江苏省里下河地区杨树人工林的碳储量及其动态

研究了江苏省里下河地区10年生I 69杨无性系(PopulusdeltoidesBartr.cv."Lux")人工林的碳储量及其动态。结果表明,林分总的碳储量为(136.2±15.9)(平均值±标准差)t/hm2,其中林木、林下植物、A0层以及土壤的碳储量分别为(74.1±8.3),(0.3±0.1),(1.9±0.2)和(59.9±14.2)t/hm2。10年生时林木碳的净生产力为(11.1±1.7)t/(hm2·a),凋落物归还量为(2.3±0.3)t/(hm2·a),土壤CO2释放量为(5.5±0.2)t/(hm2·a)。可见,I 69杨人工林具有较高的生物生产力和碳储量,发展杨树等速生丰产林能对大气碳循环起到积极的作用。

湿地林土壤的Fe^(2+),Eh及pH值的变化

通过在不同含水量 (田间持水量的 6 0 % :对照处理 ;田间持水量的 2 5 0 % :淹水处理 )和不同温度 (2 0℃ ,2 5℃ ,30℃ )条件下的室内培养 ,对江苏省里下河地区池杉湿地林土壤的二价铁离子 (Fe2 + )浓度 ,氧化还原电位 (Eh)及 p H值进行了研究。结果表明 ,与对照处理相比 ,淹水土壤的 p H值和 Fe2 + 浓度明显提高 (P<0 .0 1) ,而 Eh值则明显降低 (P<0 .0 1)。在淹水条件下 ,高温处理的土壤 p H值和 Fe2 +浓度明显高于低温处理土壤 (P<0 .0 1) ,Eh值则相反。研究表明 ,土壤 Eh值与 p H值之间存在着密切的 3次方程式关系 (P<0 .0 0 1)。就里下河地区湿地林土壤而言 ,Eh值下降至 2 0 0 m V以下时 ,才会有大量的铁元素被还原为Fe2 +。

高水位条件下池杉根系的生态适应机制和膝根的呼吸特性

池杉(Taxodium ascendens)属于典型的耐水树种,掌握其根系对淹水环境的生态适应机制对于研究林木耐水机理十分重要。通过对江苏省里下河低湿地17年生池杉在高水位(6～10月淹水,全年平均地下水位-5cm)、中水位(8～9月淹水,全年平均地下水位-18cm)和低水位(常年不淹水,全年平均地下水位-41cm)条件下的根系进行调查,结果表明,池杉在高水位条件下形成细长的气生根,气生根依附于树干北侧或潜伏于树干外表皮内侧和纵裂的树皮缝隙中;中水位池杉能形成直径(7.9±2.2)cm、高(7.7±2.7)cm的膝根,每株立木拥有膝根数(5.8±1.7)个;低水位池杉也能形成膝根,但个体小、数量少。林木地下和地上生物量均呈现出明显的高水位<中水位<低水位的趋势,但是地下/地上生物量的比值却呈相反趋势,表明池杉耐水性虽然很强,长期处于较高水位时生长会明显受抑,尤其是地上生物量生长受抑更显著。高、中和低水位池杉的地径/胸径之比分别是2.66±0.11、2.08±0.10和1.75±0.08,说明水位较高的环境能促进树干基部的相对粗生长。长期淹水导致地下根的容重降低,但是气生根和膝根的容重却明显大于地下根。高、中水位池杉细根的Fe和Mn浓度显著高于低水位,其中Fe的浓度相差10倍以上,但是叶的Fe、Mn浓度在不同水位之间没有显著差异。膝根的呼吸具有明显的季节差异,8月和9月平均每个膝根的呼吸速率为2.1～2.5mgCO2·h–1,6月和11月为0.7～0.9mgCO2·h–1,3月为0.4mgCO2·h–1;膝根吸收O2的摩尔数是释放CO2摩尔数的4.6倍,说明膝根吸收的O2除了供自身呼吸,大部分是提供给地下根利用。池杉之所以具有较强的耐水性,与其在缺氧环境中能形成气生根和膝根、树干基部膨大和根系容重降低等有利于改善根系通气条件的生态适应机制密切相关。

贵州省喀斯特地区原始林水化学特征

降水是森林生态系统的一个主要的养分输入源,观测并分析降水化学对于准确地估算森林生态系统养分循环的养分元素浓度与量显得极为重要。对贵州省茂兰国家自然保护区原始林森林群落2007年9月-2008年8月的降水进行定位观测与分析。结果表明:(1)在林外雨、林内雨、树干流和溪流水中,除了Na+之外,pH值与大部分的养分元素的浓度表现出明显的季节变化,冬季与早春浓度较高,夏季浓度较低。这与各季节的降雨量不同而导致浓度稀释或者浓缩有关。(2)大气降雨通过林冠的过程中,养分元素的浓度出现了较大的变化,林内雨与树干流中的浓度基本高于大气降雨;养分元素变化中,浓度差异较大的元素是K+、Mg2+和Ca2+,K+在林内雨和树干流的浓度分别是大气降雨的14倍和21倍;Mg2+浓度分别为大气降雨的12倍和9倍;Ca2+浓度分别为大气降雨的4倍和3倍,这与大气降雨通过林冠,与树体的养分交换以及树体养分的溶脱有关。(3)通过林内雨,树干流输入样地较多的养分元素是K+和Ca2+,分别是35.8kg.hm-.2a-1和31.5kg.hm-.2a-1;通过溪流水输出的元素中,较多的是Ca2+和Mg2+,分别是-547.4kg.hm-.2a-1和-144.5kg.hm-.2a-1;其次是SO24-,而Na++K++NH4+-N总量不足阳离子总量的1%,Cl-+NO3-总量不足阴离子总量的1%。这可能与母岩风化是碳酸岩类岩石风化有关。(4)年养分的垂直移动量特征显示,土壤0cm到土壤5cm的养分元素量变化较明显,无机态N量的变化可能跟微生物的氮固定、无机化或者植被的吸收有关。(5)研究地的年间养分元素量收支分别为N2.9kg.hm-.2a-1;K25.2kg.hm-.2a-1;Ca-547.4kg.hm-.2a-1;Mg-144.5kg.hm-.2a-1;Na-4.0kg.hm-.2a-1;Cl2.5kg.hm-.2a-1和SO24-S-5.9kg.hm-2.a-1。在年间养分的输入与输出中,无机态N跟K+显示正收支,Ca2+、Mg2+为负收支,而Na+、Cl-相对较稳定。

茂兰喀斯特地区森林降水分配的水化学特征

于2007年9月—2009年8月对中国西南茂兰喀斯特地区亚热带常绿落叶阔叶混交林大气降水、林冠穿透雨和树干茎流进行观测,分析了各降水分配中的养分离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-)浓度动态变化规律及年养分元素输入量。结果表明:7—9月,林外雨、林冠穿透雨和树干茎流中各养分离子浓度相对较低,12月—翌年2月,各降水分配中各养分离子浓度相对较高;降水通过林冠或树干后,除了Na+浓度无显著变化外,NH4+浓度表现下降趋势,Ca2+、Mg2+、K+、Cl-、NO3-和SO42-均表现增加趋势;林外雨的养分元素输入量顺序为Ca2+>SO42--S>NH4+-N>Cl->K+>Na+>Mg2+>NO3--N。在林冠穿透雨+树干茎流中的养分元素输入量顺序为K+>Ca2+>Cl->SO42--S>Mg2+>NH4+-N>NO3--N>Na+。与非喀斯特地区相比,林外雨中的各养分离子浓度较低,林冠穿透雨、树干茎流中的K+、Ca2+、Mg2+增加幅度较大。总体来看,独特的立地特征决定了该地区Ca2+、Mg2+的积极参与生态系统养分循环和K+高效循环的特征。