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     

人为干扰对鼎湖山马尾松林种群动态的影响

通过处理（根据当地居民习惯收割凋落物和林下）和保护（停止人为干扰,无任何人类活动）样地的比较在五年内（9190－1995年）研究了人为干扰对鼎湖山马尾松林植物种群动态的影响。结果表明,保护样地的林下层和灌木层盖度逐年上升,而处理样地相对较稳定。保护样地的草本层盖度略上升至1992年后,呈显著下降的变化,处理样地的变化则与保护样地的相反。保护样地的林下层植物种数逐年下降（从1990年的41种降至1995年的30种,减少11种）,处理样地变化不大（从1990年的36种降至1995年的34种,仅减少2种）。小径级（≤13cm)的马尾松胸径增长速率保护样地高于处理样地,且径级越小,增长速率越大,然而,径级大于13cm的植株,则没有显示出这种规律性的变化。以上现象表明,适度的人为干扰对稀疏马尾松林的自然更新及林下植物种类多样笥具有一定的维持或促进作用,但不利于马尾松的生长。同时对稀疏马尾松－灌木－草本群落在停止人为干扰后的演替途径作了预测和探讨。     

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     

鼎湖山退化马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林土壤全磷和有效磷的比较

土壤全磷和有效磷浓度的变化随林型和季节不同而异,总的来说,其大小顺序为:季风常绿阔叶林> 混交林>马尾松林(林型);夏季>冬季>春季>秋季(季节),有效磷浓度为:秋季>春季>冬季>夏季(季 节)。收割林下层和凋落物这种人为干扰活动对土壤全磷含量的影响不明显,但对土壤有效磷含量具有显著 的影响。在试验开始时(1990年5月),土壤全磷和有效磷浓度在马尾松林保护样地(停止人为干扰)和处理样 地(按当地习惯继续收割林下层和凋落物)间的差异均不显著。经七年多的试验后,土壤全磷浓度在保护样地 和处理样地间仍十分相似,但土壤有效磷浓度在保护样地显著高于处理样地,说明保护样地在停止人为干扰 后相对于继续受干扰的处理样地其林地条件得到了改善,从而使土壤有效磷含量也得到提高。只要停止人为 干扰,鼎湖山退化马尾松林土壤有效磷供应力是可以自然恢复到季风常绿阔叶林的水平。     

鼎湖山马尾松林凋落物及其对人类干扰的响应研究

通过处理（根据当地习惯收割凋落物和林下层）和保护（无任何人类活动）样地的比较,在3年时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松（Pinus massoniana)林凋落物,养分动态及其对人类干扰的响应,处理和保护样地年平均凋落物总量分别为：2．388和2．342t/hm^-2.a^-1,它们主要由针叶组成（45．4％－78．8％）,皮＋枝占12．4％－14．4％,杂物8．6％－40．2％,凋落物量具有明显的年,季和月变化规律。尽管为人工起源的马尾松林,但其凋落物的空间分布很不均匀（变异系数＞22％）,凋落物中主要营养元素浓度因组分和季节不同而异,但总的趋势以杂物和春季的浓度最高。凋落物主要营养元素的归还量亦随季节和组分不同而异,其年平均归还总量为：处理样地N15.85kg.hm^-2.a^-1.P0.63kg.hm^-2.a^-1,K2.86kg.hm^-2.a^-1,Ca6.04kg.hm^-2.a^-1和Mg1.77kg.hm^-2.a^-1;保护样地N16．24kg.hm^-2.a^-1,P0.67kg.hm^-2.a^-1,k2.61kg.hm^-2.a^-1,Ca5.41kg.hm^-2.a^-1和Mg2.09kg.hm^-2.a^-1,当停止人为干扰后,凋落物产量及其养分归还量相对于继续受干扰的松林趋向逐年增加。     

鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物层化学性质的研究

研究了鼎湖山自然保护区内季风常绿阔叶林林下凋落物层现存量及其化学性质,研究结果表明：１）林下凋落物现存量与年凋落物总量相当,分别为８．７４和８．８４（７～１１）ｔｈｍ－２,系统养分循环速率参数为０．９９,循环强度强烈,说明枯枝落叶分解快,养分周转快;２）营养元素在凋落物层中的含量分布格局为：Ｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ元素未分解层（Ｌ层）＞半分解层（Ｆ层）＞已分解层（Ｙ层）,Ｐ、Ｋ、Ｆｅ则是Ｙ层＞Ｆ层＞Ｌ层;３）元素贮量（ｋｇｈｍ－２）,Ｎ１０２．０８,Ｐ４．３３,Ｋ４８．９４,Ｃａ１７．３８,Ｍｇ１０．４３,Ｆｅ５４．８７,Ｍｎ１．８０,在各亚层中的分布有Ｌ层＞Ｆ层＞Ｙ层（Ｎ、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ）,Ｙ层＞Ｆ层＞Ｌ层（Ｋ、Ｆｅ）;４）有机物质含量和贮量均为Ｌ层＞Ｆ层＞Ｙ层;５）林下凋落物的分解过程是一个养分释放过程,这一过程和营养元素及有机物质在各亚层的分布格局对林木生长极为有利。体现了作为顶极群落的季风常绿阔叶林生态系统本身在养分循环和利用效率的优越性。     

秦岭西部山地针叶林凋落物层的化学性质

凋落物作为土壤和植物的结合点在森林生态系统的养分和能量循环方面起着重要作用。凋落物的产量及其元素浓度制约着林下凋落物层和矿质土壤的养分归还。本研究利用野外实地观测和室内分析相结合的方法对秦岭西部山地不同针叶林凋落物层分解过程的特性（如凋落物储量、分解速率、周转时间和养分元素贮量及回归量）进行了研究,结果表明：1）林下凋落物现存量（8.46～29.81 t·hm^-2）远大于年凋落物量（2.96～4.23 t·hm^-2·a^-1）,凋落物分解速率相对较低、积累很强,系统养分循环参数小;2）营养元素在凋落物层中含量的分布格局因树种不同而不同,但不同树种凋落物层营养元素（N、P、K、Ca、Mg、Fe）的储量均为：未分解层（U层）<半分解层（S层）<分解层（D层）;3）不同树种林下凋落物层平均营养元素的储量为：Ca：357.71 kg·hm^-2>N：175.72 kg·hm^-2 >Fe：102.50 kg·hm^-2>Mg：54.21 kg·hm^-2>K：31.96 kg·hm^-2>P：16.78 kg·hm^-2;4）林下凋落物的分解过程是一个养分积累的过程,营养元素最终普遍在分解层（D层）中富集;5）树种和人为经营情况对森林凋落物层的性质和分解状况有较大影响,林下凋落物分解速率表现为：云杉林< 松林< 落叶松林。     

三峡库区森林凋落叶化学计量学性状变化及与分解速率的关系

凋落物分解是森林生态系统生物元素循环和能量流动的重要环节,其过程是植物与土壤获得养分的主要途径。为了量化凋落叶化学计量学性状变化过程对分解的影响及对凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,用凋落物分解袋法研究了不同林型各自凋落叶化学计量学性状变化及与分解速率关系,结果表明:林下各自凋落叶分解速率是马尾松林栓皮栎林马尾松-栓皮栎混交林,马尾松林、栓皮栎林、马尾松-栓皮栎混交林凋落叶分解50%和95%的时间分别是2.11 a和9.15 a,1.93 a和8.45 a,1.76 a和7.77 a;凋落叶分解过程中,化学计量学性状变化明显,分解450 d后马尾松-栓皮栎混交林碳释放最快,栓皮栎林最慢;3种凋落叶起始N含量是栓皮栎林最高,马尾松林最低,分解450 d后马尾松林、栓皮栎林和马尾松-栓皮栎混交林N含量分别增加了66.67%、44.91%和44.52%,而P含量分别释放了30.80%、38.89%和42.29%。凋落物不同化学计量学性状与分解速率关系不同,3种林型凋落叶分解速率均与N含量呈正相关(P0.01),与C含量(P0.01)、C/N比(P0.01)呈负相关,与N/P比呈负二次函数关系(P0.01),而P含量与3种林型关系不同,与栓皮栎林(P0.01)和马尾松林(P0.05)呈负线性关系,与马尾松-栓皮栎混交林呈负二次函数关系(P0.05)。研究表明,不同林型凋落叶分解中的养分动态趋向利于分解变化,N、P养分动态是生态系统碳平衡和凋落物分解速率的主要因素,混交林中混合凋落物的养分迁移是分解相对较快的原因。     

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.     

中亚热带四种森林凋落物及碳氮贮量比较

在湖南省长沙县大山冲省级森林公园内,选择立地条件基本一致的4种森林类型为研究对象,于2011年12月(凋落物高峰期)对森林凋落物现存量及其碳、氮贮量进行调查.结果表明:4种森林凋落物现存量大小依次为青冈-石栎林(12.04±3.60)t·hm-2＞马尾松-石栎林(11.65±2.15) t·hm-2＞南酸枣林(9.12±2.30)t·hm-2＞杉木林(8.92±1.80)t·hm-2;凋落叶在凋落物未分解层中所占比例最高,凋落果在4种林分中比例最小(＜5％),凋落物各分解亚层现存量规律性不明显;4种森林凋落物C含量的变化范围为177.90 ～ 581.34 g·kg-1,N含量的变化范围为5.18～15.48 g· kg-1,C含量变化随凋落物分解程度的加深而下降,且变化极显著( P＜0.0001);凋落物半分解层和已分解层现存量在总凋落物现存量中所占比例与C/N呈负相关;4种森林凋落物C贮量为3.37 ～ 5.69t·hm-2,N贮量为81.52 ～152.18 kg·hm-2;马尾松-石栎针阔叶混交林由于凋落物分解较慢,凋落物现存量较大,林下凋落物层C、N贮量最高.     

Establishment of mixed plantations of Pinus sylvestris var. mongolica and Populus × xiaozhuanica may not be appropriate: evidence from litter decomposition

Aims Mongolian pine (Pinus sylvestrisvar.mongolica) and Xiaozhuan poplar (Populus × xiaozhuanica) are two predominant afforestation tree species in the semi-arid sandy lands of northeast China, which are characterized by poor soil nutrients. Plant litter decomposition plays a critical role in regulating nutrient cycling in terrestrial ecosystems. Admixture of broadleaf litter to conifer litter is expected to improve litter decomposition and soil fertility, and thus productivity. However, the effects on the decomposition of litter mixture of the above two tree species are not well understood. Therefore, it is essential to assess the decomposition performance of litter mixture with the aim of improving forest nutrient management and the establishment of mixed plantation. Appropriate forest management practice is critical for the sustainability of site productivity in plantation forests.     

天童常绿阔叶林不同退化群落的凋落物特征及与土壤养分动态的关系

 该研究以浙江天童常绿阔叶林及退化群落的凋落物特征为内容,探讨了养分归还和土壤养分动态之间的联系。结果显示：1)常绿阔叶林退化显 著降低了凋落物的年凋落量,从成熟常绿阔叶林的13.03 Mg·hm^－2下降到灌丛的6.38 Mg·hm^－2。2)凋落物氮含量在成熟群落至灌丛阶段下降显 著,而磷含量无明显递减规律;氮磷归还量均随常绿阔叶林退化显著下降。 3)凋落物特征（年均值）与土壤养分的相关分析表明,土壤氮磷含 量与凋落物凋落量间呈显著线性正相关;土壤氮含量与凋落物氮含量间无显著线性关系,而与氮归还量呈显著线性正相关(p<0.05);土壤总磷 含量与凋落物磷含量和磷归还量间均呈显著线性正相关( 磷含量:p<0.01; 磷归还量: p<0.001);土壤无机氮含量与凋落物各特征间无显著相关 关系;土壤氮素硝化速率与凋落物凋落量和氮归还量间呈显著线性正相关(凋落物凋落量:p<0.01; 氮归还量: p<0.005),而与凋落物氮含量无 显著线性关系,与之相比,土壤氮素矿化速率与凋落物特征间均不存在显著线性关系。可以认为,在常绿阔叶林退化过程中,由于不同植物在 养分归还特征上的差异,导致了养分归还量的下降,从而使土壤养分库的物质来源减少,但是,群落结构简化而导致的非生物要素的改变,对 控制土壤生物过程发挥着更大的作用。     

Rapid Increases in Forest Understory Diversity and Productivity following a Mountain Pine Beetle (Dendroctonus ponderosae) Outbreak in Pine Forests

The current unprecedented outbreak of mountain pine beetle (Dendroctonus ponderosae) in lodgepole pine (Pinus contorta) forests of western Canada has resulted in a landscape consisting of a mosaic of forest stands at different stages of mortality. Within forest stands, understory communities are the reservoir of the majority of plant species diversity and influence the composition of future forests in response to disturbance. Although changes to stand composition following beetle outbreaks are well documented, information on immediate responses of forest understory plant communities is limited. The objective of this study was to examine the effects of D. ponderosae-induced tree mortality on initial changes in diversity and productivity of understory plant communities. We established a total of 110 1-m² plots across eleven mature lodgepole pine forests to measure changes in understory diversity and productivity as a function of tree mortality and below ground resource availability across multiple years. Overall, understory community diversity and productivity increased across the gradient of increased tree mortality. Richness of herbaceous perennials increased with tree mortality as well as soil moisture and nutrient levels. In contrast, the diversity of woody perennials did not change across the gradient of tree mortality. Understory vegetation, namely herbaceous perennials, showed an immediate response to improved growing conditions caused by increases in tree mortality. How this increased pulse in understory richness and productivity affects future forest trajectories in a novel system is unknown.     

Mixing Effects of Understory Plant Litter on Decomposition and Nutrient Release of Tree Litter in Two Plantations in Northeast China

Understory vegetation plays a crucial role in carbon and nutrient cycling in forest ecosystems; however, it is not clear how understory species affect tree litter decomposition and nutrient dynamics. In this study, we examined the impacts of understory litter on the decomposition and nutrient release of tree litter both in a pine (Pinus sylvestris var. mongolica) and a poplar (Populus × xiaozhuanica) plantation in Northeast China. Leaf litter of tree species, and senesced aboveground materials from two dominant understory species, Artemisia scoparia and Setaria viridis in the pine stand and Elymus villifer and A. sieversiana in the poplar stand, were collected. Mass loss and N and P fluxes of single-species litter and three-species mixtures in each of the two forests were quantified. Data from single-species litterbags were used to generate predicted mass loss and N and P fluxes for the mixed-species litterbags. In the mixture from the pine stand, the observed mass loss and N release did not differ from the predicted value, whereas the observed P release was greater than the predicted value. However, the presence of understory litter decelerated the mass loss and did not affect N and P releases from the pine litter. In the poplar stand, litter mixture presented a positive non-additive effect on litter mass loss and P release, but an addition effect on N release. The presence of understory species accelerated only N release of poplar litter. Moreover, the responses of mass loss and N and P releases of understory litter in the mixtures varied with species in both pine and poplar plantations. Our results suggest that the effects of understory species on tree litter decomposition vary with tree species, and also highlight the importance of understory species in litter decomposition and nutrient cycles in forest ecosystems.     

南亚热带典型森林演替类型粗死木质残体贮量及其对碳循环的潜在影响

森林生态系统中的粗死木质残体(Coarse woody debris, CWD)不仅能够为其它生物提供生境,维持森林结构,而且对生物地球化学循环起着不可忽视的作用,CWD作为森林生态系统中重要的结构和功能元素,已经引起广泛关注。然而,华南地区典型亚热带森林生态系统中CWD的结构和功能方面的研究很少。该文报道了鼎湖山自然保护区内典型南亚热带森林生态系统中CWD的贮量及其特征,所选择的森林包括马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林,它们分别代表该气候区域内处于森林演替早期、中期和后期3个阶段的森林类型。其中马尾松林和针阔叶混交林都起源于20世纪30年代人工种植的马尾松纯林,由于长期受到包括收割松针、CWD和林下层植物等在内的人为活动的干扰,到2003年调查时马尾松林仍属于针叶林;而混交林样地自种植之后就未受到人为活动的干扰,自然过渡为针阔叶混交林类型。人为干扰对马尾松人工林的结构和功能产生了巨大的影响,马尾松林的生物量仅为针阔叶混交林生物量的35%。组成马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林CWD的树种数量分别为7、18和29;马尾松林中几乎没有CWD存在(贮量仅为0.1 Mg C·hm^-2),针阔叶混交林CWD的贮量为8.7 Mg C·hm^-2,季风常绿阔叶林CWD的贮量为13.2 Mg C·hm^-2,分别占地上部分生物量的9.1%和11.3%;针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中只有将近10%的CWD以枯立的方式存在。该区域内CWD的分解速率较快,在区域碳循环中将扮演重要角色,保留林地中的CWD是维持本区域森林生产力和森林可持续管理的重要举措。     

Biogeochemical cycles in natural forest and conifer plantations in the high mountains of Colombia

Plant litter production and decomposition are two important processes in forest ecosystems, since they provide the main organic matter input to soil and regulate nutrient cycling. With the aim to study these processes, litterfall, standing litter and nutrient return were studied for three years in an oak forest (Quercus humboldtii), pine (Pinus patula) and cypress (Cupressus lusitanica) plantations, located in highlands of the Central Cordillera of Colombia. Evaluation methods included: fine litter collection at fortnightly intervals using litter traps; the litter layer samples at the end of each sampling year and chemical analyses of both litterfall and standing litter. Fine litter fall observed was similar in oak forest (7.5 Mg ha/y) and in pine (7.8 Mg ha/y), but very low in cypress (3.5 Mg ha/y). Litter standing was 1.76, 1.73 and 1.3 Mg ha/y in oak, pine and cypress, respectively. The mean residence time of the standing litter was of 3.3 years for cypress, 2.1 years for pine and 1.8 years for oak forests. In contrast, the total amount of retained elements (N, P, S, Ca, Mg, K, Cu, Fe, Mn and Zn) in the standing litter was higher in pine (115 kg/ha), followed by oak (78 kg/ha) and cypress (24 kg/ha). Oak forests showed the lowest mean residence time of nutrients and the highest nutrients return to the soil as a consequence of a faster decomposition. Thus, a higher nutrient supply to soils from oaks than from tree plantations, seems to be an ecological advantage for recovering and maintaining the main ecosystem functioning features, which needs to be taken into account in restoration programs in this highly degraded Andean mountains.