不同密度樟子松人工林土壤碳氮磷化学计量特征

以科尔沁沙地不同密度(490、750、1550、1930、2560株·hm-2)樟子松人工林(栽植于1980年)为研究对象,分析林分密度对土壤碳、氮、磷浓度及其计量比的影响,研究林分密度与土壤养分状况的关系。结果表明:随着樟子松林密度增加,各土层(0～10、10～20和20～40 cm)土壤有机碳、全氮、全磷浓度和C∶N呈先增加后降低趋势,而土壤有效磷浓度呈先降低后增加趋势。土壤有机碳浓度在490株·hm-2密度小于其他密度,而有效磷浓度大于其他密度;土壤C∶P和N∶P在2560株·hm-2密度显著大于其他密度。各密度樟子松林土壤有机碳、全氮、全磷和有效磷浓度在0～10 cm土层显著大于10～20和20～40cm土层,樟子松人工林土壤养分具有表聚性。通过典范对应分析发现,密度对樟子松林土壤养分影响的主要因子是土壤有机碳、全氮和全磷,且密度为1550株·hm-2时土壤有机碳、全氮、全磷和碱解氮浓度较高,而C∶P和N∶P较低。因此,当樟子松人工林密度为1550株·hm-2时,土壤养分浓度较高,林木生长较好,为最佳经营密度。     

油松与榆树人工林植物-凋落叶-土壤碳、氮、磷化学计量特征

以科尔沁沙地油松与榆树人工林为对象,比较植物器官(叶、枝和细根)、凋落叶和土壤(0～10、10～20、20～40 cm 土层)的C、N、P含量及其计量比,分析2树种叶片N、P重吸收效率,探讨油松与榆树人工林养分循环特征.结果表明:油松各器官C、N、P含量为493～577、6.34～17.22、0.66～1.91 g·k...     

基于器官-凋落叶-土壤生态化学计量特征的樟子松和赤松人工林养分利用策略

以科尔沁沙地樟子松与赤松人工林为对象,分析不同器官、凋落叶和土壤的C、N、P化学计量,比较研究两个树种的养分保存与利用机制。结果表明：樟子松叶C含量及C∶N、C∶P和N∶P、枝N含量以及根N和P含量显著高于赤松,而叶P含量、枝C∶N、根C含量及C∶N和C∶P显著低于赤松。樟子松N和P含量随枝叶年龄增加而下降,而赤松P含量表现为当年和二年生枝叶显著高于一年生枝叶。樟子松凋落叶C、N、P含量均显著高于赤松,C∶P和N∶P显著低于赤松。赤松叶片P重吸收效率显著高于樟子松,并且两个树种的P重吸收效率显著高于N重吸收效率。樟子松林土壤P含量显著低于赤松林,而C∶N和C∶P显著高于赤松林。樟子松养分主要供给新生组织器官,而老年枝叶的养分保存能力下降,凋落叶更易于分解,不利于土壤养分保存,土壤P含量较低。赤松养分保存能力更强,通过维持较高养分重吸收效率,提高体内养分利用效率,降低对土壤P的消耗。     

樟子松人工林原产地与不同自然降水梯度引种地土壤和植物叶片生态化学计量特征

降水格局是影响陆地生态系统结构和过程的重要环境要素,尤其对于干旱/半干旱地区,降水变化是植物生长驱动的关键生态因子。目前,针对降水变化对陆地生态系统C、N、P等元素生物地球化学循环过程影响开展了大量研究。然而,关于沙地樟子松重要引种地科尔沁沙地自然降水梯度下沙地樟子松人工林土壤、植物生态化学计量特征的研究未见报道。因此,本研究以樟子松原产地红花尔基和引种地科尔沁沙地自然降水梯度下4个典型沙地樟子松人工林为对象,研究樟子松引种地降水变化对土壤(0—10,10—20 cm和20—40 cm)和植物(1年和2年生叶)生态化学计量特征的影响。研究结果发现:(1)与红花尔基原产地樟子松人工林相比,科尔沁沙地引种的樟子松人工林土壤C、N、P元素含量显著降低;(2)科尔沁沙地自西向东,随降水量增加,沙地樟子松人工林土壤C、N、P含量以及C∶P和N∶P表现为逐渐增加趋势,而土壤C∶N呈减少趋势;(3)随着降水量增加,樟子松叶C含量呈下降趋势,叶N含量和N∶P比值呈增加趋势,植物叶P含量无一致性规律;(4)樟子松叶片P含量与土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系,而叶片C和N含量与土壤C、N、P含量无显著相关性。研究表明,沙地樟子松引种地科尔沁沙地土壤C、N、P养分比较缺乏,且随着降水增加土壤N养分限制降低,而土壤P养分限制增加。本研究从生态化学计量特征角度,为今后开展科尔沁沙地不同降水梯度条件下引种樟子松人工林提供理论依据。     

持续干旱下沙地樟子松幼苗C、N、P化学计量变化规律

为明确沙地樟子松幼苗在干旱胁迫过程中C、N和P化学计量的变化规律及分配特征,通过盆栽试验,对2年生沙地樟子松幼苗进行自然干旱处理,当土壤含水量下降到田间持水量的60%、40%、30%和20%时,测定各器官(当年生叶、一年生叶、茎、粗根和细根)的C、N和P含量。结果表明:持续干旱过程中,沙地樟子松幼苗N、P含量及C∶P和N∶P变异系数在粗根中最大,C含量变异系数在细根中最大; C、P含量及C∶P变异系数在一年生叶中最小,N含量和C∶N变异系数在当年生叶中最小,N∶P变异系数在茎中最小。随着田间持水量下降,C含量在当年生叶中先下降再上升后下降,在一年生叶、茎和粗根中先升高后降低,在细根中先下降后上升; N含量在当年生叶中先下降后上升,在一年生叶、茎和粗根中下降,在细根中先降低再升高后降低; P含量在当年生叶中上升,在一年生叶、茎、粗根和细根中先下降后上升; C∶N在一年生叶、茎、粗根和细根中增加,C∶P在当年生叶中下降,各器官N∶P均降低。相同元素在不同器官间紧密相关,而不同元素间相关性较差。因此,随着干旱加剧,沙地樟子松幼苗生长受N限制逐渐增强,N利用效率提高,各元素在叶和茎中稳定性高于...     

科尔沁沙地不同密度(小面积)樟子松人工林生长状况

在内蒙古科尔沁沙地丘间片林中选择不同密度的樟子松样地,对樟子松在不同栽植密度条件下的生长情况进行了研究.由于受多年降水偏少的影响,科尔沁沙地的樟子松出现了大量枯梢继而死亡的现象,而这种现象与林地的密度存在很强的相关性.样地林木的死亡率随林地密度的加大呈幂函数关系增加,原先最高密度情况下的林地,保存到现在的活木数量反而最少;林木的平均死亡年龄、最早死亡年龄、冠幅、树高和胸径随林地密度的增加而减小.虽然在其它一些区域的研究结果表明,树高较少受竞争的影响,但是在半干旱区,树高仍然与密度相关.枯梢林木的比例在高密度的样地大于低密度的样地,枯梢对低密度样地的林木基本上没有大的影响.各样地的冠幅和胸径比相差不大,平均只有0.297,以此指标衡量,该地可能更适合单一樟子松林的种植.综合来看,科尔沁沙地的气候和土壤条件适合栽植樟子松,但初始密度应控制在2800株/hm2以下,并应根据生长情况在进入生长高峰期后对林木进行适时间伐,20a龄期的林木其密度保持在2100株/hm2左右比较适宜.     

密度对四季竹叶片C、N、P化学计量和养分重吸收特征的影响

以四季竹纯林为对象,研究了4种密度(D1:24600～29800株·hm-2;D2:37500～42600株·hm-2;D3:46500～52800株·hm-2;D4:76500～85500株·hm-2)下1～3年生立竹的成熟叶和凋萎叶的C、N、P化学计量特征及养分重吸收规律.结果表明:随竹林密度的增大,成熟叶C、N、P含量和凋萎叶C、P含量总体下降,凋萎叶N含量先升高后降低,D4密度时成熟叶C含量急剧下降;叶片C/N和C/P呈升高趋势,N/P先升高后降低.D3、D4密度的叶片N、P养分利用效率显著高于D1、D2密度;叶片N、P重吸收率分别呈先降后升和持续升高的趋势.D1～D3密度的成熟叶N/P为16.24～19.37,四季竹生长受P的限制,促进叶片建成,种群生长旺盛.D4密度的成熟叶N/P为13.42～15.74,N限制作用增强,叶片凋萎脱落,种群生长受到抑制.四季竹通过调节叶片的C、N、P含量及其化学计量比,提高了N、P利用效率及重吸收能力,以适应高密度下环境资源的激烈竞争.在本试验条件下,D3密度是四季竹适宜的经营密度.     

马衔山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征

研究半干旱地区土壤碳、氮、磷化学计量特征,了解其空间变化规律,有助于揭示半干旱地区C、N、P循环对全球气候变化的响应。本研究以半干旱区的马衔山为对象,选择5个海拔的7个样地,采集0～15、15～30 cm层的土壤,测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、pH、含水率等理化性质,分析其SOC、TN、TP化学计量与土壤理化因子之间的关系。结果表明:(1) 0～15 cm土壤SOC、TN、TP含量高于15～30 cm土壤。表层土壤SOC、TN含量随海拔升高呈增加趋势,TP含量随海拔升高变化较小。(2) C∶N随海拔增加呈先增加后降低趋势,C∶P、N∶P随海拔升高均呈增加趋势。(3)在0～15 cm土壤中,pH与SOC、TN含量及C∶P呈显著负相关,在15～30 cm土层中,pH与SOC、TN、TP含量及化学计量特征关系不显著;土壤含水率与0～15、15～30 cm层土壤中SOC、TN含量均呈极显著正相关。本研究显示,在半干旱区的马衔山地区,土壤含水率随海拔增加而增加,而SOC、TN含量及C∶P、N∶P也呈增加趋势,土壤养分含量及化学计量均受土壤含水率影响。     

不同年龄沙地樟子松非结构性碳水化合物分布特征

非结构性碳水化合物(NSC)浓度及其分配特征反映了树木的碳供需状况,是决定树木存活生长的关键因子.为了解沙地樟子松不同生长阶段的碳动态变化规律,以不同年龄(12、22、31、42、52和59年生)沙地樟子松为研究对象,分析叶、枝、根中NSC、可溶性糖和淀粉浓度及可溶性糖/淀粉,探讨沙地樟子松的碳分布特征及平衡关系.结果...     

施氮与增水对杨树幼苗不同器官碳氮磷化学计量的影响

为明确杨树对氮沉降和增水的响应机制,采用2因素(氮和水添加)随机区组设计,设置4个施氮水平(0、5、10和15 g N·m-2·a-1)以及3个水分水平(自然降水、自然降水增加50％和增加100％),测定杨树幼苗不同器官(叶、枝、茎、粗根和细根)中C、N、P含量,分析各器官元素间的关系.结果 表明:随施氮量增加,粗根和...     

沙地樟子松人工林土壤磷库及其有效性初步研究

对樟子松人工林土壤不同层次中的全磷、速效磷 ,各级无机磷、有机磷的含量及其相关性进行了初步分析。结果表明 ,樟子松人工林土壤中全磷和速效磷含量都很低 (全磷约为0 0 5～ 0 18mg·g-1,表层土壤速效磷为 1 5 0～ 2 2 4mg·kg-1) ,处于我国土壤磷含量的最低水平 ,且速效磷不到全磷的 0 5 % ,有机磷占全磷的 4 0 %～ 80 % ,非蓄闭态无机磷以Ca P为主 ,在各土层中均为Ca P >Fe P >Al P。表层土壤中各种形态磷含量都显著高于下面三层 ,是各种生物、物理、化学过程最活跃的区域 ,并且存在磷酸盐沿着土壤剖面的淋溶。速效磷含量与有机磷、Fe P、Al P显著相关。不同密度和林龄的磷素状况无显著差异。可见 ,影响樟子松人工林土壤磷素有效性的因素很复杂 ,在较短的时间尺度上不同形态无机磷的相互转化及其影响因素对整个系统的磷素循环起主要作用 ,Fe P、Al P可能是沙地樟子松人工林土壤速效磷的主要来源 ,而有机磷则是重要的潜在有效磷源。     

沙地樟子松人工林自然稀疏规律

林分在自然稀疏过程中,与密度相关的死亡是由林木大小的增加引起的。因此,很自然地要选择反映林木大小的指标,来表示林木株数与林木大小的关系。选取林分总断面积作为林大小的指标,建立了沙地樟子松人工林自然稀疏过程中林分密度与断面积的相关关系,旨在为沙地樟子松人工林的合理经营提供依据。对自然稀疏－３／２法则进行的评述,认为尽管没有充分证据表明斜率－３／２存在的精确性,但它可以作为一个理想的常数,并且考虑到各     

不同气候湿度下樟子松耐旱生理特征的变化

以半湿润区、半干旱区和半干旱向干旱过渡区沙地上栽培的１４～１６年生樟子松人工林个体为研究材料,测定其主要耐旱生理指标（πｊｐ、ε等）地区间的差异性,结果表明,樟子松主要的耐旱生理指标在不同地区间存在着显著差异（Ｐ≤０．０５）;其变化与各地区的气候湿度指标（Ｉｍ）呈显著线性相关（Ｐ≤０．０５）,可用ｙ＝Ａ＋Ｂｘ关系式表达（ｙ为耐旱生理指标;ｘ为Ｉｍ）．当Ｉｍ由－２９．６降至－７０．２时,嫩枝生长初期和年生长季末期,初始失膨点总体渗透势（πｐ）随Ｉｍ的变化率（Ｂ）分别为０．００３４ＭＰａ和０．００６１ＭＰａ,最大总体体积弹性模数（ε）随Ｉｍ的变化率（Ｂ）分别为０．０１７ＭＰａ和０．０３１ＭＰａ,从而证明樟子松是耐旱性可变树种,可通过干旱锻炼提高其耐旱性．     

沙地樟子松天然分布与引种栽培

樟子松以其抗寒、抗旱和较速生等优良特性成为我国北方干旱、半干旱风沙区防护林和用材林造林的主要树种 ,但自 2 0世纪 90年代以来 ,沙地樟子松人工林出现了不同程度的衰退现象 ;更为严重的是目前我国樟子松人工造林仍在北方干旱、半干旱地区大面积推广 ,因此 ,探明沙地樟子松人工林产生衰退的原因 ,并更好地经营管理该树种人工林 ,对我国北方防护林/人工林建设具有重大意义。本文在广泛收集国内外有关樟子松研究结果的基础上 ,详述了樟子松在我国的天然分布概况 ,对沙地樟子松在引种栽培方面 ,即沙地樟子松的种源区划、种子品质的比较、种子的遗传特性及适应性等研究进展进行了综述 ,提出了在沙地樟子松引种栽培研究中亟待解决的一些问题和建议 ,对今后该树种沙地人工林经营研究具有参考价值。     

温度、pH及干旱胁迫对沙地樟子松外生菌根菌生长影响

通过对采集于沙地樟子松人工林内的3种外生菌根真菌（牛肝菌Boletus sp.、乳菇Lactariussp.、高环柄菇Macrolepiota procera）进行纯培养,在不同温度、pH值和PEG模拟干旱胁迫条件下,观测了外生菌根菌的生长发育状况.结果表明,3种外生菌根菌生物量在不同pH范围（3～7）内存在着显著差异（P＜0.05）;在低于5℃和高于37℃时,3种外生菌根菌均不能生长,其最适生长温度分别为：牛肝菌,25℃高环柄菇,25～28℃,乳菇,25～30℃;在低浓度PEG胁迫处理条件下（10%,-0.20MPa）,3种外生菌根菌的生长均有所增加,当PEG胁迫达到30%（-1.53 MPa）时,3种外生菌根菌的生长均受到抑制.与上述结果比较,沙地樟子松人工林地土壤的实际pH值在外生菌根菌的最适生长范围内;林地最高气温值远远超过3种外生菌根菌的最适生长值的时间在每年的生长季都会出现;在极端干旱年份（如1996年）,林地土壤的实际含水量在生长季节（5～9月）远远低于抑制外生菌根菌生长的土壤含水量,可能影响到外生菌根菌的生存.因此,可以推断,沙地樟子松人工林地的外生菌根菌的生长与发育,在干旱胁迫及高温作用下受到很大程度的影响,如果仅从微生物角度分析,外生菌根菌在干旱和高温条件下不能生长或已经死亡是导致沙地樟子松人工林衰退的一个原因.     

樟子松人工固沙林天然更新特征

采用比较分析与野外调查的方法。对沙地樟子松人工林天然更新特征进行了研究,能够进行天然更新的引种地区天然更新在时间上是不连续的,与特定年份的某些降水因子密切相关;在空间上主要有3种更新方式;林隙更新,林缘更新,阔叶林下更新;天然更新幼树生长情况与人工林的生长差异不大。     

樟子松人工固沙林衰退的规律和原因

系统地研究了章古台地区樟子松人工固沙林衰退的规律和起因．结果表明,天然分布区以外的樟子松人工固沙林衰退是一种生命周期缩短、成熟期提前的早衰现象．松枯梢病侵害是樟子松枯死的直接原因,樟子松衰退是由多种生物与非生物因素综合引起的,属于侵染性病害和非侵染性病害之外的第三类病害,即“森林衰退病”,气候差异过大、经营管理不当、土壤水分利用失衡、大气氮沉降超标准是诱导因素,其中气候差异、土壤水分利用失衡起主导作用,松沫蝉、松毛虫危害是促进因素,松枯梢病侵染是激化因素。     

沙地樟子松人工林营林技术研究进展

人工林能否实现可持续经营与其营林技术息息相关。中国造林与世界各地一样,纯林多．树种单调．发生的问题也相似。自20世纪90年代以来,沙地樟子松人工林出现了不同程度的衰退现象．但目前在我国北方干旱、半干旱风沙地区樟子松人工造林仍在大面积推广．因此,为实现樟子松人工林的可持续经营,总结并探讨樟子松人工林营林技术显得尤为重要。本文在广泛收集国内外有关樟子松研究的基础上,综述了近20年来有关樟子松在造林和经营方面的研究进展,主要包括造成樟子松沙地造林成活率和保存率低的原因、提高造林成活率的技术方法、种子的生产、密度管理、栽培模式以及问伐与更新等,提出了在沙地樟子松造林与经营研究中亟待解决的一些问题和建议．对今后樟子松沙地人工林衰退研究及经营实践具有参考价值。