凋落物添加和移除对杉木人工林土壤水解酶活性及其化学计量比的影响

土壤生态酶化学计量比可用于评估微生物碳(C)、氮(N)和磷(P)养分的需求状况。以往从凋落物输入量变化对生态酶化学计量比的角度来探讨杉木人工林土壤养分状况的研究较少。以亚热带杉木人工林为研究对象,采用随机区组实验设计,对12块杉木人工林样地进行3种凋落物处理(凋落物添加(LA);凋落物移除(LR);对照(CK)),通过测定土壤C、N和P水解酶(β-葡糖苷酶(BG)、半纤维素酶(CB)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP))的活性及土壤理化性质,探讨凋落物添加和移除对杉木人工林土壤养分状况的影响。结果表明:LR显著抑制了AP、BG、CB、NAG和LAP活性,同时降低了土壤含水量(SMC)、有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和有效氮含量;而LA对以上指标均存在显著的正效应,表明凋落物输入量变化主要是通过改变土壤水分和养分状况来影响水解酶的活性。LR和CK处理下土壤酶活性比ln(BG+CB):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均低于全球尺度上土壤酶活性比ln(BG+CB):ln(AP)(0.62)和ln(NAG+LAP):ln(AP)(0.44),表明亚热带地区杉木人工林土壤微生物生长受磷限制;LA处理的土壤的ln(BG+CB):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均高于全球尺度,表明LA在一定程度上缓解了土壤磷限制,生态酶化学计量比响应的差异表明磷可能是驱动亚热带杉木人工林土壤生态酶化学计量比内在联系的关键因子。相关分析表明SMC、SOC和有效氮含量与土壤酶活性及其化学计量比呈极显著正相关关系,因此,生态酶化学计量比可作为表征土壤当前养分有效性状况的重要指标,该研究可为亚热带杉木人工林土壤养分管理和可持续性经营提供科学的基础理论。     

地表蚂蚁在云南萨王纳地区植被恢复过程中的指示作用

为了查清地表蚂蚁在萨王纳地区人工植被恢复过程中的指示作用,采用陷阱法调查了云南省萨王纳地区人工林和自然植被地表蚂蚁多样性。(1)群落物种组成:采集蚂蚁40467头,隶属于5亚科19属47种。扁平虹臭蚁Iridomyrmes anceps是保护较好自然植被的常见种;而迈氏小家蚁Monomorium mayri是干扰较大的自然植被及多数人工林的常见种。(2)多度和α多样性:在人工林中,印楝林地表蚂蚁群落多度和α多样性最高,桉树林次之,新银合欢林最低。(3)群落相似性及β多样性:印楝林地表蚂蚁群落与自然植被灌草丛较接近,而其它人工林蚂蚁物种组成不相似;新银合欢林β多样性最高,βCs值在0.481—0.935;印楝林较低,βCs值在0.200—0.478。(4)相关性分析:地表蚂蚁群落物种丰富度S值及ACE值和草本植物群落S值及ACE值均正相关。印楝林和桉树林具有较高的α多样性,在当地生物多样性保护中具有积极意义;而新银合欢林是生境极度退化区域的重要植被恢复模式之一,这3种人工林对于萨王纳地区植被恢复具有重要作用。蚂蚁群落α多样性能够作为生物多样性的指示物,指示云南萨王纳地区植被恢复中生物多样性的状况。     

连栽第1代和第2代杉木近熟林水文过程养分动态比较

利用小集水区径流场技术和定位研究方法,在获得连栽两代杉木近熟林的大气降水、穿透林冠水、地表、地下径流量等水文学数据,并测定其养分含量的基础上,研究了连栽两代杉木近熟林水文过程的营养动态特征。结果表明:降水中养分浓度第2代林比第1代林高20.30%—39.64%,养分的输入量比第1代多38.52%;穿透水中养分浓度,第1代和第2代林分别比大气降水中高4.149—4.895 g/kg和4.271—5.605g/kg,雨水对冠层营养物质的淋溶,第2代比第1代高2.94%—21.37%;地表径流中的养分浓度两代林差异不大,地下径流中的养分浓度第2代林比第1代高48.06%—78.87%,径流输出的养分量第2代林是第1代林的1.58—2.61倍;养分地球化学循环中,第1代林养分地球化学循环速率26.75%—29.95%,第2代林37.24%—47.43%,养分地球化学循环的周期第1代林3.3—3.7a,第2代林2.1—2.7a,养分地球化学循环中第2代林的养分流失率是第1代林的1.30—1.72倍,养分的净积累率只有第1代林的73.57%—87.14%。系统持留与利用由外界输入的养分功能上,第2代林低于第1代林。     

湖南会同不同年龄杉木人工林土壤磷素特征

对湖南会同不同年龄(7年生、17年生、25年生)杉木人工林土壤全磷、有效磷、无机磷组分和有机磷进行了研究,结果表明:3种不同林龄杉木林土壤全磷和有效磷的含量分别在317.06—398.56 mg/kg和0.82—1.38 mg/kg之间,土壤全磷和速效磷含量均属低水平;杉木林土壤全磷含量从7年生幼龄林到25a近熟林出现先升高后降低的规律,并且17年生和25年生林分比7年生林分分别增加了19.68%、15.75%,土壤有效磷含量17年生和25年生林分比7年生林分提高了45.55%左右;土壤磷素活化系数均小于2.0%,这表明本研究区土壤全磷向速效磷转化较难,土壤中磷素的有效性较低,但该值随着林分年龄的增加而出现增大的现象;无机磷含量分别为:7年生169.50 mg/kg、17年生182.03 mg/kg、25年生175.94 mg/kg,从幼龄林到中龄林增高,中龄林以后降低;土壤中无机磷组分以O-P含量最高,其次是Fe-P,Ca-P,Al-P最少;杉木不同生长发育阶段对无机磷形态的吸收是有选择性的,幼龄林到中龄林阶段林木以吸收Al-P为主,近熟林阶段林木以吸收Fe-P和Ca-P为主;有机磷含量在全磷所占比例随林龄的变化来看,杉木生长过程中有部分的有机磷矿化为无机磷。土壤不同形态磷的相关性分析结果显示,土壤有效磷与有机磷相关系数为0.667,呈极显著相关性,是研究区杉木人工林土壤有效磷的主要来源。     

落叶松人工林土壤酸度与有机磷形态的相关性

通过东北东部山地落叶松人工林不同发育阶段土壤酸度变化规律以及与有机磷形态相关关系的研究发现,不同发育阶段落叶松根际土壤水解性总酸度都高于非根际土壤,而交换性酸与总酸度的比值则相反;落叶松由幼龄林到成熟林随林龄的增大根际土壤活性酸(pH值)呈降低趋势,而非根际土壤活性酸(pH值)(除成熟林外)、根际与非根际土壤的交换性酸、土壤交换性铝、土壤水解性总酸度和交换性酸/总酸度的比值随林龄的增大呈显著增大趋势。但由于暗棕壤具有较强的缓冲性能,并且土壤活性酸(pH值)由幼龄林到成熟林随林龄的变化范围为5.27±0.25~5.93±0.12,因此,在落叶松树种适生的范围之内,不需施用石灰调节土壤的酸度。各年龄阶段森林根际土壤酸度与根际土壤有机磷形态相关密切。随着土壤潜性酸度的增加,各年龄阶段森林土壤有机磷总量、中稳性有机磷和高稳性有机磷含量降低。活性有机磷分别与活性酸、水解性总酸度呈显著正相关,其与水解性总酸度相关性随林龄的增大而降低。     

基于FMT-AHP的海南农垦花岗岩类多雨区橡胶园地力评价

海南农垦是中国最大的天然橡胶生产基地,自第二次全国土壤普查以来橡胶园养分状况已发生了很大变化,但具体情况如何尚不清楚。运用耕地地力评价方法对海南农垦主要橡胶园的地力进行了系统评价,以期为橡胶园地力提升和天然橡胶的可持续发展提供理论支持。以土壤母质类型和降雨量为依据,首次将海南农垦橡胶园划分为8个类型区,并选取占海南农垦橡胶园总面积56.97%的花岗岩类多雨区作为评价区域,采集7204个0—20 cm层的土壤样品,运用特尔菲法、模糊数学理论和层次分析法确定11个评价指标及其权重,将评价区橡胶园地力划分为5等。研究结果发现:评价区以中间地力水平的二等、三等、四等橡胶园为主,占评价区橡胶园总面积的85.85%,它们广泛分布于琼中、屯昌、澄迈、儋州、万宁、保亭、乐东、三亚、陵水、定安、琼海、五指山、昌江、文昌和东方15个县市;一等地面积很小且分散,五等地相对集中面积也很小。相关分析表明土壤pH、有机质、有效磷和速效钾含量是影响评价区橡胶园地力水平的重要因素。评价区橡胶园土壤pH适宜橡胶树正常生长,但该区域土壤有机质和有效磷含量不能满足橡胶树正常生长的需要,而该区域一、二等地土壤速效钾含量能满足橡胶树正常生长,其三、四等地土壤速效钾含量仅达到橡胶树正常生长所需水平,随着地力下降到五等其土壤速效钾含量已不适宜橡胶树正常生长。根据上述研究结果,笔者建议橡胶园应大力间作绿肥,在增施有机质的基础上补氮、补钾、施用钙镁磷肥,同时加强养分管理,提高肥料利用率。     

樟子松人工固沙林衰退的主要特征

针对辽宁省章古台地区樟子松人工固沙林出现的衰退枯死现象,系统地研究了樟子松人工固沙林衰退的主要特征.结果表明,衰退的樟子松人工固沙林外貌景观呈灰绿色,针叶纤细,开花结实率低,平均单株球果数量为10.4～16.5个,成熟种子千粒重为6.96～7.39g,种子空粒、涩粒较多.生长季内2年生针叶营养元素季节变化规律相似,但N、P含量下降,K含量明显增高,表明养分循环失调;衰退林分2年生针叶叶绿素含量较高,健康林分1年生较高且增幅较大.松枯梢病的侵害是樟子松人工固沙林衰退的最明显标志.林分衰退后,树高和胸径生长量下降明显,林分胸径分布结构“左移”(径级小的株数增多),衰弱(亡)木数量增加了15.9%～27.2%;根量分别减少了22.9%～28.9%,其中吸收根减少量最大.     

亚热带地区阔叶林与杉木林土壤活性有机质比较

通过对亚热带3个地区地带性阔叶林和杉木林土壤活性有机质的比较,分析森林类型变化及杉木连栽对土壤有机碳和养分含量的影响.结果表明：地带性阔叶林转变为杉木林后,土壤总有机碳含量下降27.8%～52.1%、腐殖酸碳下降32.2%～52.8%、胡敏酸下降36.4%～59.0%、富里酸下降29.7%～50.0%;杉木连栽也使土壤总有机碳和腐殖质含量下降.森林类型改变和杉木连栽对土壤活性有机质的影响更明显.杉木林取代阔叶林后,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有机碳和可溶性有机氮含量的最大降幅分别为61.8%、38.2%、43.3%和69.0%;与第1代杉木林相比,第2代杉木林土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有机碳和可溶性有机氮含量的最大降幅分别为34.7%、29.3%、30.4%、18.4%.经相关性分析,除冷水浸提有机氮外,土壤活性有机质与养分含量之间具有密切的相关关系.     

安徽马尾松人工林营养元素分配格局的研究

本文系统地研究了马尾松人工林营养元素的分配格局。结果表明马尾松不同器官营养元素含量是叶>枝皮>干皮>枝木>干木;同化器官——针叶中营养元素含量规律为N>K>Ca>Mg>P,非同化器官为Ca>N>K>Mg>P;不同器官营养元素的贮量为干木>干皮>叶>枝木>枝皮,同化器官对不同营养元素的贮量呈N>K>Ca>Mg>P,非同化器官为Ca>N>K>Mg>P;不同立地条件下,马尾松林生产1t干物质所贮存的营养元素不同,立地条件愈好,营养元素效率愈高,贮存愈少;母岩、土层厚度和养分总量是影响马尾松林地上各器官,特别是针叶营养元素含量的重要因子,土壤N、P含量越高,马尾松人工林生物量越大。     

马占相思人工林和果园地表径流规律的对比研究

基于连续 5年的观测 ,对比研究了马占相思人工林和果园两种地表类型上地表径流的各自特点 ;讨论了季节性地表径流的差异与系统水分结构问题 ;探讨了根据实际资料求取发生地表产流的降雨量临界值的方法 ,此方法以综合考虑未发生产流的最大降雨量和已发生产流的最小降雨量为基础 ;并得到了如下的一些结果 :1)本区域不同强度的大气降水频度分布比较均匀 ,但降水量主要由少数几场特大降水带来 ,并且降水量的季节分配极不平均 ,湿季 (4～ 9月 )降水量占全年的 85 .5 %。 2 )地表径流的季节差异更大 ,果园在湿季的地表径流量占全年的93.8% ,马占相思林占 95 .1% ,作者认为在降水量存在较大干湿季差别的地区 ,对于越难于发生地表径流的下垫面 ,这个值会越高。3)马占相思地表径流系数在逐年减小 ,果园的变化较大。4)一次性降雨量对地表径流量的影响在这两种地表类型上都很明显 (r>0 .85 ) ;一次性降雨强度对地表径流的影响只有在中等降雨量 (6～ 16 mm)下才表现明显 (r>0 .87) ,对于较小和较大降水量 ,径流量与降雨强度关系都不大 ;径流系数受一次性降雨强度的影响很明显 (林地 r>0 .92 ,果园 r>0 .77)。 5 )马占相思和果园一次性“最大可能”地表径流产流的雨量临界值 ,分别为5 .1m m和 2 .8mm。