浙江天童森林公园植物群落演替对土壤物理性质的影响

对浙江宁波天童森林公园内的裸地、灌丛、马尾松林、马尾松木荷林、木荷林、栲树木荷林和栲树林等演替阶段土壤物理性质进行了比较分析。结果表明,尽管由于样地坡度和母质等因素的影响,演替群落土壤呈现趋砂性特征,但植物群落进展演替能明显降低土壤容重,阔叶林群落减少的幅度更显著;同时,演替能提高土壤空隙度;土壤含水量、土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量在演替过程中的增长趋势明显;土壤固相率减少,气相率增大。因此,植物群落进展演替能明显降低土壤紧实性,改善土壤通气性及持水性能,呈现出与土壤质地效应相反的变化趋势,促进了土壤肥力的发挥。而土壤物理性质的改善,也有利于群落物种更替和演替进程     

天童常绿阔叶林演替系列植物群落的N：P化学计量特征

土壤氮磷养分对植物生长的限制性可通过植被的N：P化学计量特征来反映。该研究以常绿阔叶林演替系列为对象,将N：P作为诊断指标,揭示常绿阔叶林次生演替过程中植物群落的N：P化学计量特征和养分限制作用。结果显示：1）物种水平的N：P大小不一,但演替系列总体的变化特征表现出了较高的一致性。2）在群落水平上,次生演替初期的灌草丛N：P极小（7．38）,远远低于14,当演替进入灌丛阶段,N：P显著增高到19．96,在进入演替中期的针叶林（14．29）和针阔混交林（14．21）时,N：P显著下降到14～16之间,演替中后期的木荷（Schima superba）群落（18．77）和栲树（Castanopsis fargesii）群落（20．13）的N：P发生了显著的升高过程。根据以往对N：P临界值的确定,可以认为,常绿阔叶林次生演替初期的植物群落生产力主要受到氮素的限制作用;演替中期的针叶林和针阔混交林主要受氮磷的共同限制,但以氮素的限制作用更为强烈;演替中后期植物群落主要受到土壤磷素的限制作用。     

施用牛粪和绿肥对土地整治区玉米产量和土壤理化性质的影响

采用定位试验,研究了施用新鲜牛粪(15000和75000 kg·hm^-2)和绿肥(36000 kg·hm^-2)对玉米产量、土壤呼吸和土壤化学、物理性状的影响.结果表明: 与单施化肥相比,土地整治区施用牛粪的玉米籽粒增产7.2%～29.9%,千粒重增加2.5%～18.2%,活性有机碳和有机质含量分别增加5.3%～34.6%和8.0%～17.6%.施用绿肥的玉米籽粒增产10.8%～15.6%,千粒重增加4.5%～8.4%,活性有机碳含量增加14.1%～48.6%,在第二年土壤有机质含量增加了7.2%.施用牛粪和绿肥的土壤呼吸速率增加了20.0%～69.3%.施用牛粪和绿肥增加了土壤容重,减少了总孔隙度和毛管孔隙度,分别增加了＜0.01 mm和0.05～1 mm粒径团聚体的比例.连续2年在土地整治区施用牛粪和绿肥不仅能够增加玉米籽粒产量,而且已经对土壤物理化学性质的改善表现出积极的作用.     

天童常绿阔叶林演替系列植物群落的N∶P化学计量特征

 土壤氮磷养分对植物生长的限制性可通过植被的N∶P化学计量特征来反映。该研究以常绿阔叶林演替系列为对象,将N∶P作为诊断指标,揭示 常绿阔叶林次生演替过程中植物群落的N∶P化学计量特征和养分限制作用。结果显示：1)物种水平的N∶P大小不一,但演替系列总体的变化特 征表现出了较高的一致性。2）在群落水平上,次生演替初期的灌草丛N∶P极小(7.38),远远低于14,当演替进入灌丛阶段,N∶P 显著增高到 19.96,在进入演替中期的针叶林(14.29)和针阔混交林(14.21)时,N∶P显著下降到 14～16之间,演替中后期的木荷(Schima superba)群落 (18.77)和栲树(Castanopsis fargesii)群落(20.13)的N∶P发生了显著的升高过程 。根据以往对N∶P临界值的确定,可以认为,常绿阔叶林次 生演替初期的植物群落生产力主要受到氮素的限制作用;演替中期的针叶林和针阔混交林主要受氮磷的共同限制,但以氮素的限制作用更为强 烈;演替中后期植物群落主要受到土壤磷素的限制作用。     

浙江天童常绿阔叶林演替过程凋落物数量及分解动态

浙江天童常绿阔叶林演替过程森林凋落物量呈增长趋势,其中：乔木叶比例最大,其它器官组分在不同演替阶段的比例不一致,灌木叶和草本、树皮比例随着演替进程而呈减少趋势,树枝和繁殖器官则呈增大趋势。以分解袋法测得凋落物年失重率和指数方程模拟的分解系数Ｋ在演替过程中均呈增长趋势,这与年凋落物数量变化趋势相似。可见,随着演替进程,生物循环加快,群落自肥能力增强。     

浙江天童常绿阔叶演替过程凋落物数量及分解动态

 浙江天童常绿阔叶林演替过程森林凋落物量呈增长趋势,其中：乔木叶比例最大,其它器官组分在不同演替阶段的比例不一致,灌木叶和草本、树皮比例随着演替进程而呈减少趋势,树枝和繁殖器官则呈增大趋势。以分解袋法测得凋落物年失重率和指数方程模拟的分解系数K在演替过程中均呈增长趋势,这与年凋落物数量变化趋势相似。可见,随着演替进程,生物循环加快,群落自肥能力增强。     

浙江天童常绿阔叶林演替阶段共有种的树木构型

树木构型是木本植物为响应光照变化在其空间建造结构上的配置模式和形态体现。研究演替不同阶段共有种构型的变化可以剔除植物谱系的影响, 反映植物构型特征与光资源供给性的关系。该研究在浙江宁波天童、南山和北仑3个次生演替序列上选择了5个演替共有种, 分4个群落高度层级, 对照分析了树高、冠幅深度和面积、枝条伸展方向、基径、叶片盖度和聚集度构型性状随演替的变化, 并分析了与冠幅曝光指数的线性关系。结果表明: 1)随着演替进行, 冠幅厚度和面积、叶片盖度、叶片聚集度和基径逐步增加, 但在个别相邻演替阶段增加不显著; 2)随着演替进行, 植物的垂直枝比例降低, 水平枝比例增加; 3)演替过程中植物冠幅曝光指数在各层级内都呈现出减小趋势; 4)构型性状和植物冠幅曝光指数间存在显著的线性回归关系(p < 0.001)。总之, 随着常绿阔叶林演替进行, 演替共有种构型的变化反映了物种功能类群由阳性先锋植物向耐阴植物的转化, 其中, 植物对光资源的适应是导致构型变化的主要原因。     

浙江东部常绿阔叶林次生演替的随机过程模型

 植物群落次生演替过程的有限序列在一定意义上构成一随机过程。浙江东部常绿阔叶林次生演替的随机过程系统可以近似地看成线性系统,因而可以用马尔可夫过程描述。本文以群落主要乔木优势种作为马尔可夫过程的状态变量。用“空间序列代替时间序列”的研究方法测得自然次生演替过程和干扰次生演替过程群落主要优势乔木种的更新概率,以此建立了马尔可夫过程的一步平稳转移概率矩阵。应用马尔可夫链模型对常绿阔叶林的自然和干扰次生演替过程进行了模拟。模型还给出了次生演替过程群落主要优势乔木种类的数量动态,为深入研究常绿阔叶林次生演替规律以及林业生产和管理等提供了依据。     

浙江天童地区常绿阔叶林退化对土壤养分库和碳库的影响

为了解常绿阔叶林退化对土壤碳库和养分库的影响,采用空间代替时间的研究方法,以常绿阔叶林顶级群落为参照,选择了次生常绿阔叶幼年林、次生针阔混交林、次生针叶林、灌丛和灌草丛代表不同的退化类型,分别对其土壤氮磷养分库、碳库进行了调查和分析。结果表明：土壤氮库贮量从大到小依次为,成熟常绿阔叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、次生针叶林、灌草丛和次生针阔混交林;土壤总磷含量也是在成熟林最高,次生针阔混交林和次生针叶林的总磷含量显著高于次生常绿阔叶幼年林和灌丛;土壤有机碳含量从高到低依次为：成熟常绿阔叶林,次生针叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、灌草丛和次生针阔混交林;土壤铵态氮在成熟林、灌丛和灌草丛的库容量最大,其次分别为次生幼年常绿阔叶林、次生针阔混交林,最小的为次生针叶林;硝态氮则在灌草丛的库容量最大,其次分别为次生针叶林、次生针阔混交林和成熟林针叶林,最小的为次生常绿阔叶幼年林和灌丛。统计显示,常绿阔叶林退化不仅导致土壤有机碳库含量的显著下降,也使得土壤氮磷养分库含量显著下降。可以认为,砍伐导致的大量生物量输出和森林管理措施的影响,植物种类组成的改变,土壤物理性质的改变以及养分和有机碳的主要生物化学转化环节发生改变是导致此类变化的主要因素,常绿阔叶林顶极群落土壤是该地区土壤的最大养分库和碳库。     

浙江天童国家森林公园常绿阔叶林演替前期的群落生态学特征

本文在天童国家森林公园内采用固定样地法,研究了常绿阔叶林演替前期（包括次生灌丛和马尾松Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ林）的群落生态学特征。结果表明,随着群落的演替,群落的和种组成明显增加,群落的外貌结构逐步形成并明显地分化,为常绿叶林演替的深入研究提供基本资料。     

浙江天童常绿阔叶林演替过程的凋落物现存量

凋落物现存量是土壤表层的死有机物质,由尚未分解、半分解和已分解的凋落物组成,它是森林生态系统腐屑食物链的起点,有机碳和营养元素的储库,为生态系统的运转过程提供物质和能量［３,９］;同时,它也能创造幼苗定居环境的异质性［８］。因此,研究演替过程凋落物现...     

天童常绿阔叶林五个演替阶段凋落物中的土壤动物群落

为探讨森林凋落物中土壤动物群落的结构特征以及土壤动物群落随植被演替而发生的变化 ,于 2 0 0 3年冬季 ,对浙江天童常绿阔叶林 5个演替阶段凋落物中的土壤动物群落 ,按代表不同分解阶段的新鲜凋落物层、腐叶层和腐殖土层进行了调查研究。共获得土壤动物 13381只 ,分别隶属于 2门 8纲 2 0目。优势类群为蜱螨目 (Arcarina)和弹尾目 (Collem bola) ,二者共占总数的 94 .2 4 % ,A/ C为 7.6 6 ;常见类群为双翅目 (Diptera)。研究结果表明 :(1)凋落物中的土壤动物群落存在明显的有别于真土层的垂直分布 ,类群数和个体数总体表现为向下递增的趋势。共有 19类、5 9.0 3%的土壤动物分布在底部腐殖土层 ,仅 8类、5 .35 %的土壤动物分布在新鲜凋落物层 ,其余共 8类分布在中间腐叶层。而且 ,不同类群在各演替阶段的分布表现出一定的差异 ;(2 )凋落物中土壤动物群落随植物群落的演替而发生明显的变化 :个体总数和类群总数在演替顶极阶段最高 ,其次为中期阶段 ,演替初期最低。但是 ,在目这一分类等级上 ,各演替阶段凋落物中土壤动物群落的主要类群基本一致 ,均为蜱螨目、弹尾目、双翅目和鳞翅目 (L epidoptera) ;(3)相似性分析表明 ,演替中期凋落物中土壤动物群落与顶极阶段最为相似 ;但它们的Shannon- Wiener多样性     

浙江天童木本植物小枝的“大小-数量”权衡

枝条大小和数量关系反映了植物适应环境胁迫的构型和生物量分配策略。该研究以浙江天童木本植物为对象, 通过对小枝大小(横截面积)与数量(稠密度)关系的研究发现: 1)小枝稠密度与枝截面积显著负相关(斜率为-1.32, CI = -1.48- -1.17; p < 0.05); 2)在相同曝光度, 在II级曝光环境(植株40%-80%暴露在直射光中)中常绿植物比落叶植物单位小枝截面积的小枝稠密度高, 而在I级(植株<40%暴露在直射光中)和III级(>80%暴露在直射光中)曝光环境中, 小枝稠密度在两种生活型间无显著差异; 3)在不同曝光度下, 常绿植物单位枝条在I和II级比III级曝光水平具有更高的小枝稠密度; 但落叶植物单位枝条的小枝稠密度在3个曝光水平相同; 4)相同枝条大小下, 4 m以下灌木比4 m以上的亚乔木和乔木具有更高的小枝稠密度。总之, 天童地区木本植物的小枝“大小-数量”关系符合Corner法则(描述枝叶“大小-数量”关系的法则), 且在不同生活型间存在差异, 常绿植物相对于落叶植物, 灌木相对于乔木具有较高的小枝稠密度, 从而有利于它们适应光资源的限制。     

4种不同演替阶段森林群落物种组成和多样性的比较研究

通过空间变化代替时间差异和样方法等手段,对浙江省马尾松林针叶（针叶林）、马尾松针阔叶混交林、中龄常绿阔叶林和近熟常绿阔叶林4种不同演替阶段森林群落的物种组成和多样性、群落间相似性进行了研究。结果表明,23个样地共记录维管植物53科105属170种。随着演替的进行,群落物种数、各层次的Shannon-Wiener多样性指数基本上呈现先下降后上升的趋势,并以针阔叶混交林最低,估计跟先锋物种的消失和后期物种的出现这一更替有关。随着演替的进行,各群落间的Jaccard相似性系数逐渐降低,其中针阔叶混交林和中龄常绿阔叶林之间的相似性系数最高,马尾松与近熟常绿阔叶林之间的相似性系数最低。群落主成分分析也得出相似的结果。群落之间的差异主要体现在物种组成尤其是乔木层的组成上;针阔叶混交林是物种丰富度和物种多样性较低的一个群落,但它与其它群落间的相似性较高,并已储存了常绿阔叶林中的大部分物种,对演替起着承前启后的作用。     

浙江天童常绿阔叶林演替过程中土壤碳库与植被碳归还的关系

土壤碳固持量随森林演替显著提高, 对减缓全球变暖具有重要意义; 但是, 演替过程中土壤有机碳库与植被碳归还的关系尚无定论。该研究以浙江天童常绿阔叶林次生演替系列为对象, 通过测定前中后3个演替阶段土壤总有机碳(TOC)、可矿化碳(MC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC) 3种活性有机碳的含量与储量, 植被凋落物年凋落量、地表枯落物现存量和细根年归还量及其碳储量, 利用相关分析和多元逐步回归拟合, 分析土壤碳库与植被碳输入的关系。结果表明: (1)土壤TOC、MC、DOC和MBC含量随演替进行均显著增加(p < 0.05); (2)随演替进行, 土壤TOC储量显著增加( p < 0.05), 而MC、DOC和MBC储量并没有出现一致的变化趋势, 其排序为: 中期>后期>前期; (3)凋落物年凋落量及其碳储量随演替显著增加( p < 0.05), 细根年归还量及其碳储量随演替先增后降( p < 0.05), 而地表枯落物现存量与碳储量显著降低; (4) 3种活性有机碳中, MC储量对土壤总有机碳储量解释的贡献率为34.01% ( R² = 0.388, p < 0.05); (5) TOC和活性碳库(MC、DOC、MBC)受到不同碳归还方式的影响, 但细根的影响最大(分别为28.2%、50.0%、73.4%和68.8%)。总之, 随天童常绿阔叶林演替发生, 土壤总有机碳和3种活性有机碳储量显著增加, 细根生物量和可矿化碳库储量增加是引起土壤碳固持量增加的主要原因。