马尾松飞播林地土壤微生物的研究

为了探讨湘南丘陵低山区马尾松飞播林地土壤微生物的分布规律和土壤肥力综合评价方法 ,于 2 0 0 0年 12月 2 0日采集到湖南醴陵市大林乡 5个马尾松飞播林标准林地土壤样品和 1个阔叶林地土壤样品 ,分析其土壤微生物的数量及其类群分布规律 .结果表明 :马尾松飞播林地土壤微生物数量 (以干土计 )主要集中在 0～ 2 0 cm的表土层中 ,随土层加深 ,其数量迅速减少 ;在深度为 0～ 60 cm的土层中 ,同一类群的微生物数量变动范围较大 ,其中好气性细菌为 2 .46× 10 5～ 6.48× 10 5个 /g,厌气性细菌为 1.14× 10 3～ 8.8× 10 3个 /g,自生固氮菌为 1.3× 10 2～ 3 .0 1× 10 4个 /g,放线菌为 8.6× 10 3～ 2 .99× 10 4个 /g,真菌为 6.6× 10 3～ 2 .43 5× 10 5个 /g.其中 1号样地微生物数量最多 ,达 2 .45× 10 6个 /g。

马尾松飞播林综合经营专家模拟系统的研制

在有效集成专家系统、模拟技术以及现代森林经营管理方法的基础上,以湖南省马尾松飞播林为对象,以W indow s为操作平台,以V isua l Foxpro为主要开发工具,研制开发出了湖南省马尾松飞播林综合经营专家模拟系统,该系统由主控模块、知识库管理模块、林分经营专家系统模块、系统模拟模块、输出输入模块组成,可为湖南省马尾松飞播林的综合经营服务.

飞播马尾松林生物产量及生产力研究

湘乡市16年生不同密度的马尾松(Pinus massoniana)飞播林林分单株生物量随密度的增加而明显减小,低密度林分是高密度林分的2 42倍,高出18.33kg;当林分密度一定后,林分生物量同样随密度的增加而减小,低密度林分比高密度林分高出21.81t/hm2。林分各组生物量随密度增大而减小,并出现W>W根>W枝>W皮>W叶的规律。年均净生长量低密度林分是高密度林分的1.40倍。

飞播马尾松林不同林下植被类型枯落物及土壤水文效应

为探明飞播马尾松林不同林下植被类型对枯落物及土壤水文效应的影响,按林下植被优势(分芒萁类、禾本类及灌木类3种类型)设置典型样地,对其枯落物持水性能及土壤蓄水能力进行比较分析。结果表明:3种类型的枯落物现存总蓄积量为0.65~3.57 t/hm2;其中,灌木类总蓄积量>芒萁类>禾本类。3种类型枯落物自然含水率、最大持水率、最大拦蓄率及有效拦蓄率范围分别为15.50%~29.74%、167.70%~218.25%、139.00%~199.66%和113.85%~167.39%;枯落物自然含水量、最大持水量、最大拦蓄量及有效拦蓄量均表现为灌木类>芒萁类>禾本类,除半分解层自然含水量以外,其他持水量指标均表现为灌木类显著高于其他2种类型。0~20 cm土层的饱和蓄水量、非毛管持水总量以及毛管持水总量均以芒萁类最高,分别为865.95、138.96和726.99 t/hm2;其中,芒萁类在0~20 cm土层,非毛管持水总量显著高于其他2种类型,而0~10 cm土层饱和蓄水量显著高于禾本类。综合分析表明:灌木类枯落物的水文效应显著高于禾本类和芒萁类,而芒萁类土壤层水文效应明显优于灌木类和禾本类,这是由于土壤层饱和蓄水量及有效蓄水量分别占林地表层(枯落物层和0~20 cm土壤层)的99%和94%以上,总体上芒萁类林地表层水文效应明显优于灌木类和禾本类。

飞播马尾松林土壤有机碳空间分布及其影响因子

以飞播马尾松林为研究对象,通过典型样地调查和样品测定,采用简单相关分析和增强回归树分析(Boosted regression tree analysis:BRT)相结合的方法分析地形、林分、土壤以及林下植被条件对飞播马尾松林土壤有机碳的影响。结果表明:飞播马尾松林0—10 cm、10—20 cm土层有机碳含量的平均值分别为10.22 g/kg和6.64 g/kg,土壤有机碳含量随土层的加深而降低,两土层有机碳含量的变异系数分别为59.5%和60.1%,均属于中等程度变异。土壤有机碳含量主要受土壤条件的影响,其次为林分条件、地形条件和林下植被条件,土壤、林分、地形和林下植被条件对0—10 cm土层有机碳含量的相对影响力分别为63.4%,19.3%,10.9%和6.4%,对10—20 cm土层的相对影响力分别为60.4%,21.9%,10.6%和7.1%。全氮和全磷是影响土壤有机碳含量的主要因子,对0—10 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全氮,其相对影响力为40.2%,对10—20 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全磷,相对影响力为31.2%;全氮、全磷和平均胸径与两土层有机碳含量均呈显著正相关,林分密度和土壤容重与0—10 cm土层有机碳含量呈显著负相关,坡向与0—10 cm土层有机碳含量则表现为越向阳坡有机碳含量越高的规律,其他影响因子与土壤有机碳的相关性不显著。

飞播马尾松林土壤种子库组成特征及其自然恢复潜力

土壤种子库是植被自然更新和恢复的物质基础。以江西省兴国县飞播马尾松林为研究对象,通过标准地调查与取样,采用物理分离与种子萌发法相结合的方法,探究其土壤种子库特征及其自然恢复潜力。结果表明:土壤种子库共有23种植物,涉及17个科,其中乔木2种、灌木1种、草本20种,禾本科、十字花科、苋科、莎草科的植物较多;土壤种子密度表现为下坡>中坡>全坡>上坡,其值分别为12.3×102粒/m2、10.3×102粒/m2、8.8×102粒/m2、7.7×102粒/m2;各坡位双子叶植物比例均在75%以上,上坡和全坡的单、双子叶植物的比例均与其它坡位存在显著差异(P<0.05);物种丰富度指数以中坡最大,为12,而多样性指数、均匀度指数则下坡最大,分别为1.73、0.88;土壤种子库与地上植被的相似性系数处于较低水平,平均为0.15。综合分析表明,飞播马尾松林土壤种子库自然恢复潜力较小,可以采取补植阔叶树、播散灌木种子等措施促进林下植被的恢复。

飞播马尾松纯林补植木荷后土壤酶活性与土壤养分变化

以飞播马尾松（Pinus massoniana）纯林及飞播马尾松-木荷（Schima superba）混交林2种林型为研究对象，探讨其土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与土壤养分的变化及相关关系。结果表明：2种林型同一土层蔗糖酶活性、全氮质量分数、速效钾质量分数差异显著（P〈0.05），脲酶活性在0～10cm土层差异显著（P〈0.05），酸性磷酸酶活性在〉10～20cm和〉20-40cm土层差异显著（P〈0．05），全磷、有机质质量分数在0—10cm、〉10～20cm土层差异显著（P〈0.05）：随着土层加深．2种林型土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和土壤养分均呈明显下降趋势；脲酶、蔗糖酶与全氮、全磷、速效氮、速效钾、有机质呈极显著正相关（P〈0.01），与全钾呈显著正相关（P〈0.05）；酸性磷酸酶与全磷、速效磷、有机质呈极显著正相关（P〈0.01），与速效氮呈显著正相关（P〈0.05）。综合分析表明，飞播马尾松纯林补植木荷有利于提高土壤养分含量及脲酶、蔗糖酶的活性，改善土壤状况。

飞播马尾松林土壤水分垂直变化特征及其影响因素

以赣南飞播马尾松林为研究对象,将林地土层按土壤深度(d)进行土层划定,其中0<d≤10 cm为Ⅰ土层、10 cm<d≤20 cm为Ⅱ土层、20 cm<d≤40 cm为Ⅲ土层、40 cm<d≤80 cm为Ⅳ土层,采用统计分析、冗余分析等方法探讨林地不同土层土壤水分的变化特征及其与植被、地形、土壤等因素间的定量关系。结果表明:随着土壤深度的增加,土壤含水量、田间持水量均增大,其中Ⅳ土层的土壤含水量显著高于Ⅰ、Ⅱ土层(P<0.05),Ⅲ土层的土壤含水量显著高于Ⅰ土层(P<0.05);Ⅳ土层的田间持水量显著高于Ⅰ土层(P<0.05)。土壤水分主要受土壤密度、毛管孔隙度等土壤因子的影响,其次受草本盖度、枯落物厚度、地被盖度等植被因子的影响,受地形因子的影响最小。在各土层中,均以土壤因子的独立作用为主,次要因子为植被因子的独立作用及其与其他因子的交互作用。其中,植被、地形因子主要是通过影响土壤因子作用于土壤水分。

飞播马尾松林水源涵养功能特征

以江西省兴国县为研究区,基于2019年森林资源二类调查数据,采用综合蓄水能力法对飞播马尾松林水源涵养功能进行估算,并比较不同密度、坡位、坡向和海拔条件下林分水源涵养功能的差异。结果表明:(1)飞播马尾松林单位面积水源涵养量为719.53 t·hm^(-2),其中,土壤层、枯枝落叶层和林冠层单位面积水源涵养量分别为387.40 t·hm^(-2)、7.06 t·hm^(-2)和325.07 t·hm^(-2)。(2)低密度(<1500株·hm^(-2))、中密度(1500~2100株·hm^(-2))、高密度(≥2100株·hm^(-2))林分单位面积水源涵养量分别为582.32 t·hm^(-2)、858.65 t·hm^(-2)和835.87 t·hm^(-2)。(3)不同坡位、坡向、海拔的林分单位面积水源涵养量存在一定的差异,中坡的单位面积水源涵养量显著大于上坡(P<0.05);从坡向看,阴坡的单位面积水源涵养量最小(640.28 t·hm^(-2)),半阳坡的最大(717.03 t·hm^(-2));随着海拔的升高,单位面积水源涵养量呈现先增加后减少的趋势。同时,不同坡位、坡向、海拔林分的单位面积林冠截留降水量、枯枝落叶层持水量、土壤层蓄水量之间表现出的差异性不尽相同。土壤层蓄水量是林分水源涵养量的主体,通过调节林分密度能有效提高飞播马尾松林的水源涵养能力。

马尾松—木荷不同比例混交林林下植被物种组成及其多样性分析

以飞播马尾松林为研究对象,按其树种组成分为10马（10马尾松,类型Ⅰ）、8马2木（8马尾松-2木荷,类型Ⅱ）、7马3木（类型Ⅲ）、6马4木（类型Ⅳ）4种类型设置典型样地,分析比较其林下植被物种组成及多样性。结果表明：1）从类型Ⅰ至类型Ⅳ林下植被的物种数增加,类型Ⅰ为11种,类型Ⅳ为28种;随着木荷比例的增加,林下植被阳生植物的优势地位表现为先增强再逐渐减弱或消失,而喜湿植物的地位逐步提升甚至成为优势种。2）林下灌木及草本Shannon-Wiener多样性指数、Patrick丰富度指数、Pielou均匀度指数均在类型Ⅳ时达到最大,表现为类型Ⅳ〉类型Ⅲ〉类型Ⅱ〉类型Ⅰ。3）木荷比例与林下灌木及草本Shannon-Wiener多样性指数和Patrick丰富度指数呈显著（P〈0.05）或极显著正相关（P〈0.01）,与Pielou均匀度指数相关不显著（P〉0.05）;拟合得出林下灌木及草本Shannon-Wiener多样性指数和Patrick丰富度指数达峰值的木荷比例分别为0.43、0.54、0.57、0.50,对拟合曲线分析表明飞播马尾松林补植木荷比例在43%-57%之间其林下植被多样性达到最大值。

飞播马尾松林土壤种子库的萌发特征及其与土壤理化性质的关系

土壤种子库是植被更新和恢复的物质基础,对地面植被恢复有着重要意义。以江西省兴国县飞播马尾松林为研究对象,通过标准地调查、土壤理化性状测定及土壤种子库萌发试验,分析土壤种子库的萌发特征及其与土壤因子的关系。结果表明:土壤种子库有23种植物,隶属于17个科,0~10 cm土层种子密度为9.8×102粒m^(-2)。不同坡位土壤种子达到萌发最高峰的时间、萌发平缓期持续的时间相差不大,但单子叶植物与双子叶植物间达到萌发峰值点的时间有所差异;萌发种子数与时间关系呈双"S"型曲线,表现出"平缓-上升-平缓-上升-平缓"的变化过程。采用主成分分析提取非毛管孔隙、土壤含水量、全N、全P、有机质5个变量进行冗余分析,得出对土壤种子库影响较大的是非毛管孔隙度与土壤含水量。