几种化感物质对杉木幼苗生长的影响

采用培养皿滤纸法 ,研究了不同浓度的肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸对杉木 (Cunninghamialanceolata)幼苗生长的影响 .结果表明肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸分别在 1× 10 -5molL-1、1× 10 -3molL-1、1× 10 -4 molL-1浓度时降低了叶绿素含量 (P =0 .0 5 ) ,而在 1× 10 -6molL-1、1× 10 -4 molL-1、1× 10 -5molL-1浓度时抑制了杉木幼苗胚根和胚芽的生长 (P =0 .0 1) .3种酚类物质对胚根生长的抑制作用明显高于对胚芽生长的抑制作用 .在 3种酚类物质中 ,肉桂酸对杉木幼苗生长的抑制作用最强 ,对羟基苯甲酸次之 ,苯甲酸最弱 .这表明酚类物质能在不同程度上抑制杉木幼苗的生长 ,降低其生产力 ,可能是连栽杉木人工林生产力降低的因素之一 .图 2表 1参

凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能

通过模拟试验和野外调查对凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能之间关系进行了研究。林分取样调查的结果表明 ,有两个树种凋落物覆盖的几个杉阔混交林土壤脲酶和蔗糖酶活性均明显高于只有杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤 ,酸性磷酸酶活性也呈现相同的变化趋势 ,这 3种土壤酶活性均以具有凋落物种类最多的次生常绿阔叶林土壤最高。除了土壤酶活性升高之外 ,杉阔混交林的土壤有机质和全氮含量也明显高于仅有一种杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤。采用杉木叶凋落物与不同阔叶树种凋落物处理土壤的模拟试验结果表明 ,在凋落物投放量和 (1 5NH4 ) 2 SO4 施用量相同的控制条件下 ,随着投放的凋落物树种组成的增加 ,土壤中 1 5N的残留量也随之增加 ,而其损失量却随之减少 ;土壤中杉木幼树对于 1 5N的吸收量以及杉木幼树的单株鲜重也随着处理凋落物组成树种的增加而增加 ,具有不同树种数量的凋落物处理之间差异显著 (p<0 .0 5 )。可见随着凋落物树种多样性的增加 ,不仅土壤有机质和全氮含量这两个基本的质量指标得到明显改善 ,而且土壤酶活性。

杉楠混交与人工杉木林自养机制的恢复

自养机制的形成是人工林可持续经营的目标之一.本研究通过混交模拟杉木人工林不同恢复阶段林分,观察比较发现从退化的杉木林阶段到地带性树种比例较低的混交林、地带性树种比例较高的混交林和地带性树种纯林阶段凋落量、N、P、K、Ca和Mg5种元素的归还量逐渐增加,特别是5种养分元素的循环速率也不断增大,其中N、Mg的循环速率由杉木纯林的0.1左右增大到火力楠纯林的0.5以上,与此同时林分土壤有机质含量和养分含量也不断增加,表明退化杉木人工林在恢复过程中随着林内地带性火力楠树种混交比例的增加,林分的自养机制逐渐获得重建.从杉木人工林可持续经营角度来看。

杉木火力楠混交林养分归还与生产力

通过对野外试验和室内测试数据的整理分析．比较研究了杉木火力楠混交林和 杉木纯林养分归还、吸收等生态过程的特征以及生产力结果表明混交促进了养分归还过 程．可提高土壤肥力和系统生产力．１５年生混交林技和叶凋落物分别是纯林的２倍和３ 倍，其中容易分解的火力楠凋落物占 ６４％．混交林通过凋落物分解所归还的养分是纯林 的 ２～ ３倍．相当年凋落量 ６５． ９％的混交林根系年死亡量是纯林的 ２倍，在整个系统养分 归还中占有很大的份额．混交林土壤全 Ｎ、 ＮＨ＋４－Ｎ和有效 Ｋ分别比纯林提高 ６４． ３％。 ８２． ３ ％和 ６３． １％．与此同时土壤孔隙组成和水分过程也大为改善．混交林生产力较纯林 提高５２．７％．混交林５种大量元素的归还／吸收比率是纯林的２倍，表明混交林养分循环 效率较高，较少的人为维持可以保持较高的生产力水平．

森林凋落物对土壤酸化缓冲作用的初步研究

阔叶树木荷凋落物的灰分元素含量以及分解速率大大高于针叶树杉木凋落物。相比之下,木荷凋落物具有较高的缓冲酸化的潜在能力。覆盖木荷凋落物的土壤,其下渗液盐基含量和PH值与对照相比显著较高,而土壤本身的盐基饱和度和有机质含量也显著较高,土壤酸度和Al/Ca显著较低,即太荷凋落物对土壤酸化有较高的缓冲能力,而杉木凋落物则不然。

生态系统途径——生态系统管理的一种新理念

介绍了生态系统途径的概念和内涵 .生态系统途径最早由西方生态学家提出 ,随后得到一系列国际学术组织和国家的认同和支持 ,其中《生物多样性公约》、世界自然保护联盟和世界野生动物基金发挥了重要作用 .生态系统途径的实质是对土地、水和生物资源进行综合管理 ,旨在生态系统保护、生物资源可持续利用和共享生物资源三者之间达到平衡 .作为生态系统管理的一种方法论 ,它以生物为核心 ,将人类及文化的多样性视为生态系统的一个组成部分 .2 0 0 0年《生物多样性公约》缔约国会议上制定的生态系统管理的 12条基本原则和 5项行动指南 ,丰富了生态系统途径的内涵 ,明确了实施的办法 .我国在生态系统管理方面有着丰富的学术储备和经验总结 。

凋落物对土壤酸化的缓冲及其对根系生长的影响

凋落物层是森林生态系统中一个十分活跃的界面,一方面环境因素影响凋落物的积累和分解,另一方面凋落物的动态反过来又影响到系统内的水热收支平衡、土壤的理化特性以至森林生产力。值得注意的是,在高度工业化的现代社会,大气污染作为一种新生的环境因子不同程度地作用于森林生态系统,凋落物层则是大气污染物(如酸雨)

香草醛和对羟基苯甲酸对杉木幼苗生理特性的影响

采用盆栽模拟实验 ,研究了不同浓度的香草醛和对羟基苯甲酸对杉木幼苗生理特性的影响 .结果表明 ,当浓度为 10mmol·L-1和 1mmol·L-1时显著抑制了杉木幼苗的叶绿素含量、光合作用、根系活力等生理指标 ,并且随着浓度的增加 ,对生理活性的抑制作用增大 .其中 ,用香草醛处理的杉木幼苗的净光合速率分别降低 37.0 %、2 5 .1% ;蒸腾速率分别降低 37.0 %、2 0 .3% ;气孔导度分别降低 4 6 .8%、33.7% ;根系活力分别降低 78.8%、5 1.6 % .连栽杉木林土壤中积累的香草醛、对羟基苯甲酸等酚类化合物能够对杉木幼苗产生化感作用 ,这是导致连栽杉木生产力降低的一个不可忽视的因素 .

杉木人工林土壤质量演变过程中土壤微生物群落结构变化

以中国科学院会同森林生态站自然林、杉木连栽林和杉木阔叶树混交林地土壤为研究对象,采用PCR-DGGE、DNA-sequencing和主成分分析(PCA)等方法分析土壤微生物群落结构变化及其与土壤质量变化之间的关系。结果表明,该地区杉木人工林土壤中细菌优势种群为α-、β-、γ-proteobacteria和Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides(CFB)类群;真菌优势种群为子囊菌(Ascomycetes)和担子菌(Basidiomycetes)亚门的种属。杉木人工林替代自然林后,土壤细菌多样性指数显著降低,且随连栽代数增加呈持续降低趋势;杉木人工林土壤中与Pedobacter cryoconitis亲缘关系密切的细菌种群消失,出现与Xanthomonas sp.和Rhodanobacter sp.亲缘关系密切的细菌种群。土壤真菌群落结构的变化与细菌相反,杉木人工林替代自然林后并不断连栽时,土壤真菌多样性指数呈现上升的趋势,自然林土壤中优势真菌种群在杉木三代林中消失。杉木与火力楠或桤木混交后土壤细菌和真菌种群结构与自然林类似。土壤细菌多样性指数与土壤总有机碳、全氮、可溶性有机碳、铵态氮、速效磷、速效钾含量以及土壤pH值呈显著正相关关系(P<0.05)。土壤真菌多样性指数仅与土壤碳氮比呈显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系。杉木林土壤质量变化对土壤细菌和真菌优势种群有较大影响,细菌Burkholderia sp.、Pedobacter sp.、Xanthomonassp.和真菌Sclerotinia sclerotiorum、Mycosphaerella cannabis可能是引起土壤质量变化的关键种群。

杉木、火力楠纯林及其混交林生态系统C、N贮量

研究比较第2代连载杉木纯林、杉木与火力楠混交林以及火力楠纯林3种人工林生态系统的C、N贮量。结果表明,杉木与火力楠混交林生态系统C贮量要高于杉木纯林和火力楠纯林,而生态系统N贮量是火力楠纯林和杉木与火力楠混交林高于杉木纯林;生态系统C和N贮量的空间分布基本一致,土壤层占主要部分,其次为乔木层,再次是根系,林下植被层和凋落层所占比例最小;相关分析表明,土壤C、N贮量分别和林下植被生物量以及与森林凋落物现存量之间都具有良好的线性关系,说明林下植被和森林凋落物对土壤C、N贮量有着深刻的影响。

杉木与主要阔叶造林树种叶凋落物的混合分解

杉木 (Cunninghamia lanceolata)与主要阔叶造林树种叶凋落物混合分解实验是用网袋法进行的。目的是检验“杉木叶凋落物与阔叶树叶凋落物混合分解时 ,杉木叶凋落物的分解速率和养分释放都可得到加强”这样一个假设。结果发现 ,杉木与火力楠 (Michelia macclurei var. sublanea)、桤木 (Alnus cremastogyne)叶凋落物混合分解时分解速率有较强的促进作用 ,而与红栲 (Castanopsishystrix)、樟树 (Cinnamomum camphora)、刺楸 (K alopanax pictus)、木荷 (Schima superba)叶凋落物分解时不存在相互作用。至于养分的释放 ,除与木荷叶凋落物混合分解时没有发现相互作用外 ,而与其它阔叶树种叶凋落物混合分解时或强或弱表现出促进作用 ,而且促进作用的强弱与阔叶树叶凋落物初始 N含量有一定的正相关关系。如果仅从阔叶树叶凋落物与杉木叶凋落物混合分解的作用形式和强弱来考虑选择杉木的伴生树种时 ,首选树种是桤木 ,其次是刺楸 ,再其次是火力楠、红栲 ,最后才是樟树和木荷。当然只依据此单一条件来选择混交树种还不科学。

土壤活性有机质及其与土壤质量的关系

活性有机质是土壤的重要组成部分 ,主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质。它在土壤中具有重要作用 :(1)可以表征土壤物质循环特征、评价土壤质量 ,可以作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标 ;(2 )在养分周转中起重要作用 ,是植物的养分库 ,可以提供植物所需要的养分如氮、磷、硫等 ;(3)能稳定土壤结构 ,对维持团粒结构稳定性有重要作用。从土壤养分、土壤物理、化学性质方面讨论了活性有机质与土壤质量的关系。土壤中的溶解性有机碳、微生物生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮和碱解氮等物质的含量呈正相关。活性有机质受土壤质地、含水量、温度等因素影响 ,与土壤酸碱度、阳离子交换量等也有关。土壤微生物生物量碳和微生物量 C/有机碳比与土壤粘粒、粉粒含量呈正相关。

杉木(Cunninghamia lanceolata)、火力楠(Michelia macclurei)纯林及其混交林细根分布、分解与养分归还

用土钻法研究了杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）、火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａｍａｃｌｕｒｅｉ）纯林和混交林的细根分布，用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解，计算了３个林分中细根分解的Ｎ，Ｐ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ的归还量。活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强，混交林次之，杉木纯林最差。火力楠细根的养分含量比杉木细根高，而Ｃ／Ｎ比低。火力楠细根年分解率比杉木快，火力楠为５７．７％，而杉木为３２．７８％。细根分解的养分归还量多少顺序依次为：火力楠纯林、杉木火力楠混交林和杉木纯林。混交林中，细根分解的Ｎ，Ｐ，Ｋ，Ｃａ和Ｍｇ归还量分别为枯枝落叶的３３．３８％，５．８２％，２６９．３３％，３４．１２％和３７６．０８％。细根在３个林分的物质循环和周转中起着不可忽视的作用。

不同人工林生态系统林地土壤质量评价

利用定位研究方法 ,综合比较了第 2代连栽杉木纯林、杉木与阔叶树混交林以及阔叶纯林 3种人工林生态系统对林地土壤质量的影响 .结果表明 ,与连栽杉木纯林相比 ,在杉阔混交和阔叶树轮栽两种经营模式下 ,土壤养分含量增加 ,物理性状改善 ,土壤生物活性提高 .利用土壤质量评价体系在对土壤功能评价的基础上 ,直观评价了 3种经营模式的土壤质量状况 .在研究区内 ,杉木与阔叶树混交以及阔叶树轮栽的水分有效性、养分有效性和根系适宜性以及最终的土壤质量指数均处于中等水平 ,而连栽杉木林的水分有效性、养分有效性和根系适宜性较差 ,土壤质量指数处于较低水平 .总有机C、阳离子交换量和微生物生物量C与其它土壤理化性质和生物学性质之间明显相关 ,可将其作为研究区土壤质量的指示指标 ;土壤微生物生物量C、N、P与土壤总有机C、土壤全N。

根系分泌物生态学研究

The study of root exudates enriches the theories and methods of rhizospheric soil ecology, and offers theory warranty that it can be used in agriculture and forest. This paper discusses the types and components of root exudates, mechanism of exudation, and the relationship between root exudates and the biotic and environmental factors. The development tendency and study aspect of root exudates in the future was evaluated as well.

毛竹(Phyllostachy pubescens)、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林生态系统碳贮量及其分配特征

研究比较了湖南会同林区毛竹、杉木人工林生态系统碳含量和碳贮量分配特征,结果表明,15年生杉木各器官碳含量在47.15%～50.43%之间,不同器官碳含量高低依次为树干、树叶、树皮、树枝、树根;毛竹不同器官碳含量波动在44.51%～49.91%,各器官碳含量高低依次为竹鞭、竹枝、竹叶、竹干、竹蔸、竹根,但是毛竹不同器官碳含量与年龄之间没有明显变化规律。林地土壤3个层次(60cm深)碳素含量为0.746%～2.390%,各层次碳素含量分布不均,表层(0～20cm)土壤碳素含量和碳贮量最高。毛竹、杉木人工林生态系统碳贮量分别为166.34tC·hm-2和150.19tC·hm-2,并且其碳贮量空间分布格局基本一致,土壤层是主要部分,其次为乔木层,林下植被层和凋落物层所占比例最小。其中,毛竹林土壤层有机碳贮量占83.92%,乔木层占15.38%,林下植被和凋落物层分别占0.38%和0.32%;杉木人工林土壤层碳贮量占62.03%,乔木层占34.99%,林下植被和凋落物层分别占0.70%和2.28%。另外,碳贮量在两个树种各器官中的分配,基本与各自的生物量成正比例关系。从植被年固定碳量来看,毛竹林为9.94tC·hm-2·a-1,相当于年固定CO2量为36.44tCO2·hm-2·a-1,是杉木林的1.39倍。

酚类物质对杉木幼苗^(15)N养分吸收、分配的影响

应用15N同位素示踪技术 ,通过盆栽实验研究了香草醛和对羟基苯甲酸对杉木 (Cunninghamialanceolata)幼苗N素养分吸收、分配的影响 ,结果发现香草醛及其与对羟基苯甲酸的混合物 (浓度比 1∶1)明显抑制了杉木幼苗的生长和对15NO-3 离子的吸收 ,10mmol·L-1的香草醛使杉木幼苗根、茎、叶生物量分别下降了 2 5 .3%、13.5 %、5 .7% ,15N吸收量分别减少了 38.5 %、48.1%、46 .5 % ;10mmol·L-1的混合物使杉木幼苗根、茎、叶生物量分别下降了33.5 %、36 .0 %、2 1.8% ,15N吸收量分别减少了 34 .3%、5 8.4%、49.3%。同时还发现香草醛和对羟基苯甲酸的混合物 (浓度比 1∶1)加重了对杉木幼苗生长的抑制作用 ,这说明两种酚类物质之间存在着协同作用。香草醛和混合物影响了杉木幼苗不同器官中N素养分的分配 ,增加了根系中N素的分配率 ,而减少了茎、叶中N素的分配率。香草醛等酚类物质浓度较高时能够抑制杉木幼苗养分的吸收和地上部分养分的分配 ,导致杉木缺乏生长所必须的养分 。

外加氮源对杉木叶凋落物分解及土壤养分淋失的影响

采用原位 (In situ)模拟实验方法研究了外加 N源对杉木叶凋落物分解及土壤养分淋失的影响 ,结果表明 :施加 NH4+ - N时 ,杉木叶凋落物的失重率与对照 (未加任何 N的处理 )相比 ,没有差异 ;而施加 NO3- - N时 ,使杉木叶凋落物分解速率显著提高 (p=0 .0 5 ) ,达 10 %以上。与施加 NH4+ - N相比 ,施加 NO3- - N明显促进了杉木叶凋落物的分解 (p=0 .0 5 )。施加 NH4+ - N和 NO3- - N会产生负作用 ,使土壤养分淋失。在土壤表面覆盖杉木叶凋落物的同时施加 NO3- - N的处理比只覆盖杉木叶凋落物的处理 ,NH4+ - N和 Ca2 + 的淋失有所增加 ,但并不明显 (p=0 .0 5 )。施加 NH4+ - N使NO3- - N的淋失明显增多 ,因为提供更多的硝化 N源 ;除 Na+以外 ,施加 NH4+ - N使其它盐基阳离子淋失明显增多。土壤表面覆盖杉木叶凋落物但只用蒸馏水淋洗比直接淋洗裸露土表使所有养分元素的淋失都有所增多 ,但并没有显著差异 (p=0 .0 5 )。Ca2 + 的淋失在各种处理下是所有养分元素中最多的。

森林生态系统中土壤微生物的作用与应用

土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分 ,在林业可持续发展中扮演重要角色 .本文就土壤微生物在森林生态系统中的作用作了综述 .内容包括 :土壤微生物区系及生物量在林业可持续发展中的作用、菌根在林业可持续发展中的作用、植物病原微生物对林业可持续发展的影响、PGPR在林业可持续发展中的作用 .并对其今后的发展趋势及应用前景等问题作了探讨 ,提出了今后应进一步开展的研究方向 .

杉木连栽土壤微生物多样性的比较研究

分析了位于湖南会同广坪镇1～4代人工杉木林根际土壤微生物数量变化情况,结果表明,随杉木连栽代数的增加,根际土壤中三大类群微生物数量发生显著变化,细菌和放线菌数量明显减少,真菌数量显著增加.利用PCR和DGGE技术分析了1～4代杉木林根际土壤细菌区系和真菌区系.结果表明,细菌生物多样性在不同连栽代数杉木根际土壤中变化不明显,各代杉木土壤之间细菌的遗传相似性为87%.而真菌随连栽代数的增加,DGGE图谱带逐渐减少,真菌生物多样性降低,各代杉木土壤之间真菌的遗传相似性也较低,仅为45%.对各代杉木土壤主要真菌类群的分析表明,随连栽代数的增加,病原真菌及产毒真菌增加显著.