不同林龄马尾松针叶凋落前后养分含量及回收特征

以湖南会同地区10、23和45年生马尾松人工林为研究对象,采用不同参数(单位质量养分含量、单位长度养分含量和单叶养分含量)分析了针叶凋落前后养分含量及回收特征.结果表明：3个林龄马尾松针叶凋落后的单叶质量、单叶长度和单位长度质量平均分别下降了15.9%、4.6%和13.9%;不同林龄针叶养分含量不同;凋落前马尾松单叶N、P、K回收平均在50%以上;养分再吸收效率和转移度均随林龄先增后减.除N外,基于不同参数计算所得养分再吸收效率差异不明显.     

Growth Rings of Roots in Perennial Forbs in Duolun Grassland, Inner Mongolia, China

Annual growth rings of roots in perennial forbs have been used in studies of climate change and the ecology of grasslands. However, little has been done in this aspect of research in China. In this study, we report the characteristics of growth rings in the main roots of 13 herb species sampled in Duolun of the Inner Mongolia grassland in northern China. The results show that around two thirds of the species possess clearly demarcated annual rings in the root xylem. Some species of the same genera show different patterns in anatomical structure of the root xylem. Standardized annual ring widths of three species, Potentilla anserine L., Cymbaria dahurica L. and Lespedeza daurica （Laxm.） Schindh, show a common linear trend, indicating a continued favorable growth condition in the sampling sites. Our results provide evidence that growth rings in roots of some perennial forbs in the Inner Mongolia grassland can serve as a new and useful indicator of past changes in the grassland environment.     

沙地樟子松人工林叶片-枯落物-土壤氮磷化学计量特征

为揭示沙地樟子松人工林N、P分配格局及化学计量特征,以呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地、毛乌素沙地不同龄组(中龄林、近熟林和成熟林)沙地樟子松人工林为研究对象,测定分析其叶片、枯落物和土壤N、P含量及化学计量比.结果表明: 研究区3个龄组沙地樟子松人工林叶片、枯落物和土壤N、P含量分别为0.17～49.02和0.11～3.01 g·kg^-1,N/P为0.51～19.74,均表现为叶片＞枯落物＞土壤,且N含量和N/P在3个组分间存在显著差异,叶片P含量显著高于枯落物和土壤.不同地区或林龄对沙地樟子松人工林各组分N、P含量及N/P有一定的影响,但地区和林龄的交互作用对沙地樟子松人工林各组分N/P无显著影响.随着林龄的增加,沙地樟子松各组分N、P含量也增加,在成熟林达到最大值,而N/P没有表现出明显的规律.沙地樟子松人工林N、P含量及N/P在3个组分间呈显著正相关关系.呼伦贝尔沙地和科尔沁沙地樟子松叶片N/P在14.53～15.57,说明这两个地区沙地樟子松人工林的生长可能受N、P的共同限制;毛乌素沙地樟子松叶片N/P在18.56～19.71,说明该地樟子松人工林生长可能受P限制,且林龄对沙地樟子松N、P养分限制的影响不显著.建议在沙地樟子松人工林抚育管理时,依据当地实际情况适当添加N肥或P肥,以提高沙地樟子松林的生产力.研究结果有助于进一步了解N、P在沙地樟子松人工林叶片-枯落物-土壤系统中的相互作用与制约规律,并为沙地樟子松人工林经营管理提供科学依据.     

兴安落叶松林生物量、地表枯落物量及土壤有机碳储量随林分生长的变化差异

有关生物量碳随林分生长变化研究较多,而相关土壤有机碳储量随林分生长变化研究较少且结论争议较大。通过对二者随林分生长变化差异的比较,旨在探讨是否可以通过简单林分生长指标来判断土壤有机碳的变化规律。对兴安落叶松人工林分布区内139个样地的生物量与土壤碳动态研究结果表明:(1)林龄是指示生物量碳累积的可靠参数。兴安落叶松个体大小(胸径、树高和单株生物量)随着林龄的增大不断增加,相关性显著(P<0.001),而林分生物量密度随林龄的增大呈线性上升(R²=0.2-0.6,P<0.001)。(2)地表凋落物量与林龄表现显著的二次曲线相关,前37a上升而后开始下降。地表凋落物量与林木大小、生物量密度均相关显著(R²=0.14-0.82,P<0.001),但与树高相关性最高,显示树高变化对于评价地表枯落物生物量可能更有效。(3)林龄、林木大小和林分生物量密度均与土壤不同层碳存在相类似的相关关系。深层土壤有机碳(>40cm)与林龄显著负相关(P<0.05),表层土壤有机碳有增加趋势 (P>0.05),这使得0-40 cm与40-80 cm土壤有机碳储量比值随林龄增加而显著增加(P<0.01);与此类似,林木平均大小也与深层土壤有机碳显著负相关(P<0.05),而表层与深层有机碳储量比值随林木大小(胸径与树高)的增大也呈显著上升趋势(P<0.05);但同时考虑林木个体大小和林分密度的林分生物量密度(地上和地下),并没有发现明显的显著相关关系。这些结果说明,评价土壤有机碳变化的指标中,林龄、树高和胸径可能更优于较为复杂的生物量密度等指标。考虑到深层土壤较表层具有更长期的稳定性,这种表层与深层土壤有机碳比值的增加,意味着土壤碳有向表层积聚而深层减少的趋势,这可能使得土壤有机碳更容易受外界环境变化(如火灾等)的影响。落叶松人工林群落碳储量随林龄增加的变化规律明显,除了占主要部分的生物量碳之外,土壤碳累积值得关注,这一发现对于以固碳增汇为目标的碳汇林建设具有指导意义。     

易分解有机碳对不同恢复年限森林土壤激发效应的影响

土壤有机碳库作为陆地生态系统最大的碳库,其微小的改变都将引起大气CO_2浓度的急剧改变。易分解有机碳的输入可以通过正/负激发效应加快/减缓土壤有机碳(SOC)的矿化,并最终影响土壤碳平衡。以长汀县不同恢复年限森林(裸地、5年、15年、30年马尾松林以及天然林)土壤为研究对象,通过室内培养向土壤中添加~(13)C标记葡萄糖研究易分解有机碳输入对不同恢复阶段森林土壤激发效应的影响。研究结果表明,易分解有机碳输入引起的土壤激发效应的方向和强度因不同恢复阶段而异。易分解有机碳输入的初期对各恢复阶段森林土壤均产生正的激发效应,然而随着时间的推移,15年、30年马尾松林以及天然林相继出现负的激发效应。从整个培养期(59 d)来看,易分解有机碳的输入促进了裸地与5年生马尾松林土壤有机碳的矿化,有机碳的矿化量分别提高了131%±27%与25%±5%;但是减缓了15年生马尾松林土壤有机碳的矿化,使其矿化量减少了10%±1%;然而,易分解有机碳输入对30年生马尾松林及天然林土壤有机碳的矿化则无明显影响。土壤累积激发碳量与葡萄糖添加前后土壤氮素的改变百分比呈显著正相关关系(R~2=0.44,P0.05),表明易分解有机碳输入诱导的土壤激发效应受土壤氮素可利用性的调控,土壤微生物需要通过分解原有土壤有机碳释放的氮素来满足自身的需求。     

桂北不同林龄桉树人工林土壤碳库管理指数和碳组分的变化特征

采用时空互代法,以广西北部低山丘陵地区不同林龄(1、2、3、4、5和8 a)桉树人工林为研究对象,探讨林龄对桉树人工林地土壤碳库管理指数的影响及其规律。结果表明:(1)随着林龄的增加,土壤有机碳总体表现为增加的趋势,1～8 a桉树土壤有机碳范围在5.79～15.57 g·kg^-1之间,随着土层的加深而降低; 0～40 cm土层土壤有机碳平均含量表现为8 a>5 a>3 a>4 a>2 a>1 a。(2)土壤非活性有机碳、碳储量随林龄和土层的变化规律与土壤有机碳基本一致。土壤活性有机碳含量大小依次表现为8 a>5 a>4 a>3 a>2a> 1 a,占土壤有机碳的比例随林龄变化无明显规律,8 a和其他林龄间均具有显著差异。(3)碳库管理指数随林龄增加整体呈上升趋势,8 a桉树人工林土壤碳组分含量及碳库管理指数均高于10 a对照马尾松林。碳库管理指数与土壤有机碳、非活性有机碳、活性有机碳、碳储量、碳库活度、全氮、容重呈极显著或显著的相关性,不同林龄和土层间碳库管理指数有差异性。适当延长桉树人工林的轮伐周期,减...     

华西雨屏区不同林龄柳杉人工林土壤磷组分特征

磷是限制陆地生态系统生产力的关键养分因子。当前尚不了解不同土壤磷组分随柳杉林龄增长如何变化,及其与土壤微生物群落的关系。以华西雨屏区不同林龄（7年生幼龄林、13年生中龄林、24年生近熟林、33年生成熟林,53年生过熟林）柳杉（Cryptomeria japonica var. sinensis）人工林为研究对象,采用Hedley磷素分级方法、磷脂脂肪酸分析法（PLFA）来探究不同林龄柳杉人工林土壤磷组分的分布模式及影响因子。结果表明：不同林龄和土壤深度土壤磷各组分含量差异显著。随林龄增加,可溶性磷和磷灰石含量逐渐减少,残余态磷含量逐渐增加,其余磷组分含量先增加后降低。除可溶性磷、浓盐酸提取态无机磷和残余态磷组分外,其余土壤磷组分含量表现为上层（0-15 cm）高于下层（15-30 cm）。偏门特尔检验表明,微生物群落与土壤磷组分之间存在显著关联。回归分析发现,碳与有机磷比值和酸性磷酸酶活性呈正相关。冗余分析显示,pH、土壤有机碳、土壤含水量,全氮和土壤容重是影响土壤磷组分变化的主导因子。研究显示,造林初期的土壤磷组分快速积累,在中龄林阶段达到最大值,随着柳杉人工林林龄的增加,土壤中磷的限制逐渐加强,土壤磷组分含量在成熟林之后逐渐下降。这些结果可为为柳杉人工林的培育及可持续经营管理提供科学依据。     

黄土丘陵区不同林龄刺槐人工林碳、氮储量及分配格局

对黄土丘陵区9、17、30和37年生刺槐人工林进行调查,研究刺槐人工林生态系统碳、氮储量随林龄的变化动态及分配格局.结果表明:各林龄刺槐人工林乔木层碳、氮含量分别为435.9~493.4 g·kg-1和6.8~21.0 g·kg-1;草本层和凋落物层碳、氮含量分别为396.3~459.2 g·kg-1和14.2~23.5 g·kg-1;土壤层碳、氮含量分别为2.7~10.7 g·kg-1和0.2~0.7 g·kg-1.树干是乔木层主要的碳、氮库,分别占乔木层碳、氮储量的46.9%~63.3%和39.3%~57.8%;37年生刺槐人工林0~20 cm土层碳、氮储量最大,分别为30.1和1.8 Mg·hm-2.刺槐人工林生态系统的总碳、氮储量随林龄增加而逐渐增大,均在37年生时达到最大值,分别为127.9 Mg·hm-2和6512.8 kg·hm-2;土壤层是刺槐人工林生态系统的主要碳、氮库,分别占人工林生态系统总碳、氮的63.3%~83.3%和80.3%~91.4%.     

不同林龄格木人工林碳储量及其分配特征

在生物量调查的基础上,对广西7、29和32 a格木人工林生态系统碳储量及其分配特征进行了研究.结果表明: 格木各器官碳含量在509.0～572.4 g·kg^-1,大小顺序为:树干>树枝>树根>树皮>树叶;不同林龄间格木人工林的灌木层、草本层和凋落物层碳含量无显著差异;土壤层(0～100 cm)碳含量随土层深度的增加而降低,随林龄的增加而增大.7、29和32 a格木人工林乔木层碳储量分别为21.8、100.0和121.6 t·hm^-2,各器官碳储量大小顺序与碳含量一致;生态系统碳储量分别为132.6、220.2和242.6 t·hm^-2,乔木层和土壤层为主要碳库,占生态系统碳储量的97%以上.乔木层碳储量分配随着林龄的增加而增大,土壤碳储量分配则减小,而林龄对灌木层、草本层和凋落物层碳储量分配的影响无明显规律.     

刨花楠叶片碳氮磷化学计量比与个体大小的关系

以9和13年生刨花楠为对象,分析叶片碳氮磷含量与林木胸径的关系,研究林木叶片碳氮磷化学计量特征在个体大小及林龄间的变化规律.结果表明： 利用实生苗所营造的刨花楠人工林,个体分化随年龄增大而明显;两刨花楠人工林林木叶片C、N、P含量及C∶N均存在显著差异,但二者叶片C∶P及N∶P差异不显著;9 年生林木叶片平均C、N、P含量及N∶P均低于13年生林木,但叶片C∶N、C∶P高于13年生林木;同一林龄中,不同个体大小之间叶片的N、P含量及化学计量特征均存在显著差异;9年生刨花楠不同个体叶片N、P含量及其化学计量特征与胸径呈显著线性相关,13年生不同个体林木叶片N、P含量及C∶P、N∶P与胸径呈显著抛物线关系,而C∶N与胸径呈显著线性相关;9年生刨花楠叶片N、P转移率高于13年生,叶片N、P在生长季与非生长季的养分转移策略因不同生长阶段和生长环境而产生差异.