普定喀斯特地区不同演替阶段植物群落凋落物动态

凋落物是陆地生态系统碳收支和物质循环的重要组成部分.本研究于2011年3月-2012年2月对普定喀斯特区6个演替阶段(稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、次生乔木林以及原生乔木林)植物群落的凋落物生物量、组分(叶、枝、花果等)、月动态进行了定位观测.结果表明:6个演替阶段群落年均总凋落量分别为789.5、3821.8、4315.0、4158.8、4201.0和3950.4 kg·hm-2;随着群落正向演替的推进,植物群落凋落物量表现为先升高后缓慢下降最后趋于稳定.叶凋落量占总凋落量的59.0％ ～ 77.7％,枝凋落量占7.9％～24.0％,花果等凋落量占5.4％ ～ 24.0％,叶凋落量比例随群落正向演替递减,枝凋落量与群落演替阶段显著正相关.原生乔木林、灌木林和稀灌草丛群落凋落物的月变化规律为单峰型,其余3个演替群落凋落物的月变化规律均为双峰型;叶凋落物的月动态与总凋落物一致.     

茂兰喀斯特森林退化区凋落物的分解动态

为了解亚热带气候型的茂兰喀斯特森林退化区次生林和灌木林的凋落物分解动态过程,该研究采用分解袋法,对茂兰喀斯特森林退化区不同类型的凋落物在不同坡位的分解状况进行了为期18个月的观测,并通过分析凋落物分解时的失重量和失重率的动态变化,比较了次生林和灌木林的凋落叶的失重率变化,探讨了不同坡位对凋落物分解的影响。结果表明:各种类型凋落物的分解速率和失重率在退化区内存在明显的差异,落叶>常绿叶>枯枝(P<0.05),三种凋落物整体变化趋势在分解过程中大致相同,它们在早期都快速分解,中期分解变慢,后期开始加速;落叶在次生林与灌木林中的前期分解速率基本同步,后期为灌木林落叶>次生林落叶,而常绿叶在灌木林与次生林中的分解速率则表现为基本同步;利用回归方程对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,得出落叶和常绿叶在灌木林中分解50%和95%所需时间少于次生林的;在不同坡位,三种凋落物分解速率的总体趋势为中坡>上坡;三种凋落物的C含量波动性较大,但总体变化趋势是随分解时间的增加而减少,随着分解时间增加,N含量增加,而C/N比则降低。     

森林群落物种组成对凋落物组成的影响

在海南铜鼓岭山麓灌木林和季雨矮林固定大样地的基础上,通过收集凋落物,比较两林型的凋落物数量及其器官组成、凋落叶物种组成,探讨森林群落物种组成与凋落物组成的关系。结果表明:(1)两林型的凋落物总量及其器官组成不同,山麓灌木林(6.227 t/hm~2)比季雨矮林的年凋落量大(5.636 t/hm~2);凋落叶是凋落物的主要组成部分,能反映凋落物的凋落情况。(2)山麓灌木林凋落物优势种和主要物种为贡甲、林仔竹、橄树等15个物种,凋落叶总量占77.72%;季雨矮林的凋落物优势种和主要物种为方枝蒲桃、肖蒲桃、贡甲等17个物种,凋落叶总量占71.84%;山麓灌木林中凋落物优势种和主要物种的叶凋落量与其组成物种的株数、总断面积、树冠面积极显著正相关而季雨矮林的凋落物优势种和主要物种的叶凋落量与其组成物种的株数极显著正相关。山麓灌木林中两者的Jaccard相似性系数为20%,季雨矮林为25.93%,两林型的群落物种组成与凋落叶物种组成不一致,热带森林群落优势种不一定是凋落物优势种。     

不同演替阶段热带森林地表凋落物和土壤节肢动物群落特征

为了解不同演替阶段热带森林土壤节肢动物群落结构特征及其与地表凋落物的关系, 2001年9月采用样线调查法对西双版纳23年次生林、35年次生林、季节雨林地表凋落物及其中的土壤节肢动物进行了调查。所获数据表明, 地表凋落物数量(现存量干重)和质量(N和C/N)总体上表现为35年次生林最好, 23年次生林次之; 蜱螨目和弹尾目为3林地地表凋落物土壤节肢动物群落优势类群, 膜翅目蚂蚁、马陆目、鞘翅目、双翅目和半翅目为常见类群。土壤节肢动物个体密度和个体相对密度均表现为35年次生林>季节雨林>23年次生林。群落的丰富度指数以季节雨林最高, 多样性和均匀度指数显示为23年次生林最高, 35年次生林的优势度指数最高, 3林地土壤节肢动物群落类群组成相似性达到较好水平。相关分析表明, 3种不同演替阶段热带森林土壤节肢动物个体密度与林地地表凋落物现存量呈正相关, 而现存凋落物N元素储量与土壤节肢动物的相关性仅表现在23年次生林和季节雨林。研究认为, 热带森林土壤节肢动物群落的发展与森林植被演替密切相关, 其群落个体数量和多样性受森林地表凋落物数量、质量的调控, 但其他环境因素如捕食效应、人为干扰等影响亦不可忽视。     

小兴安岭十种典型森林群落凋落物生物量及其动态变化

在小兴安岭地区选取10种典型森林群落分别设置样地,研究该地区不同群落类型凋落物的年产量、月动态变化以及组成特征.结果表明:10种群落类型中年均凋落物量大小依次为椴树红松林(4.08t· hm-2·a-1)＞蒙古栎红松林(3.83 t·hm-2·a-1)＞云冷杉红松林(3.55 t·hm-2·a-1)＞云冷杉林(3.44t· hm-2·a-1)＞枫桦红松林(3.43t·hm-2· a-1)＞山杨次生林(3.26 t·hm-2·a-1)＞白桦次生林(3.04 t·hm-2·a-1)＞枫桦次生林(2.96 t·hm-2·a-1)＞杂木林(2.95 t·hm-2·a-1)＞白桦落叶松林(2.91 t·hm-2·a-1).凋落物各组分中均以落叶为主,约占凋落总量的60％以上,枝仅占凋落量的5.7％-9.4％.凋落物月动态模式主要有两种:单峰型的有蒙古栎红松林、椴树红松林、枫桦红松林、枫桦次生林、山杨次生林、白桦次生林、杂木林,高峰期在8-10月份;双峰型的有云冷杉红松林、云冷杉林、白桦落叶松次生林,前两种群落的凋落高峰期在4月和9月,后者高峰期在8月和10月.不同群落类型年凋落量差异显著,原始红松林凋落量高于天然次生林,且凋落高峰出现时问以及各组分所占比例与群落类型有关,同时也与树种生物学特性有关.     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林凋落物量20年动态研究

 研究了鼎湖山森林生态系统定位研究站20年来对常绿阔叶林凋落物量进行监测所积累的资料,探讨这一地带性植被演替过程中凋落物量动态变化格局及组成特征,并分析了主要优势种凋落叶的变化规律及其与凋落物总量的联系。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林平均年凋落物量为8.45 t·hm-2,年际波动显著。总体来说年凋落物量呈下降趋势,这与植被所处演替阶段及本身林分特征有关。凋落物的凋落高峰发生在雨季初期（4、5月）和雨季末期（8、9月）。与多数森林不同,鼎湖山南亚热带常绿阔叶林各组分凋落物量的比例顺序为叶>花果杂物>枝。其中锥栗(Castanopsis chinensis)、荷木(Schima superba)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、黄果厚壳桂(C. concinna) 4种优势种20年平均年凋落物量分别为1.86、0.50、0.26、0.40 t·hm-2,合计占凋落叶量的70%左右,它们的动态直接影响着凋落总量变化格局。     

磨盘山天然次生林凋落物数量及动态

以磨盘山5.76hm2天然次生林群落固定监测样地为平台,均匀布设144个凋落物收集器,于2006年每月末(4—11月)连续收集其凋落物,用以分析群落尺度上的凋落物产量、组成及时空变化。结果表明,天然次生林年凋落量为3039.6 kg/hm2,以凋落叶(2499.2 kg/hm2)所占的比例最大,占年凋落量的82.22%,而凋落枝仅占年凋落量的9.92%,花果皮等所占比例更小,占总量的5%以下。1a内,凋落物收集器内共收集到42种树木的凋落叶,占样地内树种总数(46种)的91.30%,其中花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、核桃楸(Juglans mandshurica)和蒙古栎(Quercus mongolica)3个树种的凋落叶占落叶总量的82.97%,为叶凋落量的主要来源。不同收集器之间凋落量存在较大差异,99个收集器的年凋落量在200—400 g,2个收集器超过600 g;单个收集器全年最多可收集到19种树种的凋落叶,收集到凋落叶种数12种的收集器最多(29个)。凋落量月动态呈单峰型,69.78%的凋落量产生于9—10月份,叶凋落量月动态与凋落总量变化相同。落叶以秋季为主,但树种间叶凋落节律存在差异,其中核桃楸叶的凋落高峰集中在8—9月,花曲柳和春榆(Ulmus japonica)集中在9—10月,色木槭(Acer mono)为10月,蒙古栎叶为10—11月。     

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。     

LITTER FALL PRODUCTION IN RELATION TO ENVIRONMENTAL FACTORS IN NORTHEAST CHINA'S FORESTS

 在中国东北长白山、帽儿山、凉水、根河的主要森林类型中设置27个样地, 连续3年(2004~2006年)观测森林凋落物的生产量, 以研究我国东北地区森林凋落物产量及其与环境因子的关系。结果表明, 不同森林类型凋落物年产量存在显著差异, 针阔叶混交林显著高于落叶针叶林和常绿针叶林, 落叶针叶林、常绿针叶林、落叶阔叶林和针阔叶混交林的年平均产量分别为2 337、2 472、3 130和4 146 kg&;#8226;hm^–2; 树叶、枝条、繁殖器官和其它组分占总凋落量的平均比例为71%、22%、6%和1%, 不同森林类型凋落物组分的比例差异较大。森林凋落物产量主要受温度限制, 降水、森林类型和群落结构无显著影响。不同组分凋落物量的影响因素不同: 树叶凋落量主要受温度和森林类型的影响; 枝条凋落量主要受降水和蓄积量的影响; 而繁殖器官凋落量则与树种的繁殖特性以及年降水有关。各组分占总凋落量的比例主要受降水影响, 树叶占凋落物比例随降水增加而下降, 枝条所占比例很小, 表现出与叶相反的变化趋势。     

中亚热带4种森林凋落物量、组成、动态及其周转期

为研究亚热带次生林保护对森林生态系统养分循环等功能过程的影响。采用凋落物直接收集法,比较湘中丘陵区3种次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)和杉木人工林的凋落物量、组成特征及其周转期。结果表明:4种林分年凋落物量在414.4—818.2 g m-2a-1之间,3种次生林显著高于杉木人工林,3种次生林两两之间差异不显著,落叶对林分凋落物量的贡献最大,占林分凋落物量的59.9%—66.6%。杉木人工林和南酸枣落叶阔叶林的凋落物量月动态变化呈"双峰型",马尾松+石栎针阔混交林、石栎+青冈常绿阔叶林呈"不规则型"。优势树种的凋落物量对其林分凋落物量的贡献随林分树种多样性的增加而下降,杉木、马尾松凋落物量的月动态与其林分凋落物量的月动态基本呈一致变化趋势,但南酸枣、青冈、石栎没有一致的变化趋势。杉木人工林凋落物分解率最低(0.31),周转期最长(3.2 a),南酸枣落叶阔叶林分解率最高(0.45),周转期最低(2.2 a),凋落物的分解速率和周转随林分树种多样性增加而加快。可见,次生林凋落物量大,且分解快,周转期短,有利于养分归还和具有良好地力维持的能力。     

黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林生物量与生产量研究VII.凋落量、现存凋落量和凋落物分解速率

本文研究了黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林的凋落量及其季节动态,并对现存凋落量和凋落物分解速率进行了初步测定。 小凋落物[叶、D(直径)     

不同喀斯特小生境中土壤丛枝菌根真菌的遗传多样性

为探明西南喀斯特地区小生境土壤中丛枝菌根真菌(AMF)的遗传多样性特征, 利用巢式PCR和变性梯度凝胶电泳相结合的分子生物学方法, 对茂兰3种植被类型下的小生境(石缝、石沟、土面) AMF遗传多样性进行了研究。结果发现: 各类小生境都含有丰富的AMF遗传多样性, 灌木林土面的多样性指数和物种丰富度最高, 为4.06和68; 次生林石缝的最低, 为3.16和29, 所研究的9个小生境多样性指数和物种丰富度的平均值分别高达3.67和48, 高于同类研究在其他地区的结果, 这可能主要与喀斯特生态系统复杂的结构和较高的植物多样性有关; 聚类分析显示各类小生境间的AMF群落结构差异显著, 相似性指数最高仅为0.45, 说明小生境所带来的空间异质性对AMF的遗传多样性产生了显著影响; 基因测序显示球囊霉属(Glomus)极有可能是喀斯特地区AMF的优势菌属, 在以后筛选喀斯特地区的高效生态恢复菌种时可重点考虑球囊霉属的一些菌种。     

喀斯特峰丛洼地不同类型森林养分循环特征

以中国西南喀斯特峰丛洼地为研究区域用标准木法和收获法对人工林、次生林、原生林3个不同类型森林的6个代表性群落的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明:(1)不同类型森林群落乔木各器官的养分含量大小顺序为:叶枝根干,林下植被层和凋落物层的养分含量比较高,其含量普遍高于乔木层各组分,仅次于乔木叶片;各组分中营养元素以K、Ca最高,P、Mg最低;(2)3种类型森林间乔木层的养分积累量总规律表现为原生林(4540.30 kg/hm~2)次生林(2107.09 kg/hm~2)人工林(719.51 kg/hm~2),分别占林分养分积累量的88.30%、79.57%和62.60%;(3)3种类型森林生态系统养分总贮量相差不大,均主要集中在土壤层在各层分配格局有所差异;营养元素的年吸收量和年归还量均为次生林原生林人工林,年吸收量分别为:418.80、271.17和148.79 kg hm~(-2)a~(-1);年归还量分别为:182.98、111.43和43.37 kg hm_(-2)a~(-1);(4)不同类型森林养分利用系数总规律为人工林(0.35)次生林(0.20)原生林(0.10);循环系数则相反,为原生林(0.48)次生林(0.46)人工林(0.30);而周转时间为原生林(37.32)人工林(18.63)次生林(13.93)。喀斯特峰丛洼地土层薄,养分贮存能力差,森林养分循环能力相对较弱,沿着强、中、弱干扰递减梯度,3种类型森林养分利用效率和循环能力呈增长趋势。     

长白山北坡主要森林群落凋落物现存量月动态

以长白山北坡4种主要森林群落类型为研究对象,于2006年群落生长季节(5-10月)每月初采用直接收获法对森林凋落物现存量进行连续定位调查研究。结果表明:各群落内凋落物现存量大小依次为阔叶红松林(6.43 t/hm²)>白桦林(6.02 t/hm²)>云冷杉林(5.51 t/hm²)>山杨林(5.50 t/hm²);凋落叶和枝现存量占现存凋落物总量的比例最大,达50%以上,其次为半分解物(>35%),花果皮等所占比例较少,各占总量的10%和5%以下。凋落物现存量月动态阔叶红松林、白桦林和山杨林呈双峰型变化,峰值出现在5月和7月;云冷杉林则呈单峰型变化,峰值仅出现在7月。位于相近海拔高度的阔叶红松林、白桦林和山杨林,凋落物各组分现存量月动态变化趋势相似,其中白桦林和山杨林变化趋势基本相同,凋落枝、皮及半分解物现存量5月和7月较高,凋落叶则呈现下降趋势,而阔叶红松林凋落叶和枝现存量5月和7月较高,而位于较高海拔的云冷杉林,则与前者呈现不同变化趋势,8月前波动较大,从5月开始明显上升,7月达到峰值,8月后曲线渐趋平缓或略有下降。进一步对阔叶红松林和云冷杉林内凋落叶现存量月动态进行比较得出,阔叶红松林7月份凋落叶现存量高不完全取决于红松叶现存量,主要由色木槭、紫椴和水曲柳等阔叶树种叶凋落物现存量变化决定,而云冷杉林则取决于红松和云冷落叶的凋落物的量。     

鼎湖山演替系列中代表性森林凋落物研究

研究鼎湖山演替毓中代表性森林－－季风常绿阔叶林（简称阔叶林）、针地混交林（简称混交林）和针叶林（或马尾松林）的调落物产量、组成特征和季节动态变化及其分解速率,结果表明：其年均调落物量（ｔ／ｈｍ＾２）分别为８．２８（７．５７～９．１２）、８．５０（７．８５～９．２６）和３．３１（２．４５～３．７４）;叶、枝和花果杂物的比例（％）分别为６１：１７：２２、６７：１６：１７和７８：４：１８;调落物的调落高     

海南岛尖峰岭热带山地雨林及其更新群落的凋落物量与贮量

 本文对海南岛尖峰岭热带山地雨林及其更新群落的凋落物产量动态、各组分的季节变化规律及凋落物贮量进行了研究,分析比较了这两个林分的凋落节律的异同,并对凋落枝的收集方法进行了对比。本文指出：“双凋落峰”和“由于台风影响而产生大量非正常凋落物”是尖峰岭热带森林的两个重要的凋落特征。本项研究对深入了解热带林生态系统的功能、对热带森林资源的保护和永续利用均有重要意义。     

桂西北喀斯特区原生林与次生林鲜叶和凋落叶化学计量特征

研究喀斯特生态脆弱区植物新鲜叶片与凋落叶的元素化学计量学性状,对该地区森林生态系统的恢复与重建具有重要指导意义。在桂西北喀斯特区分别选取了3个原生林群落与3个次生林群落,研究其建群种植物新鲜叶片和凋落叶的C、N、P元素含量及其生态化学计量特征。结果发现,6个群落建群种新鲜叶片C、N、P含量(其平均含量分别为404.3、22.5、1.75 mg/g)均大于凋落叶(平均含量分别为376.5、19.0、1.35 mg/g),鲜叶C:N、C:P、N:P比值(均值分别为17.8、244.9、13.8)均小于凋落叶(均值分别为19.3、315.3、16.3)。6种植物新鲜叶片N、P含量大于凋落叶,而N:P比小于凋落叶,表明喀斯特区植物对N的再吸收率大于P。3个原生林群落建群种鲜叶与凋落叶的平均C、N含量均大于次生林,而P含量则略小于次生林;原生林鲜叶与凋落叶的C:N比均小于次生林,C:P、N:P则大于次生林,推测次生林相对于原生林有更快的生长速率。原生林鲜叶N:P比为13—15之间,次生林鲜叶N:P比为11—12之间,次生林鲜叶与凋落叶的N:P比均小于原生林,说明原生林凋落物分解相对较慢,原生林能相对多的保留养分以供植物吸收,更能适应喀斯特石生环境。植物鲜叶和凋落叶的C:N与N:P比值均呈极显著正相关,说明叶片养分元素间具有共变的特性;叶片N、P含量呈正相关关系,表明植物N:P比具有相对的稳定性,这是高等陆生植物C-N-P元素计量的普遍规律,体现了植物群落对环境的适应。     

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。     

Soil and litter respiration in rainforests of contrasting nutrient status and physiognomic structure near Lake Eacham,north-east Queensland

Soil and litter respiration and nutrient concentrations (N, P, Ca, Mg and K) were measured in two adjacent rainforests near Lake Eacham on the Atherton Tableland in north-east Queensland. One forest had soil formed on basalt and, in physiognomic-structural classification of Webb (1968, 1978), was structurally complex. The other had soil formed on metamorphic rock and was structurally simple. Respiration was measured by the alkali trap method on 16 monthly occasions in 1986 and 1987. Soil and litter nutrient concentrations were higher in the complex forest (with the exception of soil N). The relative differences were greater for soil than litter and more pronounced for P and Ca (and also soil Mg) than other nutrients. Litter polyphenol concentrations were lower in the complex forest. Rates of litter respiration in the complex forest were, on average, nearly twice those of the simple forest. Soil respiration rates were occasionally slightly lower in the complex forest during the wet season but did not differ between the forests during the dry season. Highest rates of respiration were measured during the wet season although high rates for litter occasionally occurred during the dry season. Cumulative CO₂ release from the soil and overlying litter did not differ between forests and averaged 5134 ± 96 g CO₂ m^-2 per year (mean ± s.e.m.) (1400 g C m^-2 per year). Litter respiration accounted for 14% of the annual release in the complex forest and 11% in the simple forest. The association between site nutrient status and forest physiognomic structure at Lake Eacham represents a more general pattern in rainforests of north-east Queensland. Further study is needed to ascertain whether the results from this study apply more generally in both primary and secondary rainforests.