箬竹向针阔混交林扩展对物种多样性和土壤理化性质的影响

【目的】明确箬竹向针阔混交林扩展对群落组成结构、植被多样性,以及土壤理化性质的影响,加深对箬竹扩展的认识,为林分健康可持续经营管理提供理论支撑。【方法】以国际竹藤中心安徽太平试验中心林场内的天然箬竹林扩展并取代针阔混交林的连续生态面为研究对象,选取针阔混交林(MF)、竹-林混交带(IMF)、箬竹纯林(IF)3种林地类型,利用Simpson指数和Pielou均匀度指数进行群落物种多样性调查;同时测定3种植被下的土壤理化性质。【结果】(1)箬竹向针阔混交林扩展导致了森林原有优势种种类和数量减少:山茶(Camellia japonica)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、乌药(Lindera aggregata)、常春藤(Hedera nepalensis var.sinensis)、柯(Lithocarpus glaber)均在箬竹纯林中消失,共有物种蕨(Pteridium aquilinum var.latiusculum)、柃木(Eurya japonica)、老鼠屎(Symplocos stellaris)、檵木(Loropetalum chinense)的数量明显下降;乔木层、灌木层和草本层的丰富度和均匀度指数均下降,群落结构简化。(2)土壤理化性质随着箬竹的扩展也发生了变化:与针阔混交林相比,箬竹纯林的SWC、SOC、TN、TP、Mg、DOC、DON、MBC、MBN含量均下降,土壤K含量上升;除DOC、DON、MBC、MBN以外,土壤养分积累均随着土层的加深而减少。【结论】箬竹扩展到针阔混交林导致森林原有优势种种类和数量减少,群落结构简化,造成林分退化,林地土壤质量下降。

高峰林场两种杉木针阔异龄混交林分的林木生长量及土壤肥力对比分析

为探析不同树种的针阔异龄混交林对林分生长状态及土壤肥力的影响,对广西壮族自治区国有高峰林场“杉木+闽楠”“杉木+细叶楠”两种针阔异龄混交林与对照林分杉木纯林的林木生长量与土壤肥力进行监测,分析两种林分混交林分在林木生长量、土壤pH值和土壤养分含量等方面的差异。结果显示,3种林分的树高、胸径均逐年增长,杉木+闽楠异龄混交林最优,杉木+细叶楠异龄混交林次之,杉木纯林排第3。杉木+闽楠异龄混交林、杉木+细叶楠异龄混交林在下层林木长大后再采伐利用上层杉木,可以实现林分的连续覆盖,减少土壤人为干扰程度,有效提高林木年均生长量和林地土壤质量。

北京山区针阔混交林地土壤有机碳含量的影响因素研究

探究生物因子和非生物因子与土壤有机碳含量的关系,解析影响土壤有机碳含量变异的主导因素,可为生态系统碳平衡协调发展提供理论依据。以北京山区针阔混交林为研究对象,基于64个样地的实测数据,采用结构方程模型筛选出影响土层(0-10、10-20、20-30 cm)有机碳含量的主导因素,并结合结构方程模型探究了各因子对土壤有机碳含量的直接和间接影响。结果表明,(1)林龄、根系生物量、凋落物质量、土壤全氮和土壤容重对0-10 cm的土壤有机碳含量的影响极显著(P<0.01),植物多样性对0-10 cm的土壤有机碳含量影响显著(P<0.05);直接效应依次为土壤全氮(0.73)>根系生物量(0.59)>凋落物质量(0.56)>林龄(0.47)>土壤容重(-0.44)>物种香农维纳指数(0.21),间接效应依次为林龄(0.31)>根系生物量(0.29)>凋落物质量(0.27)>物种香农维纳指数(0.11)。(2)海拔、土壤全氮和土壤容重对10-20 cm的土壤有机碳含量影响极显著(P<0.01),根系生物量、林龄对10-20 cm的土壤有机碳含量影响显著(P<0.05);直接效应依次为土壤全氮(0.69)>土壤容重(-0.53)>海拔(0.32)>根系生物量(0.27)>林龄(0.24),间接效应依次为海拔(0.23)>林龄(0.14)>根系生物量(0.09)。(3)海拔、土壤全氮和土壤容重对20-30 cm的土壤有机碳含量影响极显著(P<0.01),pH值对20-30 cm的土壤有机碳含量影响显著(P<0.05);直接效应依次为土壤全氮(0.59)>土壤容重(-0.47)>海拔(0.43)>pH值(-0.15),间接效应依次为海拔(0.14)>pH值(-0.04)。综上,土壤全氮和土壤容重主要通过直接作用影响土壤有机碳含量,而根系生物量、凋落物质量、林龄、植物多样性、土壤pH值对土壤有机碳含量不仅存在直接影响,而且还通过其他因子的作用而产生间接影响。

亚热带山地马尾松–甜槠针阔混交林土壤养分空间分布特征与合理取样

为了掌握亚热带山地针阔混交林土壤养分空间分布特征,选取黔中地区的马尾松-甜槠针阔混交林(PCF)和马尾松纯林(PF,对照)为研究对象,采用相邻网格法调查并采集土壤样品,结合经典统计学和地统计学方法,分析了土壤养分指标的空间分布特征。结果表明:①PF与PCF土壤pH、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)均存在显著性差异(P<0.05);②相较于PF,PCF土壤pH、SOC、TN、AN、AP和AK的空间异质性分布特征更为明显;③交叉验证分析结果表明,PCF和PF的合理采样数与采样面积分别为24个、600 m^(2)和17个、425 m^(2)。克里格插值结果表明,亚热带山地针阔混交林土壤养分表现出片状或斑块状空间分布特征,均一性较差。

抚育间伐对小兴安岭天然针阔混交林土壤微生物酶活性的影响

为确定最适宜小兴安岭地区天然针阔混交林土壤微生物酶活性发挥的抚育间伐强度,在带岭林业实验局东方红林场设置10%、15%、20%、25%、30%、35%的6块抚育间伐样地和未进行抚育间伐的对照样地,分别记为A、B、C、D、E、F和CK样地,依据2021年外业调查,在每个处理样地内采取0~20 cm土层的土样,使用单因子方差分析、最小显著差数法和皮尔森法分析抚育间伐强度对土壤微生物酶活性的影响。研究结果表明,抚育间伐样地土壤的有机碳、微生物量碳、全氮和微生物量氮的质量分数均高于对照样地,且差异显著(P<0.05);中等强度的间伐提升了土壤微生物呼吸;土壤蔗糖酶、土壤过氧化氢酶、土壤酸性磷酸酶活性相比对照样地有所提高,且差异显著,土壤脲酶活性相比对照样地反而降低;土壤蔗糖酶、土壤过氧化氢酶、土壤酸性磷酸酶活性与有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮质量分数呈显著正相关(P<0.05),土壤脲酶活性与其他指标均无相关性(P>0.05)。适当的抚育间伐可以促进小兴安岭天然针阔混交林土壤养分的积累,包括提高土壤有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮质量分数,增加土壤微生物呼吸速率,同时提升土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性。然而,与对照样地相比,抚育间伐会导致土壤脲酶活性降低。结果结论为20%~30%的抚育间伐强度对于提高小兴安岭天然针阔混交林土壤微生物酶活性效果最好。

粤北地区针阔混交林土壤TP含量分布特征

以粤北地区的清远市针阔混交林土壤为研究对象,野外采集129个样点土壤(0~80 cm),运用酸溶-钼锑抗比色法来检测全磷(TP)含量,结合运用Arc GIS技术与统计分析等方法,探究清远市针阔混交林土壤TP的空间分布格局。结果表明:针阔混交林土壤D1层TP含量为107.13~967.67 mg/kg,平均值为324.81 mg/kg;D2层TP含量为76.87~917.67 mg/kg,平均值为316.18 mg/kg;D3层TP含量为79.53~922.00 mg/kg,平均值为313.37 mg/kg;D4层TP含量为70.83~937.33 mg/kg,平均值为307.34 mg/kg。在垂直空间分布上D1层TP含量最高,随着土壤深度的增加,TP含量呈现逐渐下降的趋势。针阔混交林各层土壤TP含量的高值区主要位于中部以及东部小部分区域,北部、南部的TP含量最低。水平空间上,针阔混交林土壤TP含量呈自东向西横向沿线高,南、北两端偏低的分布特征,表现出明显的空间异质性。

鼎湖山马尾松针阔叶混交林土壤有效氮动态的初步研究

用离子交换树脂袋法测定了鼎湖山生物圈保护区马尾松针阔叶混交林土壤有效氮变化情况。鼎湖山马尾松针阔叶混交林土壤各季节平均总有效氮 (铵态氮 +硝态氮 )在 1 8.87～ 93.2 0μg/d· g干树脂之间 ,且具有明显的季节性变化特点。然而 ,这些季节性变化根据土层和有效氮组分的不同而异。总有效氮主要由铵态氮组成 ( >90 % )。总有效氮和铵态氮在土层 0～ 1 0 cm和 1 0～ 2 0 cm之间各个季节均无显著的差异 ,但硝态氮在春、夏两季差异较大 ,尤其在夏季两土层之间的差异达显著水平 ( P<0 .0 5)。在本研究样地中 ,硝化速率受铵态氮供应的影响不甚明显。与同一地区的马尾松纯林和阔叶混交林比较 ,硝态氮为 :针叶纯林 <针阔叶混交林 <阔叶混交林 ;铵态氮则为 :针阔叶混交林〉针叶纯林 >阔叶混交林。

针阔混交林不同演替阶段表层土壤理化性质与优势林木生长的相关性

【目的】旨在分析不同演替阶段针阔混交林土壤表层理化性质与优势树木生长特性之间的关系,以期为探索不同林分的生长规律及森林可持续经营提供依据。【方法】以吉林省蛟河市林业实验区管理局林场的不同演替阶段针阔混交林样地(中龄林、近熟林、成熟林、老龄林)为对象,采用对比方法和主成分分析方法,分析表层土壤理化性质、优势木生长特征及二者间的关系。【结果】随着针阔混交林演替的进行,林分中优势木的平均胸径呈增加趋势,优势木的平均树高变化不大,红松优势木数量逐渐增加,而胡桃楸优势木数量逐渐减少,春榆、大果榆等优势木随演替进行逐渐退出主林层;从中龄林到成熟林,土壤密度变化不显著,老龄林土壤密度最小;随着演替进行,非毛管孔隙度逐渐减小,毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度变化并不明显;在4个演替阶段中,老龄林土壤毛管持水量与最大持水量均最大,比中龄林分别增加12.98%和27.94%;在表层土壤化学性质方面,0～20 cm土层pH值表现为成熟林最大,近熟林最小,老龄林介于成熟林和中龄林之间;土壤有机质含量表现为近熟林最高,成熟林最低;土壤中全氮、水解氮和有效磷含量均表现为老龄林最高,土壤中全磷、全钾和速效钾含量均表现为近熟林最高;不同演替阶段优势木的平均树高和平均胸径均与土壤有机质、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量正相关;不同演替阶段下优势木的平均树高与土壤密度、非毛管孔隙度和pH值负相关,与有机质、全氮和全钾含量显著正相关;优势木的平均胸径与土壤密度和全磷含量正相关,与最大持水量和水解氮含量负相关;土壤最大持水量、土壤密度、全磷和水解氮含量对优势木的径生长过程有较大的影响。【结论】毛管孔隙度、速效钾和全磷含量是影响不同演替阶段土壤质量的主要因子;经过不同演替阶段,表层土壤理化性质质量的综合得分表现为中龄林<成熟林<近熟林<老龄林;随着演替进行,针阔混交林的表层土壤理化性质基本呈现质量提高趋势,到老龄林时期达到最佳。本研究得到的不同演替阶段针阔混交林林木生长与表层土壤理化性质特征的相关性为进一步实现该地区森林可持续经营提供了科学依据。

人工针阔混交林的培育

培育人工针阔混交林不仅能提高土壤肥力,快速恢复森林生态环境,还可为市场提供多样化的木材产品,最终形成一个具有多重功能和高经济效益的生态体系。这种综合利用和管理的森林经营模式,体现了人与自然和谐共存的理念,为可持续发展的森林管理提供了重要示范。

东灵山油松纯林和油松-辽东栎针阔混交林土壤氮素矿化/硝化作用研究

利用 PVC顶盖埋管原位培育法测定了北京东灵山地区一个油松纯林和一个油松 -辽东栎落叶阔叶混交林生态系统土壤无机氮库、氮素净矿化 /硝化速率的季节动态以及年度净矿化 /硝化量。结果发现 :1)两个生态系统的土壤无机氮库和氮素净矿化 /硝化速率都存在比较明显且比较一致的季节动态 ,但个别时期也存在较大差异 ;2 )纯林与混交林土壤 NH+ 4 - N浓度在各月都没有显著差异 ,而 NO- 3 - N浓度 ,除了 1995年 11月和 1996年 8月纯林显著高于混交林外 ,其它月份也都差异不显著 ;3)无论是年度净矿化总量 (纯林 ,2 2 .7kg· hm- 2 ;混交林 ,5 5 .5 kg·hm- 2 )及其占总全 N量的百分比 (纯林 ,0 .6 94% ;混交林 ,2 .12 8% ) ,还是年度净硝化总量 (纯林 ,2 6 .7kg· hm- 2 ;混交林 ,44 .6 kg· hm- 2 )及其占总全 N量 (纯林 ,0 .815 % ;混交林 ,1.70 7% )的百分比 ,油松针阔混交林生态系统均显著大于油松纯林 ,高达后者的两倍左右 ,而净硝化氮占净矿化氮的百分比则相反 ,油松纯林 (10 0 % )显著高于油松 -辽东栎混交林 (80 .2 % )。上述结果表明 :油松 -辽东栎针阔混交林生态系统土壤的氮素有效性 (即土壤的供氮能力 )以及维持土壤中植物可利用氮素的能力都显著高于油松纯林。物种构成及在其影响下所产生的林下微?

重庆缙云山针阔混交林地土壤呼吸速率及温度敏感性特征分析

以重庆缙云山亚热带针阔混交林为研究区,研究了土壤呼吸及其Q10(温度敏感性系数,指温度增加10℃所造成的呼吸速率改变的商)的时间变异特征,并深入分析二者受土壤温度、湿度变化的影响.2011年4—12月采用LI-8100二氧化碳通量测量系统观测选取样地的R S(土壤呼吸速率)、土壤5 cm深处的T5(土壤温度)和W5(土壤湿度),分析R S与Q10的变化规律;同时利用单一和二元混合模型探讨T5和W5对R S、Q10的影响.结果表明:①在观测期内R S和T5月均值均呈单峰曲线变化;R S的变化范围在(1.38±0.15)～(3.94±0.21)μmol/(m2·s)之间,T5的变化范围在(9.28±0.65)～(22.99±1.14)℃之间;由于受到自然降水影响,W5的月际变化不规律.②Q10季节差异明显,最大值(3.31)出现在春季,观测期内的平均值为2.01.③R S与T5之间呈显著正相关(P<0.05),与W5的关系不明显(P>0.05);R S与T5、W5的关系模型拟合度分别为87%和26%;T5与W5的复合模型对R S的变化解释能力为89%,高于单一模型.④影响Q10的主要因素是T5,其次为W5.

鼎湖山针阔混交林土壤热状况研究

选取2003年1月1日-12月31日的土壤热状况实测数据，探讨了鼎湖山针阔混交林各层次土壤温度、土壤热通量及与净辐射的关系．结果表明：随土层深度的增加，土壤温度日变化振幅越来越小，40cm深度处土壤温度几乎没有明显的日变化；越接近地表，土壤温度月变化越剧烈；不同时间尺度上不同深度处土壤温度与净辐射之间存在极显著的线性相关关系（P〈0．0001）；5cm深度处土壤热通量振幅明显小于表层，且日变化节律也延滞0．5-1．0h；表层土壤热通量对冠层净辐射的反馈延滞约2．5h，而5cm深度处土壤热通量则延滞3．5h，同时净辐射与表层土壤热通量的相关性更为密切．

择伐对小兴安岭针阔叶混交林土壤呼吸的影响

利用LI-8100土壤CO2排放通量全自动测量系统，测定了黑龙江省带岭林业局东方红林场不同采伐强度林地的土壤表面CO2通量和土壤表层10cm处的温度和湿度，研究了择伐作业后林地土壤表面CO2通量变化及影响因素．结果表明：伐后林分土壤温度和湿度与土壤表面CO2通量季节变化呈较好的相关关系，解释了土壤呼吸的68％～98％；择伐作业使林地表面CO2通量增加，年均增幅在7．17％～26．89％；采伐强度与土壤表面CO2通量呈显著的二次相关关系（R^2=0．961）．土壤有机质含量和采伐强度是导致择伐后土壤表面CO2通量变化的主要影响因子．

鼎湖山针阔叶混交林土壤酸度与土壤养分的季节动态

研究了鼎湖山南亚热带森林演替系列中处于中间阶段的针阔叶混交林土壤的pH值、水解氮、速效磷、钾、交换性钙、镁等几种营养元素的含量现状及季节动态.结果表明:混交林土壤为强酸性土壤,表层(0～20 cm)土壤酸度高于中(20～40 cm)、下(40～60 cm)层土壤,0～40 cm土壤pH值具有明显的季节波动性.降雨、温度、凋落物、植物根系以及微生物的活动等因素可能是鼎湖山混交林土壤pH值季节动态变化的主要因素.除Ca外,在同一剖面内,表层土壤养分的含量明显高于中下层,而中下层之间相差不大,养分大多在冬季较高,随着季节变动(1,4,7,10月)呈下降趋势.

森林土壤肥力概述

森林土壤肥力以维持和恢复自然肥力为主,人工施肥为输。概述了森林与土壤的关系,维持和提高森林土壤肥力的途径,对提高森林土壤肥力及其生态、经济效益具有重要的指导意义。

南亚热带针阔混交林土壤热通量研究

运用土壤热通量板、常规微气象观测系统等设施对鼎湖山针阔混交林的土壤热通量和微气象因子进行了系统研究,结果表明,不同热通量板测值之间的差异可达10%以上.在中小时间尺度(≤1月)上,土壤热通量板上方土壤贮热均不能忽略,否则所测算的表层土壤热通量会产生较大误差,甚至发生热通量传递方向逆转的情况.5 cm深度处和表层土壤热通量的日变化均呈'S'形,且前者相位后移0.5～1 h.旱季土壤为热源而雨季为热汇,表层土壤年总热通量为-0.44 MJ·m-2,说明就全年尺度而言,土壤是热源.表层土壤热贮量月变动范围为-0.14～0.20 MJ·m-2,是5 cm深度处土壤热通量的-11.0%～1.3%.表层土壤热通量月总值占净辐射的比例变动范围为-12.0%～3.3%,由于能量平衡大多在较小时间尺度上进行比较,故必须准确考察土壤热通量的变化,否则会极大地影响能量平衡.在0.5 h尺度上,表层土壤热通量与2.5 h前的冠层净辐射回归方程相关性最好,达极显著水平,说明鼎湖山针阔混交林土壤热通量对冠层净辐射的反馈要延滞约2.5 h.

红松阔叶混交林不同演替阶段土壤肥力与林木生长的关系

运用对比和统计分析方法，研究小兴安岭红松阔叶混交林进展演替系列4个阶段（形成阶段、发展阶段、稳定阶段和顶级群落阶段）的土壤肥力、林木生长以及土壤肥力与主要树种生长的关系。结果表明：随着林分演替进展，林分中针叶树种（红松、云杉和冷杉）树高、胸径、蓄积量增加，白桦、山杨等阔叶树种蓄积量则不断减小；土壤物理性状得到改善，土壤渗透性、饱和持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度增大；土壤有机质、全氮、硝态氮和铵态氮含量逐渐增加；表层（0—10cm）土壤pH值逐渐减小。红松阔叶混交林各演替阶段土壤密度、pH值与林木树高、胸径呈负相关；土壤饱和持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、有机质、铵态氮、硝态氮、全氮均与林木平均树高、平均胸径呈正相关。相关性因树种不同而有所差异。运用主成分分析方法证明。土壤饱和持水量、毛管孔隙度、有机质和硝态氮是影响林木生长和不同演替阶段土壤肥力的主要因子。不同演替阶段土壤肥力排序为原始林〉稳定阶段〉发展阶段〉形成阶段。土壤肥力向着良性发展。

人工针阔混交林择伐后凋落物及土壤养分含量分析

对人工针阔混交林进行择伐试验研究,定量分析人工林择伐前后林地凋落物及土壤养分含量的变化,结果表明:择伐后凋落物和土壤各养分元素的含量与择伐前相比均略有降低。凋落物各养分元素N、P、K、Ca和Mg的含量分别下降0.05%、0.05%、0.33%、0.20%和0.03%,但凋落物养分总量明显增加;土壤有机质、全N、水解性N、全P、速效P、全K和速效K分别下降1.9 g.kg-1、0.24 g.kg-1、4.42 mg.kg-1、0.029 g.kg-1、0.67 mg.kg-1、1.21 g.kg-1和28.64 mg.kg-1。

长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳与土壤理化性质的相关性

以长白山地区汪清林业局金沟岭林场3种不同针阔比的云冷杉混交林为研究对象,采用野外调查、样品采集、室内分析等相结合的方法,揭示了土壤有机碳以及土壤理化性质的剖面分布特征,探讨了有机碳与理化性质间的相关性。结果表明,长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳质量分数均值为38.84g·kg^-1、有机碳密度均值为13.89kg·m^-2;两者的剖面分布特征一致,均具有表聚性,即表层含量最高,随着土层加深逐渐下降;土壤含水率以及土壤全氮、全磷、全钾质量分数也均呈现逐渐降低趋势,而土壤密度和土壤pH值呈增加趋势;土壤有机碳与土壤密度呈极显著负相关,与土壤含水量、土壤全氮、全磷质量分数呈极显著正相关,与土壤pH值、全钾质量分数相关性不显著。

小兴安岭针阔混交林择伐6a后林地土壤呼吸速率空间变异性

利用土壤CO2排放通量全自动测量系统LI—8100,测定了黑龙江省带岭林业局东方红林场不同采伐强度林地的土壤呼吸速率、土壤分室呼吸速率以及土壤表层下10 cm处的温度和湿度,进而研究了择伐作业后林地土壤呼吸速率空间变异性及影响因素。结果表明:伐后6 a,林地土壤呼吸空间变异性显著,但与采伐强度无显著相关性,影响样方间林地土壤呼吸变异性的主要因子是土壤温度和湿度,地表植物种类、数量及分布的差异是影响样方内土壤呼吸速率变异的重要因素。温度和湿度是影响枯枝落叶层呼吸速率的主要因素,解释了枯枝落叶层呼吸速率变异的80.5%,而微生物则成为影响矿质土壤层呼吸速率变异的主要因素,林木株数、林龄、林木组成等因素是影响根呼吸速率变异的主要因素。