减少而降低.有机质含量较低的西双版纳表层矿质土（0～10 cm）的微生物生物量磷库大于有机质含量相对较高的哀牢山表层矿质土的微生物生物量磷库,且微生物对磷的固定占有效磷来源（磷矿物的溶解和有机磷的矿化）的比例为74%,高于哀牢山表层矿质土的63%.哀牢山表层矿质土的土壤有效磷库大于西双版纳,其土壤有效磷库可能更多的依赖于覆盖于其上的腐殖质分解后向下的磷输入.与两地的矿质土相比,哀牢山腐殖质具有高的磷净溶解率、总有机磷矿化速率和磷微生物固定速率.结果表明,热带山地季风常绿阔叶林主要通过微生物固定来避免土壤磷矿物的沉淀和保持土壤磷的有效供应;而亚热带中山湿性常绿阔叶林除具有较高的微生物固定外,地表腐殖质层的存在也帮助避免土壤磷矿物的沉淀而保持土壤有效磷的供应.     

3 个南亚热带季风常绿阔叶林群落主要性状特征比较

以南亚热带地区保存相对完好的鼎湖山、大岭山、白云山的季风常绿阔叶林为研究对象, 分析比较了各群落的生活型谱、Raukiaer 叶特征、群落果实类型和植物观赏特性等主要性状特征。结果表明, 这3 个群落以高位芽植物占绝对优势, 单叶、革质、全缘、中叶比例较高; 3 个群落由于演替时间的不同, 生活型谱有所差异, 鼎湖山云南银柴-香楠群落内中高位芽植物数量最多, 大岭山华润楠-慧竹群落以中高位芽和小高位芽植物为优势, 而白云山荷木-九节群落中小高位芽植物为优势; 不同叶特征植物比例也有所不同, 鼎湖山云南银柴-香楠群落中具中型叶、纸质叶等中生植物特征比例高于其他两个群落; 3 个群落中肉质果植物占优势, 果实以被动扩散为主; 3 个群落中在花、果、叶和其它部位(根、茎及树型姿态)具有一定的观赏价值植物分别有69、56、41 和34 种。在这些结果的基础上可以对南亚热带地带性城市森林群落建设提出适当建议。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林植物和土壤微量元素含量

报道了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林各层次植物和表层土壤(0～20 cm)四个微量元素(Cu、Fe、Mn和 Zn)的含量和分配格局。结果表明:(1)土壤有效Cu、Fe、Mn和Zn含量(mg／kg)平均值依次为0．72、140．85、 1．42和1．92;(2)所有植物叶片Cu、Fe、Mn和Zn元素含量(mg／kg)分别介于6．1～100．6、6．5～1027．5、46．3 ～1196．7和27．0～338．6,其中乔木层植物叶片微量元素含量(mg／kg)平均值表现为Mn(305．3)>Fe (259．3)>Zn(109．9)>Cu(19．3),而其它植物表现为Fe(586．4)>Mn(336．9)>Zn(141．4)>Cu(36．6);(3) 植物微量元素在各器官的分配格局随元素和植物所在的层次不同而异:乔木层植物Cu含量高低排序为干> 根>枝>叶>皮,Fe为根>皮>叶>枝>干;Mn为叶>皮>枝>根>干;Zn为叶>根>枝>皮>干;(4)在 群落垂直结构上,Fe元素含量表现为自上而下递增的趋势,而Cu、Mn和Zn含量规律不明显;(5)植物和土壤 的微量元素与微量元素间相关性均较差;(6)与亚热带其它森林相比,鼎湖山季风常绿阔叶林土壤Cu、Mn和 Zn含量较低,但乔木层植物因具有很强的吸收或富集能力而含量较高。     

神农架常绿落叶阔叶混交林凋落物养分特征

凋落物是联结陆地生态系统植物与土壤养分的重要媒介,了解凋落物养分特征有助于理解陆地生态系统物质循环的机理。该研究于2015年收集了神农架地区常绿落叶阔叶混交林的新鲜凋落物及现存凋落物,测定其不同器官中大量元素(C、N、P、K、Ca、Mg)的含量,据此分析其养分含量、养分归还量、养分储量及化学计量比的特征。结果发现:该常绿落叶阔叶混交林新鲜凋落物的C、K养分含量显著高于现存凋落物,N、P、Ca、Mg养分含量显著低于现存凋落物;其凋落物大量元素的养分归还量及养分储量大小顺序均为C Ca N Mg K P,分别为1569.84、52.44、34.82、6.24、5.24、1.30 kg hm~(-2) a~(-1)及1835.29、87.87、51.17、12.12、3.90、1.95 kg hm~(-2) a~(-1);其新鲜凋落物及现存凋落物的C∶N∶P分别为1307.33∶27.73∶1及976.48∶26.77∶1,新鲜凋落物的C∶N、C∶P显著高于现存凋落物,N∶P无显著区别。研究表明,新鲜凋落物与现存凋落物养分含量之间的差异与不同元素在分解过程中的可淋溶性及生物固持等因素有关。该地区常绿落叶阔叶混交林凋落物养分归还量及养分储量相对于亚热带阔叶林平均水平较低;且显著低于喀斯特地区同类型森林,主要与其凋落物产量、降水量及植被类型有关。该森林生态系统新鲜凋落叶与中国及全球范围内阔叶树种凋落叶相比C∶N较低,C∶P、N∶P较高,这可能是由于该地区N沉降及P限制现象较为严重所致。     

Litter dynamics of evergreen deciduous broad-leaved mixed forests and its influential factors in Shennongjia,China

凋落物是陆地生态系统的重要组成部分, 凋落物动态特征可以反映出生态系统的存在状况以及环境对植被的影响作用。为探究北亚热带常绿落叶阔叶混交林凋落物产量及现存量的动态及其影响因素, 该研究观测了神农架地区一处典型植被2009-2015年的凋落物产量及现存量, 据此分析其动态特征及其与气象因素的关系。研究结果表明: 该森林凋落物平均年产量及现存量分别为5.94 t·hm ^-2和10.46 t·hm ^-2, 2009至2014年均无明显年际变化趋势, 但在2015年均显著降低, 且当年倒春寒天数显著高于其他年份; 季节动态变化呈现双峰型, 峰值分别出现在3-5月和10月; 凋落物月产量与当月的前第1-4个月的月平均气温正相关, 与当月的前第8-10个月的月平均气温负相关, 且与当月的前第6-7及第10个月的月平均相对湿度负相关; 凋落物产量季节性指数平均值为0.032, 与年平均气温显著正相关。可见, 长时间倒春寒现象会显著影响凋落物年产量及现存量, 月平均气温和相对湿度对凋落物产量季节动态的影响有明显的滞后性, 且年平均气温对北亚热带主要森林类型的凋落物产量季节性指数有显著影响。     

神农架常绿落叶阔叶混交林凋落物动态及影响因素

凋落物是陆地生态系统的重要组成部分, 凋落物动态特征可以反映出生态系统的存在状况以及环境对植被的影响作用。为探究北亚热带常绿落叶阔叶混交林凋落物产量及现存量的动态及其影响因素, 该研究观测了神农架地区一处典型植被2009-2015年的凋落物产量及现存量, 据此分析其动态特征及其与气象因素的关系。研究结果表明: 该森林凋落物平均年产量及现存量分别为5.94 t·hm ^-2和10.46 t·hm ^-2, 2009至2014年均无明显年际变化趋势, 但在2015年均显著降低, 且当年倒春寒天数显著高于其他年份; 季节动态变化呈现双峰型, 峰值分别出现在3-5月和10月; 凋落物月产量与当月的前第1-4个月的月平均气温正相关, 与当月的前第8-10个月的月平均气温负相关, 且与当月的前第6-7及第10个月的月平均相对湿度负相关; 凋落物产量季节性指数平均值为0.032, 与年平均气温显著正相关。可见, 长时间倒春寒现象会显著影响凋落物年产量及现存量, 月平均气温和相对湿度对凋落物产量季节动态的影响有明显的滞后性, 且年平均气温对北亚热带主要森林类型的凋落物产量季节性指数有显著影响。     

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。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木碳储量及固碳增量

为了解哀牢山亚热带常绿阔叶林的乔木碳储量及其固碳增量,利用2005和2008年的植被调查数据,对哀牢山3种主要常绿阔叶林的乔木碳储量及其固碳增量进行了分析。结果表明:原生的中山湿性常绿阔叶林、滇山杨次生林和旱冬瓜次生林的乔木碳储量分别为257.90、222.95和105.39tC·hm-2;中山湿性常绿阔叶林乔木碳储量主要存储在DBH≥91cm的乔木中(34.68%);而次生林的乔木碳储量主要分布在径级21cm≤DBH41cm的乔木中(滇山杨林77.29%;旱冬瓜林69.28%)。由此可见,哀牢山地区原生的中山湿性常绿阔叶林乔木层在碳蓄积方面占主导优势。哀牢山亚热带常绿阔叶林的3个森林类型乔木层均具有固碳增量,即使是原生的中山湿性常绿阔叶林,其乔木层年平均固碳增量也达2.47tC·hm-2·a-1;次生林乔木层的年平均固碳增量约为原生林的2倍,显示了哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木层具有较强的碳汇增量。初步估算,哀牢山亚热带常绿阔叶林林区内每年乔木固碳增量为8.52×104tC·a-1。     

亚热带常绿落叶阔叶混交林植物功能性状的种间和种内变异

不同物种间的功能性状差异是自然生态系统中物种共存的基础, 而物种内个体间的性状变异对物种的共存和分布同样具有重要作用。本文以湖北星斗山自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林内28种主要树种(通过物种多度排序获得, 其中常绿和落叶树种各14种)为研究对象, 探讨不同叶习性树种的4种功能性状(比叶面积、叶干物质含量、叶面积和比茎密度)在种间和种内的差异程度。结果表明: (1)常绿和落叶树种在4种功能性状上均存在显著差异, 常绿树种的比叶面积和叶面积显著低于落叶树种, 但叶干物质含量和比茎密度则显著高于落叶树种; (2)比叶面积的变化主要来源于叶习性(57.49%), 叶面积变化主要来源于种间(66.80%)和种内变异(27.52%), 叶干物质含量的变化主要来源于种间(38.12%)和种内(33.88%)变异, 但比茎密度的变化主要来源于种内变异(51.50%), 其次为种间变异(32.52%); (3)常绿和落叶树种种间水平的性状相关性可能掩盖各功能性状之间的相关性。种内变异能够显著影响群落间的植物功能性状差异, 但不同功能性状的种内变异程度存在差异。     

Litterfall seasonality and adaptive strategies of tropical and subtropical evergreen forests in China

中国热带和亚热带常绿林凋落物季节特征及适应策略 本研究收集了来自中国热带/亚热带常绿林共85个站点的凋落物量季节性变化数据,并采用线性回归、结构方程模型构建以及相位差分析等方法,综合探究中国热带/亚热带地区常绿阔叶林和针叶林叶片脱落对土壤水分、饱和水气压差和辐射强度等气候因子的响应机制。研究结果显示,在雨热同期和雨热异期两种热带/亚热带气候类型中,呈现出两种典型凋落物的物候类型(单峰季节型/双峰季节型)。在雨热同期气候条件下,光照强度和降水呈现季节性正相关,单峰的凋落物峰值和双峰的第一个峰值约出现在3–4月,不断增加的光照能促进新叶的萌发,老叶被代谢更强的新叶所替代,该类型属于一种最大程度利用光照来实现树木生长的自适应策略。双峰的第二个峰值出现在雨季末期,约在8–10月,是由不断增强的水分亏缺所导致的(常绿阔叶林：大气水分亏缺;常绿针叶林：土壤水分亏缺),这种类型是一种凋落老叶减少水分丢失来应对水分胁迫的自适应策略。在雨热异期气候条件下,光照强度和降水呈现季节性负相关,饱和水气压差与光照强度表现出一致的季节性动态变化,诱导了常绿阔叶林单峰和双峰物候的第一个凋落峰(约在3–4月),是一种权衡大气干旱胁迫和最大程度利用光照进行生长的综合自适应策略。在雨季初期,显著的土壤水分亏缺加速叶片凋落,诱导了常绿阔叶林双峰物候的第二个凋落峰(约在11月),属于凋落老叶应对土壤水分胁迫的自适应策略。这些研究结果可以为地球系统模式中热带物候的精确模拟提供重要参考。