中龄和老龄杉木人工林凋落物量及养分归还

为揭示中龄和老龄杉木人工林在凋落物量及养分归还方面的差异,对福建省南平市王台镇溪后村安曹下16年生和88年生杉木人工林进行了2 a的研究。结果表明,16年生和88年生杉木人工林年均凋落物量分别2 879.2、3 070.3kg.hm-2,凋落物各组分中落叶和落枝所占比重较大,16年生杉木人工林在杉木部分凋落量大于88年生,其它组分凋落量均小于88年生。2个林分凋落物养分含量各组分大小顺序基本表现为:N>K>P,16年生和88年生杉木人工林N、P、K年归还量分别为27.693、1.160、3.703 kg.hm-2和33.280、1.907、6.369 kg.hm-2。16年生和88年生杉木人工林凋落物量分别在2007年2月、11月,2006年11月以及2007年5月表现出2个明显峰值,2个林分N、P、K归还量动态变化趋势大致与各自凋落物量变化规律一致。

老龄杉木人工林生态系统碳库及分配

对福建省南平市安曹下87年生的杉木人工林碳库及其分配进行研究.采用分层切割法和相对生长方程计算乔木层生物量,样方收获法测定林下植被生物量、枯枝落叶层和粗木质残体现存量,CN元素分析仪测定碳含量,研究结果表明:老龄杉木人工林生态系统碳库为287.89 t.hm-2,其中乔木层碳库占生态系统碳库的68.18%,矿质土壤层碳库占26.39%,而林下植被层、枯枝落叶层和粗木质残体碳库所占比例之和不超过6%.老龄杉木林的干材(干+皮)碳库占乔木层碳库的79.61%.87年生与40年生杉木人工林碳库很接近,前者比后者仅高出7.15%,主要是因为两者占生态系统主体的乔木层碳库和土壤层碳库很接近,前者分别仅高出后者的4.51%和10.39%,前者林下植被层和粗木质残体碳库较大,分别是后者的2.05倍和2.80倍,而枯枝落叶层碳库则低于后者.因此,老龄阶段杉木人工林生态系统碳库增幅不大,但在碳库分配上变化明显.

氮-硫沉降对邓恩桉及杉木人工林凋落物C和N残留率的影响

采用二次正交回归旋转设计,以Na2SO4为硫源、46%CO(NH2)2为氮源模拟氮-硫沉降,分析了不同氮-硫沉降水平下邓恩桉(Eucalyptus dunnii Maiden)和杉木〔Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.〕人工林凋落物中C和N残留率的动态变化,并采用Olson指数模型对C和N分解模型进行拟合。结果表明:在不同氮-硫沉降水平下,在1年内随处理时间延长邓恩桉和杉木凋落物的C和N残留率总体上均呈下降趋势;且N较难释放,总体表现为"释放-富集-释放"的动态过程;但在不同氮-硫沉降水平下及不同处理时间凋落物中C和N残留率均有极显著差异(P<0.01)。凋落物中C和N分解的Olson指数模型的相关性总体上达到极显著或显著(P<0.05)水平;邓恩桉和杉木凋落物中C和N的平均分解系数分别为0.877和0.208、0.704和0.600,平均周转期分别为3.148和15.877 a,4.090和4.947 a,显示凋落物中C释放速率大于N,杉木凋落物的C周转期大于邓恩桉但其N周转期则小于后者。在Na2SO4164 kg·hm-2·a-1的水平下,氮沉降对邓恩桉凋落物的C和N释放及杉木凋落物的N释放有促进作用,但对杉木凋落物的C释放有抑制作用;在46%CO(NH2)2150或256 kg·hm-2·a-1的水平下,硫沉降也具有同样的作用。随分解时间的延长,邓恩桉凋落物的C/N值呈波动但总体减小的趋势,而杉木凋落物的C/N值呈波动趋势;但在不同氮-硫沉降水平下凋落物的C/N值均有极显著差异,且邓恩桉凋落物C/N值的变化幅度总体上大于杉木凋落物。

杉木作为风电叶片复合材料增强相的性能评价

为开发风能作为全球的新能源,针对目前风电玻璃钢叶片存在问题,对分级杉木作风电叶片复合材料增强相的可行性进行了研究。结果表明:由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料,其最大拉伸强度和最大压缩强度,均达到或超过目前国外使用的常规木材/环氧层积材风电叶片材料,完全能够替代玻璃钢叶片材料而大量使用。

模型和林分因子对区域尺度碳计量参数的影响——以杉木为例

【目的】研究模型和林分因子对区域尺度生物量碳储量转化和扩展系数(BCCEF)的影响,为区域尺度乔木林碳储量估算提供科学、合理的参数和估算方法。【方法】选择我国南方主要树种杉木,以福建、江西、湖南和广东4省固定样地为区组,选用区域内模型和区域外模型,按独立和兼容2种方式从单木到区域扩展,分一元和二元模型进行方差分析,确定稳定的模型;在此基础上,分起源、龄组,以林分平均胸径、平均高、胸高断面积和株数密度为定量因子,采用向后逐步回归和有交互作用的方差分析,确定林分因子与区域尺度地上部分和地下部分生物量碳储量转化和扩展系数之间的关系。【结果】扩展方式和选用模型对2种碳计量参数有显著影响,独立模型估计的参数大于兼容模型,选用模型会对参数造成8%~17%的误差,一元和二元模型对地上部分碳计量参数(BCCEFA)影响不显著,对地下部分碳计量参数(BCCEFR)影响显著;林分因子中起源对2种碳计量参数均有显著影响,天然林的碳计量参数大于人工林,龄组对BCCEFA有显著影响,从幼龄林到过熟林基本上呈下降趋势,而对BCCEFR影响不大,平均高、株数密度和胸高断面积对2种碳计量参数均有显著影响,对BCCEFR的影响大于对BCCEFA的影响,其中平均高、株数密度与2种碳计量参数呈负相关,胸高断面积与2种碳计量参数呈正相关,平均胸径对2种碳计量参数均影响不显著;使用区域内模型的湖南和广东间,除总BCCEFR外,2种总碳计量参数和分起源、龄组参数间差异均不显著,而同样使用区域内模型的福建和江西间,2种总碳计量参数和分起源、龄组的碳计量参数均差异显著。【结论】区域内二元兼容模型估计的2种总碳计量参数最稳定,林分起源、龄组、平均高、株数密度和胸高断面积对碳计量参数影响显著,即使使用同一区域内的模型,省际间林分因子的差异也可能造成碳计量参数的显著差异。

森林资源连续清查中四种一元材积估计方法的对比分析

国家森林资源连续清查中长期使用的一元立木材积表是否存在偏估,一直是值得关注的问题。利用第八次全国森林资源清查2012年广东省的杉木(Cunninghamia lanceolata)和马尾松(Pinus massoniana)样地调查数据,以二元材积估计结果为基础,对4种一元立木材积估计方法进行了对比分析。结果表明,杉木和马尾松现行一元立木材积表的相对误差均大大超出了±3%的允许范围,本文提出的3种一元材积估计方法都能有效消除材积估计偏差。建议各省参照本文提出的方法,对现行的一元立木材积表进行一次系统检验,对偏差过大者应当及时予以修正或更新。

杉木碳汇的经济学分析:基于浙江省的调查

增加森林碳汇已经成为应对气候变化的重要举措。基于在中等立地条件和经营强度的土地类型上进行裸地造林的假设,运用杉木Cunninghamia lanceolata生长模型和修正的Faustman-Hartman模型分析碳补贴和碳税政策对杉木人工林的影响。研究表明:由于木材收益远大于碳汇收益,所以在较大的价格区间内碳汇价格增加对于最优轮伐期和碳供给的影响不显著,但最优轮伐期和碳供给量呈上升趋势;土地期望值与碳汇价格呈正相关。由于碳补贴和碳税政策的实施,林地的价值在增长,与其他土地利用类型如农业用地相比,更多的土地将被用作林业用地。

蔗糖添加对杉木低磷胁迫响应和蔗糖代谢的影响

为了揭示低磷胁迫下蔗糖对杉木低磷胁迫响应和蔗糖代谢的影响,选用两种不同磷效率杉木家系M32和M28进行低磷胁迫下的蔗糖添加试验,分析蔗糖添加对低磷胁迫下杉木形态特征、生理特性和低磷诱导相关基因表达的影响。结果表明:蔗糖添加促进了低磷胁迫下杉木苗高、根长、根表面积、根平均直径、根体积、根叶组织蔗糖含量和根叶组织无机磷含量的增加,但仍明显低于正常供磷处理下添加蔗糖处理的杉木增量。低磷促进杉木叶中花青素的积累,而正常供磷和低磷胁迫下的蔗糖添加处理都显著促进了叶片花青素含量的增加。随着胁迫时间的延长,M28与M32在根、叶组织的蔗糖含量存在显著差异,且M28根叶组织中的蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性都高于M32。蔗糖合成酶ClSuSy在M28和M32根系中受低磷胁迫诱导下调表达,但蔗糖添加处理明显诱导ClSuSy表达量升高,M28在正常供磷并添加蔗糖处理下的ClSuSy表达量显著高于其它处理。蔗糖转运蛋白SUT4、磷转运蛋白ClPht1;4、紫色酸性磷酸酶PAP1和PAP11在M28和M32根系中总体上受低磷胁迫诱导上调表达,且受蔗糖添加处理诱导下调表达。低磷胁迫下,添加或不添加蔗糖处理的M32根系SUT4的表达量均在15d时显著升高,并在45d时回落到正常水平。ClPht1;4和PAP1在低磷胁迫15d的表达量显著高于45d时的表达量,且ClPht1;4在M32根系中的表达量远高于M28。本研究表明,蔗糖对杉木低磷胁迫响应和糖代谢有重要的影响作用,低磷胁迫下添加蔗糖处理能够在一定程度上缓解杉木低磷胁迫响应。

杉木林下套种雷公藤试验研究

杉木林下套种雷公藤试验研究结果表明,林下套种雷公藤生长发育较好,植株基径、每丛枝数和单丛干物质重量等明显优于纯雷公藤,而单位面积产量与纯雷公藤相当,经济效益更好。六年生平均基径达1.5 cm,每丛枝数平均11条,每丛干重3.71 kg,分别比纯雷公藤提高25.0%、37.5%和32.97%,产量达28 t/hm2左右。同时,林下套种还有利于提高杉木林分生产力,具有广阔的推广应用前景;坡位、坡向等立地环境因子对雷公藤的生长发育影响较大,坡位以下坡生长最好,坡向以半阴半阳坡生长发育最好。

15年生杉木2代种子园子代测定林生长性状分析

对1998年营建的杉木2代种子园子代测定林30个参试家系15年生数据进行了统计分析。多重比较结果表明:参试家系间在树高、胸径和材积生长性状上存在显著或极显著差异。

模拟氮沉降和灌草去除对杉木人工林地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是陆地生态系统重要的分解者和地上–地下相互作用的纽带。本文以亚热带杉木(Cunninghamia lanceolateata)人工林为对象,通过模拟林冠层氮沉降和林下灌草去除,设置4种处理,包括:对照(CK)、灌草去除(UR)、氮沉降(N)和氮沉降加灌草去除(N×UR)的野外控制实验,研究土壤微生物群落结构的响应。本实验分别于2016年4月(春季)和10月(秋季)采集0–10cm层土壤样品,运用磷脂脂肪酸法(PLFAs)分析土壤微生物群落结构。结果表明:(1)10月份土壤微生物总PLFAs量及其他类群土壤微生物PLFAs量显著高于4月份(P <0.05),真菌/细菌比值没有显著差异。土壤微生物PLFAs中细菌占优势,其次为真菌,放线菌的占比最小;(2)相比CK处理, UR处理下土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量和放线菌PLFAs量有增加趋势,但未达到显著差异水平(P> 0.05);(3)相对CK, UR、N和N×UR处理降低了4月份土壤微生物多样性(H′)和均匀度指数(J),但提高了10月份土壤微生物多样性指数;(4)冗余分析表明,土壤硝态氮和总磷含量与土壤微生物群落之间呈现显著相关。本研究表明土壤微生物PLFAs在各处理下都表现出明显的季节动态;短期内林下灌草去除对土壤微生物PLFAs影响表现出一定的促进作用,氮沉降对土壤微生物群落影响还不甚明显,需要长期的监测研究来评估两者及其交互作用对土壤微生物群落及其功能的影响。

南宁近郊不同立地下杉木胸径树高的关系研究

为研究南宁近郊国有七坡林场杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.]不同立地下胸径与树高关系,采用标准地法对杉木的胸径树高进行调查分析。结果表明:土壤容重值<0.95g/cm^3立地下杉木胸径树高拟合曲线为S形曲线:Y=e^2.818-(5.664/X),土壤容重值≥0.95g/cm^3立地下杉木胸径树高拟合曲线为幂函数曲线:Y=1.969*X^(0.626);总体精度极高,对于杉木边缘产区的经营管理具有重要意义。

增温和降雨减少对杉木幼林土壤酶活性的影响

土壤酶在土壤过程中扮演着一个重要的角色,其通过参与凋落物和土壤有机质的分解过程从而驱动着土壤养分循环和碳循环,而影响这个过程的因素很多,主要包括温度和土壤含水量。本研究在中亚热带杉木人工幼林进行对照、增温、隔离降雨以及增温+隔离降雨联合处理实验,探究温度和水分变化对土壤胞外酶活性的影响,包括参与碳循环的β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO),和参与氮循环的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)以及参与磷循环的酸性磷酸酶(AP)。结果表明:增温和隔离降雨以及两者的交互作用使土壤含水量、微生物生物量氮、可溶性有机氮和可溶性有机碳(DOC)显著下降(P<0.05)。此外,增温显著增加了铵态氮(NH_4^+-N)和硝态氮含量(P<0.05),以及βG、CBH和NAG酶活性(P<0.05);隔离降雨在一定程度上对βG、CBH和NAG(P <0. 05)酶活性起到促进作用;而增温+隔离降雨处理下,βG、CBH、NAG、PHO、PEO酶活性都略微上升(P> 0.05); AP酶活性在各个处理后均剧烈下降(P <0.05)。冗余分析结果显示,全氮、NH_4^+-N和DOC是驱动土壤酶活性变化的主要影响因子。研究表明,参与碳、氮循环的土壤酶在温度升高和降水减少下响应较为积极,酶活性有所上升,从而加速了土壤碳分解,但参与磷循环的土壤酶活性却显著下降,未来该地区的磷限制情况将进一步加剧。本研究将为未来气候变暖和降水减少下对预测养分循环和碳循环提供一定的科学依据。