湿润亚热带山地表土植硅体指示的垂直植被变化——以福建戴云山为例

表土植硅体组合与其上覆植被类型之间的关系研究是利用植硅体进行古气候和古植被重建的基础。选取位于湿润亚热带地区的戴云山作为研究对象,沿海拔梯度以50—100 m为间隔共采集21个表土样品,以探讨该地区表土植硅体组合对山地植被的指示意义。结果表明:戴云山表土植硅体含量丰富,类型多样,主要以禾本科类植硅体占优势;此外,随着海拔的升高,表土植硅体组合中哑铃型和短鞍型百分含量快速增加,而扇型和长鞍型,特别是木本类植硅体的百分含量则逐渐减少,指示了山地植被从温性针叶林向常绿灌丛林的过渡,说明戴云山表土植硅体组合能够反映山地垂直植被带变化的主要特征;植硅体类型主成分分析(PCA)结果显示位于湿润亚热带地区的戴云山表土植硅体组合变化可能主要受温度的控制。本研究为今后在湿润亚热带山地地区开展古气候和古植被重建研究提供了重要的基础资料。

中亚热带不同母质和森林类型土壤生态酶化学计量特征

土壤生态酶化学计量比作为衡量土壤微生物能量和养分资源限制状况的重要指标,是当前生态学领域研究的热点之一,然而关于土壤母质和森林类型在调控土壤生态酶化学计量比中所扮演的角色及作用机制尚不明确。分别以砂岩和花岗岩发育的米槠林和杉木林土壤为研究对象,通过测定土壤物理化学性质、微生物量碳、氮和磷及土壤酶活性,探讨不同母岩发育的米槠林和杉木林土壤生态酶化学计量特征。结果显示,花岗岩发育的土壤酸性磷酸酶活性(AP)显著高于砂岩发育的土壤,βG:AP和NAG:AP的值显著低于砂岩发育的土壤。其中,花岗岩发育的米槠林土壤βG:AP和NAG:AP的值都显著高于杉木林,砂岩发育的土壤βG:AP和NAG:AP的值在两个林分间呈相反的结果。结果表明土壤生态酶化学计量比能够反映不同森林土壤之间磷养分限制强度,花岗岩比砂岩土壤受磷养分限制更严重。相关分析表明,土壤酶活性及生态酶化学计量比与土壤生物因子和非生物因子密切相关,而冗余分析发现土壤pH、总磷(TP)和微生物量碳(MBC)分别解释土壤酶活性和生态酶化学计量比变异的56.9%、27.9%和12.3%。未来森林经营及管理应考虑土壤母质和森林类型差异对区域森林土壤养分循环的影响。

亚热带红壤侵蚀区马尾松针叶生态化学计量特征

为了解亚热带红壤侵蚀区马尾松(Pinus massoniana)针叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,在长汀河田地区选取12个样点并采集四个叶龄阶段的马尾松针叶作为研究对象,测定其C,N,P含量并分析C∶N∶P化学计量特征。结果表明:(1)叶片中C,N,P的变化范围分别为(482.15±9.35)^(512.7±6.56)mg/g,(7.35±0.75)^(10.49±1.34)mg/g,(0.21±0.04)^(0.71±0.21)mg/g。不同叶龄阶段的C,N,P含量有显著差异。C随叶龄增长整体含量增长幅度较小,变异系数仅为2.8%;N,P绝对含量较低,在叶片生长后期含量显著下降(p<0.05)。(2)C∶N∶P计量比变化与叶龄有关。N/P变化范围为(15.42±3.08)^(36.43±8.08),N/P随叶龄增加而逐渐增大,说明该地区马尾松养分限制因素的变化与叶龄有显著关系,随叶龄的增长受P限制表现更为突出。(3)马尾松针叶N,P含量有极显著正相关关系,C,P含量存在显著负相关关系,N,P元素间协同变化显著。本研究初步阐明了马尾松针叶不同叶龄阶段C,N,P化学计量特征及其变化规律,为深刻了解亚热带红壤侵蚀区先锋树种马尾松的养分利用特征和机制提供理论基础。

不同更新方式下亚热带森林土壤病毒群落结构与功能特征

探讨不同更新方式下森林土壤病毒群落特征及其在生物地球化学循环中作用,以福建上杭白砂国有林场的杉木人工林、天然更新次生林和原生林土壤为研究对象,结合宏病毒组学和生物信息学方法进行病毒群落结构与功能分析。结果表明:森林更新方式对土壤病毒群落结构产生了明显的影响。原生林和天然更新次生林主要病毒类群为长尾噬菌体科(Siphoviridae)(62.60%、31.49%),而杉木人工林主要土壤病毒类群为微小噬菌体科(Microviridae)(27.89%)。在3种土壤中均发现了核质巨大DNA病毒(nucleo-cytoplasmic large DNA viruses,NCLDV),其在天然更新次生林中占比最高(20.83%);杉木人工林和天然更新次生林中最主要的病毒宿主属于变形菌门(Proteobacteria),而原生林则为放线菌门(Actinobacteria)。但3种森林类型土壤病毒宿主均包括戈登氏菌(Gordonia)、红球菌(Rhodococcus)、分枝杆菌(Mycolicibacterium)等感染人和动物的致病菌;病毒功能组中均检测到丰富的辅助碳水化合物活性酶(CAZyme)基因,其中杉木人工林土壤病毒中编码CAZymes的基因丰度(4个)显著低于原生林(210个)和天然更新次生林(69个)。研究结果揭示了森林更新方式对土壤病毒结构、宿主和碳循环功能的潜在影响。

福建省典型亚热带森林土壤细菌群落结构特征

识别亚热带典型森林土壤细菌的群落特征有助于深入理解植被-微生物-土壤间的相互作用。研究采集马尾松纯林,阔叶混交林、马尾松阔叶混交林和天然次生林的土壤样品,通过扩增子测序测定细菌的群落特征。结果表明,酸杆菌门、变形菌门、浮霉菌门和绿弯菌门为优势的细菌类群。细菌的Shannon多样性指数和群落组成在不同森林类型中差异显著。此外,土壤pH值和养分含量显著影响优势细菌类群和alpha多样性。研究表明,纯林的近自然修复通过影响土壤的pH值和养分来调节土壤细菌群落组成,可为亚热带森林可持续管理提供科学支撑。

林分类型对亚热带森林土壤团聚体中真菌反硝化微生物丰度的影响

选取位于福建省三明市的米槠次生林、杉木人工林和马尾松人工林土壤为研究对象,利用荧光定量PCR分析了FnirK基因丰度,同时测定反硝化潜势。结果表明:FnirK基因丰度受林分类型显著影响,但受团聚体影响较小。马尾松人工林土壤FnirK基因拷贝数最高,为5.30×10^(8)copies·g^(-1),显著高于杉木人工林土壤的2.49×10^(8)copies·g^(-1)和次生林土壤的1.21×10^(8)copies·g^(-1)。各粒级团聚体的FnirK基因拷贝数也呈现出相同趋势。杉木和马尾松人工林土壤两种粒径较大团聚体的FnirK基因拷贝数较高,粒径较小团聚体中FnirK基因拷贝数较低,而次生林中4种粒级团聚体FnirK基因拷贝数无显著差异。马尾松和杉木人工林土壤的反硝化潜势分别为10.23和6.41μg·kg^(-1)·h^(-1),显著高于次生林土壤的2.76μg·kg^(-1)·h^(-1)。相关性分析表明,FnirK基因丰度与土壤含水率和有效磷含量呈显著正相关;反硝化潜势与土壤pH值、含水率、有效磷含量和FnirK基因丰度均呈显著正相关,表明真菌可能在酸性森林土壤反硝化过程中发挥重要作用。综上,不同林分类型主要通过影响土壤含水率和有效磷含量影响FnirK基因丰度和反硝化潜势,而团聚体粒径对土壤FnirK基因丰度影响相对较小。因此,在未来的森林管理过程中,人工林土壤真菌反硝化过程对N_(2)O产生的贡献不容忽视。

亚热带山地垂直地带土壤的磁性特征及其环境响应

土壤中磁性矿物的形成转化对环境变化具有指示意义,定量分析土壤磁性对环境因子的响应机制是目前该领域的重要问题.本文综合相关研究及野外实地考察,采集福建南部亚热带地区戴云山垂直地带相同母质的土壤剖面进行环境磁学和漫反射光谱测试分析.结果表明:研究区土壤剖面中磁铁矿和磁赤铁矿主导其磁性变化,当海拔至1320 m以上,土壤中出现次生纤铁矿.当排除地形的影响后,相关磁学参数指示磁畴颗粒在低海拔区域以SP颗粒为主,而较高海拔区域土壤中以粗SD颗粒为主.漫反射光谱结果表明,研究区土壤中赤铁矿和针铁矿对气候梯度变化较为敏感,其中赤铁矿含量随海拔增加显示出降低趋势,并且至海拔1320 m以上赤铁矿消失而主要以针铁矿和纤铁矿为主.对比加热前后针铁矿和赤铁矿特征峰变化,并进行半定量分析认为,当年均降水量超过1900 mm且年均温低于13℃时达到赤铁矿形成的临界值,而针铁矿和纤铁矿则继续呈增加趋势.本研究论证了赤铁矿、针铁矿及纤铁矿对气候梯度具较强的敏感性,可作为研究低纬区域古环境变化的重要指标.

亚热带6种树种细根序级结构和形态特征

以福建省建瓯市万木林自然保护区内占优势的6种天然林树种(沉水樟Cinnamomum micranthum,CIM;观光木Tsoongiodendron odorum Chun,TOC;浙江桂Cinnamomum chekiangense,CIC;罗浮栲Castanopsis fabri,CAF;细柄阿丁枫Altingiagracilipes,ALG;米槠Castanopsis carlesii,CAC)为研究对象,对其1—5级细根的结构,形态特征及生物量进行了分析。结果表明:沉水樟,细柄阿丁枫和米槠细根分支比表现出在1,2级(4倍以上)明显大于其它序级(3倍左右);其余3种树种则是在3,4级的细根分支比最大,其中浙江桂达到8.65倍,其它序级则大致为3倍左右。6种树种1,2级细根数量占到总数的70%—90%。6种树种细根直径,根长,组织密度随序级升高逐渐增大,比根长减小,生物量未表现出一致的变化规律,6种树种生物量主要集中在高级根部分。方差分析表明,树种对细根分支比例有显著影响(P<0.05),浙江桂和米槠细根分支水平对分支比例有极显著影响(P<0.01),其余4种树种分支水平对分支比例有显著影响(P<0.05),树种和分支水平的交互作用对6种树种细根分支比均有极显著的影响(P<0.01);树种对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对比根长有显著影响(P<0.05),而对组织密度的影响则不显著(P>0.05);树种和序级的交互作用对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对组织密度有显著影响(P<0.05),对比根长影响不显著(P>0.05)。序级对6种树种细根根长,直径,比根长以及生物量的影响并未达到一致,对6种树种细根组织密度有极显著影响(P<0.01)。树种间1—4级根的比根长变异主要由组织密度引起,而5级根的比根长变异则由直径引起,同时在1级根中组织密度与直径呈现出权衡的关系。6种树种细根数量,直径,根长,比根长,组织密度以及生物量与序级之间回归分析发现它们与序级之间具有指数函数,线性函数,二次函数,三次函数或者幂函数关系。

中亚热带常绿阔叶林不同演替阶段土壤活性有机碳含量及季节动态

为探明不同演替阶段土壤碳吸存潜力,选取演替时间为15a(演替初期)、47a(演替中期)、110a(演替后期)3个中亚热带常绿阔叶林,分析了各演替阶段的土壤有机碳(SOC)含量以及土壤微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)和微生物熵(SMQ)的季节变化。结果表明:演替中、后期不同土层的土壤SOC、MBC、DOC含量和SMQ均显著高于演替初期(P<0.05);与演替中期相比,演替后期土壤MBC、DOC含量有所降低,SOC含量和SMQ无显著差异。土壤SOC、MBC和DOC含量随土层加深而显著性降低(演替初、中期DOC除外),并随演替进行逐渐向腐殖质层富集。不同演替阶段MBC、DOC和SMQ均有显著季节变化,最低值出现在秋季,最高值随演替进程由冬季逐步转向夏季。相关分析表明,不同演替阶段土壤活性有机碳含量与土壤有机碳含量极显著相关(P<0.01),且土壤活性有机碳(MBC、DOC)和SMQ对土壤碳库变化更为敏感。

亚热带杉木和米老排人工林土壤呼吸对凋落物去除和交换的响应

在我国亚热带地区米老排(Mytilaria laosensis)和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林中设置去除凋落物、交换凋落物和对照3种处理,利用LI-8100对不同处理土壤呼吸速率进行为期14个月的连续观测。结果表明:与对照相比,去除和交换凋落物导致米老排人工林CO2年排放量显著减少29.8%和14.2%,杉木人工林则分别减少6.1%和增加37.8%。两种林分交换凋落物处理产生了不同程度的激发效应,米老排凋落物相对于杉木凋落物具有更大的激发效应。不同处理土壤呼吸速率均与土壤温度呈显著指数关系,与土壤含水量呈负相关,土壤温度和含水量的回归模型可以分别解释米老排人工林中去除、交换和对照处理土壤呼吸速率的68.9%、77.0%和69.6%,杉木人工林的53.0%、36.2%和63.8%。两种林分不同处理土壤呼吸速率与土壤可溶性有机碳含量、微生物生物量碳含量以及主要微生物种群生物量显著相关。米老排人工林去除和交换凋落物处理均降低了土壤呼吸的温度敏感性Q10值,而杉木林中仅去除凋落物降低了Q10值。研究表明,土壤呼吸对凋落物输入方式改变的响应因树种而异,这种差异与凋落物输入的数量和质量及其对土壤易变性有机碳含量和微生物生物量的影响有关。

改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响

通过在亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)和米老排(Mytilaria laosensis)人工林中设置互换凋落物、去除凋落物、去除凋落物+去除根系和对照处理来分析改变地上、地下碳输入对人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响。结果显示,改变地上、地下碳输入对土壤微生物生物量碳、氮的影响因树种而异。在米老排林中,土壤微生物生物量不受碳源的限制。而在杉木林中,加入米老排凋落物、去除凋落物和去除凋落物+去除根系3种处理中土壤微生物生物量碳、氮具有明显增加的趋势。磷脂脂肪酸分析结果显示,杉木林中,添加高质量的米老排凋落物后,革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了24%、24%、53%、25%、28%,革兰氏阴性细菌和丛枝菌根真菌的相对丰度均有显著增加。与对照相比,杉木林中去除凋落物后革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了22%、29%、44%、25%、52%,真菌与细菌比值显著增加了21%。但是,去除凋落物+去除根系处理对两个树种人工林土壤微生物群落组成均无显著影响。米老排和杉木林土壤微生物生物量碳、氮的季节变化格局不同,土壤养分有效性可能是驱动土壤微生物生物量季节变化的主要因子。未来研究需要关注凋落物和根系在不同树种人工林中对土壤微生物群落的相对贡献。

中亚热带森林转换对土壤可溶性有机质数量与光谱学特征的影响

选取中亚热带福建三明格氏栲天然林及其转换而成的木荷、锥栗及福建柏等3种人工林表层土壤(0—10 cm)可溶性有机质(DOM)为对象,对其数量和光谱学特征进行了研究,以探讨森林转换对土壤DOM的影响。结果表明,天然林转换成上述3种人工林后,0—5 cm土壤可溶性有机碳(DOC)浓度显著降低(P<0.05),降低程度分别为66.1%,69.9%及29.4%,可溶性有机氮(DON)浓度也有所下降;除福建柏外,其余两种人工林5—10 cm土壤DOC及DON浓度均低于天然林。各林分0—5 cm土壤DOC及DON浓度均高于5—10 cm土层。两个土层中,天然林土壤DOM的芳香化及腐殖化程度均显著高于人工林(P<0.05),但荧光效率值低于人工林;荧光光谱图显示,天然林土壤DOM在芳香性脂肪族及木质素类复杂结构荧光基团处的吸收大于人工林;各林分土壤DOM傅里叶红外光谱出现吸收谱带的位置相似,其中吸收强度最大的为形成氢键的—OH的伸缩振动,此外还有芳香性CC伸缩振动、有机羧酸盐COO-反对称伸缩振动、碳水化合物中烷氧基C—O的振动等,人工林土壤DOM中碳水化合物的比例增加是其结构简单的主要原因。土壤DOM中结构复杂、分子量大的组分不易向下迁移;天然林与人工林间土壤DOM数量及光谱学特征的差异主要与凋落物输入及营林措施的干扰有关;本研究所涉及的3种人工林中,福建柏更有利于土壤养分的累积。

亚热带六种天然林树种细根养分异质性

以福建省建瓯市万木林自然保护区常绿阔叶林6种优势树种为研究对象,分析其1—5级细根养分特征及其与细根形态特征和叶片养分的关系。结果发现:除沉水樟细根C含量表现为随序级升高而增加外,其余5种树种均没有明显变化规律;6种树种N、P含量基本表现为随序级升高而降低,C/N随序级升高而增加;但N/P随序级升高均没有明显变化规律。单因素方差分析发现:树种对C、N、P含量和C/N、N/P具有极显著影响(P<0.01),序级对6种树种N、P含量和C/N有极显著或显著影响(P<0.01,P<0.05),对C含量和N/P影响并不显著(P>0.05);双因素方差分析发现:树种和序级的交互作用对C、N、P含量和C/N有极显著或显著的影响(P<0.01,P<0.05),对N/P影响不显著(P>0.05)。相关性分析表明:在较高级根中C、N含量之间呈现相关性,在较低级根中N、P含量呈现相关性,同时C/N、N/P的变化均主要由N含量变化决定;6种树种细根比根长和N、P含量、C/N有极显著相关性(P<0.01),而与C含量和N/P相关性并不明显。一级根的N、P含量和N/P相比于整个细根更接近于叶片,但一级根与叶片N、P、N/P之间并没有显著的相关性(P>0.05)。

凋落物对中亚热带米槠天然林和人工林土壤呼吸的影响

【目的】研究凋落物对米槠天然林和人工林土壤呼吸的影响,为未来气候变化条件下评估森林土壤CO2排放提供科学依据。【方法】以福建省三明市格氏栲自然保护区内林龄约200年的米槠天然林和林龄50余年的米槠人工林为对象,在每种林分内设置3块20 m×20 m样地,每块样地内随机布设9个1 m×1 m的试验小区,设置对照（CK）,枯落物、凋落物去除（no Litter,NL）和枯落物保留、凋落物加倍（double litter,DL）3种处理。于2013年1月至2014年12月,每月月中及月末在9：00—12：00采用LI-8100A测定不同处理的土壤呼吸,并测定5 cm土深土壤温度及0-10 cm土层土壤体积含水率。【结果】研究期内NL、DL、CT处理的土壤温度在米槠天然林分别为18.2,18.0和17.98℃,在米槠人工林分别为18.68,18.70和18.76℃,均无显著差异,但人工林土壤温度显著高于天然林;凋落物对土壤呼吸的贡献率在米槠天然林中为11.8%,在米槠人工林中为29.7%;米槠天然林DL处理比CK处理土壤呼吸年通量增加了25.2%（P〈0.05）,表现出激发效应,而米槠人工林DL处理土壤呼吸年通量与CK无显著差异;2种林分土壤呼吸速率与5 cm土深土壤温度均呈极显著的指数关系（P〈0.001）,与0-10 cm土层土壤体积含水量均显著正相关（P〈0.05）。【结论】凋落物添加对米槠天然林土壤呼吸产生激发效应,而对人工林土壤呼吸无显著影响。

亚热带米老排和杉木人工林土壤呼吸季节动态及其影响因子

研究我国亚热带地区杉木人工林采伐迹地上营造的19年生米老排人工林和杉木人工林土壤呼吸及其影响因子。结果表明:米老排人工林土壤呼吸速率的年均值为2.95μmolCO2·m-2s-1,显著高于杉木人工林的2.37μmolCO2·m-2s-1;米老排人工林土壤呼吸的Q10值为1.83,显著低于杉木人工林的1.99;2种林分土壤呼吸均呈现明显的季节动态,主要受土壤温度的驱动,土壤温度能分别解释米老排和杉木人工林土壤呼吸速率变化的77.0%和81.6%;回归分析显示,2种林分土壤呼吸速率与凋落物量、细根生物量、土壤有机碳含量、轻组有机碳含量、微生物生物量碳含量和可溶性有机碳含量均显著相关;逐步线性回归分析表明,土壤呼吸速率与凋落物量和土壤微生物生物量碳含量的关系最密切;树种间凋落物量和土壤微生物生物量的差异是导致米老排人工林土壤碳排放速率高于杉木人工林的重要原因。

中亚热带山区土壤不同形态铁铝氧化物对团聚体稳定性的影响

以福建省三明市本底条件一致的三片林分的土壤作为研究对象,采用湿筛法测定了水稳定性团聚体粒径分布,分析了不同形态铁铝氧化物含量与>0.25 mm大团聚体数量及团聚体平均重量直径(MWD)的关系。结果表明:(1)不同形态铁铝氧化物含量呈现出米槠次生林>米槠人工林>杉木人工林,游离结晶态(Fed、Ald)>无定形(Feo、Alo)>络合态(Fes、Als)。(2)>0.25 mm大团聚体含量呈现米槠次生林>米槠人促林>杉木人工林,林分之间差异显著,MWD值的趋势与之相似。(3)线性回归分析表明:不同形态铁铝氧化物均与>0.25 mm水稳定性大团聚体数量及MWD值达到显著甚至极显著相关,但通过分析相关系数R和显著性P说明氧化铝可能比氧化铁更有助于大团聚体的形成与稳定,无定形及络合态铁铝氧化物比游离态铁铝氧化物更能促进大团聚体的形成与稳定。

模拟增温和氮沉降对中亚热带杉木幼林土壤有效氮的影响

以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,设置埋设电缆以加热土壤增温(+5℃)结合模拟氮沉降的实验,施氮水平分别为对照(CT,0 kg hm^(-2)a^(-1))、施低氮(LN,40 kg hm^(-2)a^(-1))和施高氮(HN,80 kg hm^(-2)a^(-1)),用离子交换树脂袋法研究了土壤有效氮对模拟增温和施氮的短期响应。经过为期1a的研究,结果表明:土壤有效氮主要集中在夏冬季,而且硝态氮是土壤有效氮的主要存在形态;增温显著增加土壤有效氮含量(P<0.05),各月间的有效氮含量与气温和降雨量有关;总体来看,氮沉降显著增加土壤有效氮含量(P<0.05),而且随氮沉降水平的升高而增加。低氮处理下,大多数月份的土壤有效氮含量显著增加,高氮处理下,各月的有效氮含量均显著高于对照处理;增温×氮沉降在各月间均显著增加土壤有效氮含量(P<0.05),并随氮沉降水平的升高而增加。而且,两者的交互作用对有效氮的增幅显著大于任一单一因子的作用。说明增温和氮沉降两者的交互作用对土壤有效氮的影响具有叠加效应。因此,增温和氮沉降及其交互作用短期内都会显著增加土壤有效氮含量,为植物生长提供充足的养分。

氮添加对亚热带森林土壤有机碳氮组分的影响

为了研究氮添加对森林土壤有机碳氮组分稳定性的影响,选取我国亚热带典型常绿阔叶林(浙江桂天然林和罗浮栲天然林)和针叶林(杉木人工林),开展为期5年的野外模拟氮沉降试验,分别设置对照〔0 kg/(hm^2·a),以NH_4NO_3中的N计,下同〕、低氮〔75 kg/(hm^2·a)〕和高氮〔150 kg/(hm^2·a)〕3个氮添加水平,用H_2SO_4分2步酸水解获得LPⅠ(活性有机库Ⅰ)、LPⅡ(活性有机库Ⅱ)和RP(惰性有机库),定量研究土壤活性和惰性有机碳氮组分以及微生物生物量碳氮对氮添加的响应.结果表明:氮添加仅对w(LPⅡ-C)(LPⅡ-C为活性有机碳Ⅱ)有显著影响,而对其他活性和惰性有机碳氮组分的影响不显著,并且对不同林分的影响存在差异.与对照处理相比,低氮处理下浙江桂天然林、罗浮栲天然林和杉木人工林土壤w(LPⅡ-C)的增幅分别为15.3%、29.8%、68.8%;高氮处理下杉木人工林土壤w(LPⅠ-C)(LPⅠ-C为活性有机碳Ⅰ)、w(LPⅠ-N)(LPⅠ-N为活性有机氮Ⅰ)和w(RP-C)(RP-C为惰性有机碳)的增幅分别为32.4%、78.6%、28.7%;氮添加使得土壤w(SMB-C)(土壤微生物生物量碳)的增幅为18.1%~202.5%、w(SMB-N)(土壤微生物生物量氮)的增幅为0%~103.6%;在氮添加处理下,除杉木人工林土壤SMB-N/LPⅠ-N〔w(SMB-N)/w(LPⅠ-N)〕是随着氮添加水平的增加而降低外,微生物对其他林分土壤活性有机氮的利用均表现为随着氮添加水平的增加而增加.研究显示,氮添加对阔叶林和针叶林土壤活性和惰性有机碳氮组分的影响存在差异,但差异不显著,这与它们归还土壤的凋落物性质差异有关,并且凋落物的分解差异也可能是影响土壤不同碳氮组分变化的原因.

中亚热带森林转换对土壤磷积累的影响

磷是植物生长的必需元素之一,是维持亚热带森林生态系统生产力的关键因子。研究森林转换后土壤因素对磷素的影响,对生态系统的稳定和森林经营具有重要意义。选取由亚热带常绿阔叶林转换而成的米槠次生林(SF)、米槠人促林(AR)和杉木人工林(CF)为研究对象,测定了土壤理化性质、铁铝氧化物、各形态磷含量以及酸性磷酸酶活性,旨在探究土壤磷对森林转换的响应和驱动土壤磷变化的影响因子。结果显示:米槠人促林土壤的全磷、有机磷和微生物生物量磷显著高于米槠次生林和杉木人工林;冗余分析(RDA)发现,土壤含水量、总氮和无定型铁是影响淋溶层土壤磷的主要因子,而在淀积层,则是酸性磷酸酶、游离型铁和总氮起主要作用;土壤生物化学属性和微生物特性都会影响着不同形态土壤P的积累,其中土壤中的水分和酸性磷酸酶活性是调控土壤磷的关键因子。研究表明,中亚热带地区天然林转换为人促更新林更有利于森林土壤磷的储存和供应,有助于维持本区域森林生态系统的稳定。

中亚热带细柄阿丁枫和米槠群落细根的生产和死亡动态

采用微根管技术与挖掘法相结合的方式对福建省万木林自然保护区细柄阿丁枫和米槠天然林细根生产和死亡动态进行了为期两年多的观测,分析细根生产和死亡的季节变化、垂直分布及径级和序级分配,并估计细根的年生产量和年死亡量。结果表明:细柄阿丁枫细根年生产量和年死亡量分别为(230.1±162.8)g.m-.2a-1和(188.8±75.5)g.m-.2a-1,均略大于米槠的(214.5±185.8)g.m-.2a-1和(178.8±26.5)g.m-.2a-1,但两种森林群落的细根年生产量和年死亡量均无显著差异(P>0.05)。两森林群落细根生产均在春季达到高峰,其中米槠细根生产与月降水量呈极显著相关(P<0.01,r=0.566);细根死亡则呈现季节性地波动,米槠细根死亡峰值主要发生于夏季和秋季,而细柄阿丁枫则出现在秋季。两森林群落细根生产和死亡皆主要集中于土壤表层0—40 cm中,而且不同径级细根生产和死亡集中于0—1 mm细根中,其中0.3—0.6 mm细根的生产和死亡在两森林群落中均最大。两森林群落一级根的生产和死亡均大于高级根。