毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响

以幕阜山区同一片毛竹林向两侧杉木林和阔叶林扩张形成的连续生态界面为研究对象,分析不同林型土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、硝态氮(NO_(3)^(−)−N)、铵态氮(NH_(4)^(+)−N)含量及其生态化学计量比,探讨毛竹不同扩张模式对森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)的影响。结果表明:在2种扩张模式下,随土壤层次的增加,除NO_(3)^(−)−N呈不规律变化外,SOC、TN、TP、NH_(4)^(+)−N含量均呈逐渐降低趋势。在毛竹向杉木林扩张过程中,杉木林、竹杉混交林、毛竹林同一土层SOC、TN、TP含量均无显著差异;在毛竹向阔叶林扩张过程中,毛竹林0~10 cm土层SOC和TN含量较阔叶林和竹阔混交林分别降低了27.71%、30.45%和36.67%、31.11%,而在10~20 cm和20~30 cm土层则无显著差异;毛竹扩张对杉木林和阔叶林各土层TP含量无显著影响;毛竹向杉木林扩张增加了0~10 cm和20~30 cm土层NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张增加了10~20 cm土层NH_(4)^(+)−N含量及20~30 cm土层NO_(3)^(−)−N含量;毛竹向杉木林扩张对土壤C/N、C/P、N/P无显著影响,毛竹向阔叶林扩张导致0~10 cm土层N/P明显降低、10~20 cm土层C/N显著增加。综上,毛竹向杉木林扩张对土壤SOC、TN、TP影响不显著,但提升了表层和深层土壤NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张造成表层土壤SOC、TN含量显著降低,并导致中层土壤NH_(4)^(+)−N含量和深层土壤NO_(3)^(−)−N含量明显增加。

毛竹林林下种植中药材对土壤有效态中、微量营养元素的影响

【目的】探究毛竹林林下种植中药材对土壤有效态中、微量营养元素的影响,为毛竹林林下种植土壤养分资源管理及我国南方竹产区林药复合经营模式的推广提供科学参考。【方法】以广西桂林漓江源区毛竹人工林林下种植的3种中药材样地为研究对象,采用完全随机区组设计,设4个处理,即未种植中药材的毛竹林对照、林下种植黄花倒水莲(Polygala fallax)、林下种植多花黄精(Polygonatum cyrtonema)、林下种植草珊瑚(Sarcandra glabra),在种植后的第2年测定土壤基本理化性质和中、微量营养元素有效态含量,分析其相关性,明确毛竹林林下种植不同中药材土壤中、微量营养元素的变化及其主要影响因素。【结果】毛竹林林下种植中药材降低了土壤容重、总碳和有效磷含量,增加了可溶性有机碳和微生物生物量碳、氮、磷含量,种植多花黄精对上述指标的影响相对较大,除微生物生物量氮外均与对照差异显著(P<0.05,下同);林下种植多花黄精和草珊瑚显著降低了土壤交换性钙和交换性镁含量,而种植黄花倒水莲和草珊瑚显著增加了土壤有效硫含量;林下种植中药材显著增加了土壤有效锌含量,显著降低了土壤有效钼含量,种植多花黄精和草珊瑚也显著增加了土壤有效锰含量,而种植3种中药材对土壤有效铁和有效铜含量无显著影响(P>0.05,下同),种植多花黄精和草珊瑚对土壤微量营养元素有效态含量的影响大于种植黄花倒水莲。相关分析结果表明,土壤中量营养元素钙、镁、硫有效态含量主要受土壤容重、有效磷及微生物生物量碳和磷影响,而微量营养元素铁、锰、铜、锌、钼有效态含量除受以上因素影响外,还与土壤pH及中量营养元素钙和镁有效态含量有关。【结论】土壤中、微量营养元素有效态含量对毛竹林林下种植不同中药材的响应存在较大差异,林下种植多花黄精对土壤养分的影响最大,种植黄花倒水莲和草珊瑚次之。在毛竹林林下种植中药材实践中需适当补充中、微量营养元素,尤其是钙镁肥的供应,且需根据种植中药材的种类采取不同施肥策略。

毛竹、杉木人工林生态系统碳平衡估算

采用CID-301PS光合测定仪,对湖南会同林区毛竹和杉木人工林土壤CO2排放动态进行观测,并结合现存生物量调查,对其生态系统碳平衡特征进行估算。结果表明:毛竹和杉木林生态系统碳贮量分别为144.3和152.52t.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,凋落物层和林下植被层所占比例最小。毛竹林土壤层有机碳贮量占76.89%,乔木层占22.16%,凋落物和林下植被层分别占0.51%和0.41%;杉木林土壤层碳贮量占62.03%,乔木层占34.99%,凋落物和林下植被层分别占2.28%和0.70%。毛竹林和杉木林生态系统年固定CO2总量分别为38.87和26.95t.hm-2a-1,但其每年以土壤异养呼吸和凋落物呼吸的形式排放CO2的量分别为24.35和15.75t.hm-2a-1,毛竹林和杉木林生态系统年净固定CO2的量分别为14.52和11.21t.hm-2a-1,折合成净碳量分别为3.96和3.07t.hm-2a-1。

不同胶粘剂在毛竹和杉木表面的润湿性

通过渗透扩散系数来评价胶粘剂在试材表面的湿润性能,研究酚醛树脂胶(PF)、聚异氰酸酯胶(PM D I)、双组分聚异氰酸酯乳液型胶粘剂(EP I)和脲醛树脂胶(U F)4种胶粘剂分别在毛竹和杉木表面的接触角及渗透扩散速率变化规律.结果表明:4种胶粘剂在毛竹表面的润湿性均小于杉木,在毛竹竹青上的润湿性小于竹黄;对于同一毛竹或杉木表面,PM D I胶的润湿性最好,而EP I胶较差,PF、U F介于二者之间.

毛竹、杉木木质素的近红外光谱法快速分析

该文用近红外光谱法对毛竹和杉木的木质素含量进行了快速测定.首先依据常规湿化学方法测定了54个毛竹和48个杉木样品的木质素含量,用近红外光谱仪采集相应的光谱,对原始光谱进行平滑预处理和二阶微分处理后,用偏最小二乘法和完全交互验证方式建立了相应的校正模型和预测模型.结果表明,毛竹和杉木木质素含量预测模型的相关系数R分别为0·97和0·90;预测标准误差SEP分别为0·65和0·28·将毛竹和杉木样品混合,建立的混合分析模型,R为0·98,SEP为0·83·结果表明,近红外光谱法可以快速预测杉木和毛竹中的木质素含量.

强化杉木复合混凝土模板的研制

以竹材和杉木为材料,试制了杉木复合混凝土模板,并对影响板材的主要因子进行了分析。结果表明,这种模板的力学性能优于木质混凝土模板而施工性能优于竹胶合板模板。

毛竹／杉木层积复合材弯曲与剪切破坏的微观形变过程

利用扫描电镜在位拉伸方法(ISL-SEM),研究了毛竹/杉木层积复合材在受到外力作用下3点弯曲和剪切破坏的微观形变过程;结合扫描电镜所观测的形貌图,分析了该情况下层积材的典型破坏规律;总结了气干和水湿处理后,竹杉层积复合材剪切破坏模式以及气干条件下弯曲破坏模式。

毛竹混交林鞭系结构特征的研究

采用固定标准地法，对尤溪县包溪林业采育场１９７４年在毛竹林皆伐迹地上营造杉木纯林后形成的杉木毛竹混交林进行地下结构的调查。结果表明，杉木对毛竹地下结构的生长有一定的促进作用，对毛竹竹鞭向纵深延伸、壮芽数的比例提高有促进作用。杉木密度为９００～１３５０ 株／ｈｍ ２时，壮龄鞭比例比较高，毛竹地下结构比较优化，更新快；毛竹竹鞭有９２．８％ 分布在０～４０ｃｍ 土层中，其中０～２０ｃｍ 土层中占６０ 以上，大于４０ｃｍ 土层中仅占７．２％ ；杉木能促进竹鞭向纵深发展，随杉木密度的增加，０～２０ｃｍ 层鞭根减少，２０ｃｍ 以下鞭根明显增加，岔鞭数加大。

毛竹内嵌杉木的螺栓连接抗拉力学性能

在竹结构中,柱脚一般会出现受拉荷载,针对该现象提出一种内嵌杉木的毛竹螺栓连接形式,设计15个内嵌杉木的毛竹螺栓连接试件并进行轴向拉伸试验。根据Karacabeyli-Ceccotti建议的50%极限荷载法确定试件的屈服荷载和屈服位移,阐述了荷载位移曲线中不同变形阶段的特征,分析了螺栓直径和螺孔端距对连接试件的承载力和破坏模式的影响。结果表明:该连接具有一定的承载力和变形能力,连接承载力随着螺杆直径增大而增大;受拉时连接的荷载位移曲线具有两个弹性段,且第二弹性阶段刚度下降;连接的3种破坏模式为螺杆弯坏、竹壁剪出和竹壁开裂,失效模式由螺孔端距和螺杆直径控制;基于简化力学模型推导的公式能近似地预测连接承载力。

几个树种的林冠降雨特征

本文从机制和数量关系上研究了毛竹、杉木和刺槐人工林的林冠对降雨雨谱和雨滴动能的影响 ,这是进一步深入研究森林的水土保持和水文效益的基础。结果表明 ,林冠降雨的雨滴直径 (D ,mm)大小分布即雨谱基本不受空旷地降雨类型和强度的影响 ,表现出相当稳定的特征。当采用F =1-exp(- (10Dα ) n)表示林冠降雨雨谱时 ,毛竹、杉木和刺槐的α值分别为 2 7718、2 5 939、2 5 112 ;n值分别为 1 75 93、1 9175、2 6 12 6。林冠降雨单位水体雨滴动能也基本不受林外降雨类型和强度影响。当降落高度足够大从而所有雨滴都能达到终点速度时 ,毛竹、杉木、刺槐的林冠降雨单位水体雨滴潜在动能为 2 4 16 3J·m- 2 mm- 1 、2 3 2 14J·m- 2 mm- 1 和2 3 713J·m- 2 mm- 1 ,表现为所研究 3个树种之间的差别很小。本研究建立了依据给定降落高度 (H ,m)计算这3个树种林冠降雨单位水体雨滴动能的模型 ,毛竹为ec=2 4 12 9[1-exp(0 .0 0 2 3H2 - 0 .32 5 9H) ],杉木为ec=2 3 2 14[1-exp(0 .0 0 2 5H2 - 0 .34 0 9H) ],刺槐为ec=2 3 713[1-exp(0 .0 0 15H2 - 0 .34 6 7H) ]。林冠降雨单位水体雨滴动能随降落高度降低而减小的程度表现为在 0～ 5m范围内最强烈 ;在 5～ 10m范围内较明显 ;在 10m以上时则不再很明显。文中还确?

毛竹林和杉木林对亚热带典型植被土壤微生物的影响

人工林长期连续栽种会出现“连栽障碍”现象,会导致地力衰退和生产力下降等问题产生。与杉木、杨树和落叶松等人工林相比,毛竹林在长期连栽时并未产生“连栽障碍”问题。本文旨在分析人工林对亚热带典型植被土壤微生物影响。以浙江省天目山为研究区域,选取发育于同一母岩的毛竹林和杉木林土壤为研究对象,以阔木林土壤为研究对照开展土壤理化性质分析、土壤DNA测定、PCR扩增和Illumina高通量测序分析。研究发现,毛竹林土壤内细菌和真菌群落具有较高的多样性和丰富度,分布比较均匀。而杉木林土壤内细菌和真菌群落具有多样性较低、存在单一优势物种,分布不太均匀。毛竹林土壤内丰富的有效磷、速效钾和pH值是土壤微生物丰富的主要原因。而杉木林土壤内碱解氮和有机质影响了土壤的健康土,是形成有害土壤微生物的主要原因。

毛竹扩张对杉木林土壤微生物残体碳积累的影响

亚热带毛竹扩张对杉木林土壤微生物残体碳积累的影响及机制尚不清楚。以毛竹向杉木林扩张带(包括杉木林、杉木-毛竹混交林和毛竹林)的凋落物(O层)和不同发生层土壤(A层、B层和BC层)为研究对象,通过分析凋落物和土壤样品中的氨基糖含量来表征微生物残体碳累积效应,并进一步评价微生物在土壤有机碳(SOC)形成过程中的作用。结果表明:毛竹扩张使杉木林凋落物数量和碳含量显著降低,但是凋落物中真菌残体碳(MRC-f)、细菌残体碳(MRC-b)和微生物残体碳(MRC)含量均显著增加;毛竹扩张显著提高了杉木林SOC、MRC-f、MRC-b和MRC含量,而且在毛竹扩张初期(杉木林演替为杉木-毛竹混交林)MRC-f、MRC-b和MRC在SOC中的比例也显著增加,说明毛竹扩张增强杉木林土壤MRC累积效应的同时,也提高了微生物对有机碳的贡献。而毛竹扩张后期MRC-f、MRC-b和MRC占SOC比例并没有显著变化,意味着毛竹扩张后期MRC和植物源残体碳对SOC含量的提升均有贡献,且两者贡献的相对比例保持不变。土壤MRC含量随着剖面深度的加深逐渐下降,而MRC占SOC比值却随着土壤深度的增加而逐渐升高,说明深层土壤中微生物对有机碳贡献高于表层土壤。研究结果对于理解微生物在亚热带森林SOC形成过程中的作用,科学评估毛竹扩张对亚热带森林生态系统及气候变化的影响,并采取合理的营林措施提升亚热带森林土壤碳汇功能具有重要理论意义。

竹木复合结构材的制造技术与应用

以速生材杨木、杉木和毛竹为原料制备竹木复合结构材,讨论了不同竹木比例对结构材性能的影响。结果表明,随着竹材所占比例的增加,结构材的力学性能显著增加,满足GB/T 20241-2006。竹木复合材料不仅发挥了竹材高强度的特点,而且发挥了厚单板高利用率的特点,进一步扩大了竹木复合材料在结构材中的应用范围。

毛竹纯林土壤微生物多样性高于杉木纯林

杉木连作障碍现象普遍发生,同为人工林的毛竹则很少发生。作为土壤健康的重要指标,微生物对土壤肥力具有不可忽视的作用。采用高通量测序法对阔叶、毛竹和杉木三种林分的土壤细菌和真菌群落进行研究,结果表明,毛竹林土壤细菌和真菌Shannon多样性和Invsimpson均匀度指数均显著高于杉木林,甚至高于阔叶林;而优势物种多样性Berger-Parker指数则是杉木林显著高于毛竹林;毛竹林土壤Actinobacteria门细菌相对丰度高于阔叶林和杉木林、Basidiomycota门真菌相对丰度显著高于阔叶林和杉木林,杉木林土壤Chloroflexi门细菌相对丰度和Mortierellomycota门真菌相对丰度显著高于毛竹林和阔叶林。结合土壤理化性质分析表明,杉木林土壤养分贫瘠是形成其特殊微生物群落的原因之一,而毛竹林土壤丰富的养分和高pH有利于形成良好微生物群落结构。与杉木林相比,毛竹林土壤细菌和真菌特征以及土壤理化性质与阔叶林的相似度更高。

凤阳山典型林分土壤有机碳特征

2016年8月份,在浙江省凤阳山海拔1300~1400 m选取4种主要林分类型(常绿阔叶林、针阔混交林、杉木林、竹林)为研究对象,每种林分设置3个标准样地(20 m×20 m);用“S”型方法在每个标准样地内布设5个样点,按照2个土层深度(h)0<h≤15 cm、15 cm<h≤30 cm分别采集土样;测定土壤基本理化性质、有机碳质量分数、颗粒有机碳质量分数、矿质结合态有机碳质量分数,分析土壤有机碳特征及其与理化性质相关性。结果表明:除竹林外,随土层加深,土壤有机碳质量分数呈减少趋势,存在表层富集现象。在0<h≤15 cm土层,常绿阔叶林转化为竹林后,常绿阔叶林土壤有机碳质量分数显著高于竹林(P<0.05);杉木林、竹林的土壤细颗粒有机碳质量分数,与常绿阔叶林的土壤细颗粒有机碳质量分数差异显著(P<0.05)。杉木林和常绿阔叶林的土层深度对土壤有机碳质量分数、颗粒有机碳质量分数影响显著(P<0.05),常绿落叶林和针阔混交林的土层深度对土壤细颗粒有机碳质量分数影响显著(P<0.05)。从垂直剖面看,4种林分在0<h≤30 cm土层,矿质结合态有机碳质量分数,由大到小依次为阔叶混交林(11.18 g·kg^(-1))、针阔混交林(9.76 g·kg^(-1))、竹林(9.45 g·kg^(-1))、杉木林(8.25 g·kg^(-1))。在15 cm<h≤30 cm土层,常绿阔叶林、杉木林,与竹林的土壤pH差异显著(P<0.05),杉木林与竹林之间的土壤密度、非毛管孔隙度均差异显著(P<0.05)。在15 cm<h≤30 cm土层,土壤总氮质量分数与土壤细颗粒有机碳质量分数呈极显著正相关(P<0.01);土壤有机碳质量分数、土壤细颗粒有机碳质量分数、土壤颗粒有机碳质量分数,与土壤总孔隙度、毛管孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与土壤密度呈极显著负相关(P<0.01)。森林类型由常绿阔叶林部分转化为杉木林和竹林后对土壤有机碳稳定性产生影响,主要是因为不同林分类型的土壤总氮质量分数、总孔隙度、毛管孔隙度、土壤密度,对土壤颗粒有机碳质量分数中的细颗粒有机碳质量分数产生影响,所以影响土壤有机碳的稳定性。

Changes in Soil Carbon Pools Induced by Substitution of Plantation for Native Forest

Changes in soil carbon pools under Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) andbamboo (Phyllostachys pubescens) plantations substituted for a native forest (Quercus acutissima,Cyclobalanopsis glauca, Cas-tanopsis sclerophylla, Platycarya strobilacea, Lithocarpus glaber) werestudied on the hills with acid parent rock and soils classified as red soils (Ferrisols) in Huzhou,Zhejiang Province of east China. It was found that total soil organic carbon (TSOC), easilyoxidisable carbon (EOC) and water-soluble organic carbon (WSOC) under bamboo plantation wereincreased, but microbial biomass carbon (MBC) was decreased. On the contrary, Chinese fir induceddeclines of all fractions of C including TSOC, EOC, WSOC and MBC. The percentages of the activefractions of soil C (EOC and WSOC) were increased in the plantations as compared to the nativebroad-leaved forest, but proportions of soil organic C as MBC were decreased. It could be concludedthat bamboo plantation had a great ability of not only fixing C but also accelerating soil C poolcycle, improving nutrient and microorganism activity; therefore, it is a good ecosystem and could berecommended for wide development. Chinese fir would shrink the soil C pool and deteriorate soilbiological fertility, so it did not benefit CO2 fixing and land sustainable utilization.

杉、竹人工混交不同造林方式效果研究

本研究通过对杉、竹人工混交林不同造林方式效果对比试验,结果表明:C处理和B处理中,毛竹得益于杉木中幼龄林分林冠层的蔽护,毛竹成活率较高,分别达到85％和71．7％;D处理和A处理中,虽成活率较低,但因林地光热来源充足,有利于竹鞭生长和孕笋育竹,新竹增长快,长竹率高,造林三年后毛竹林分基本形成新竹的主要生长因子胸径、竹高、枝下高等,以B处理为最高,分别达到3．36 cm、4．43 m、1．35 m。林业生产单位应立足于当地,因地制宜,权衡权弊,以兼顾生态效益和经济效益的双赢效果。

脲醛树脂胶毛竹与云杉复合板性能初探

以粉状脲醛树脂为胶粘剂压制了毛竹与云杉复合板材,通过对复合板材各项性能实验测试,分析了各因素对毛竹云杉复合板材性能的影响,初步探索了毛竹与云杉复合板生产工艺技术。

双层竹杉地板的开发与工艺研究

针对目前各种竹地板的加工工艺繁杂、原材料利用率低、成本高昂等缺点,结合毛竹和杉木在我国南方种植面积大、蓄积量多的实际情况,研究开发了能充分发挥毛竹与杉木二者优点的非对称双层竹杉地板开发与加工工艺。对非对称结构的复合地板容易产生的翘曲变形问题作了深入分析,通过多次试验得出了制造双层竹杉地板的有效加工工艺流程及详细的工艺参数。该工艺大大地提高了地板的生产效率,降低了生产成本,同时也扩大了中高档地板生产的材料来源。

自攻螺钉在竹木混合正交胶合木中抗拔性能研究

混合正交胶合木(hybrid cross-laminated timber, HCLT)可以充分发挥不同层板材料特性,改善CLT物理力学性能。研究采用重组竹和速生杉木(Cunninghamia lanceolata),以不同组坯结构制备3类CLT:重组竹CLT、竹木混合CLT和杉木CLT,评价和比较不同直径和钉入深度自攻螺钉(self-tapping screws,STS)在三类CLT中的抗拔性能。结果表明,随着STS钉入深度或直径增加,STS在3类CLT抗拔承载力都增加,且对于重组竹CLT和竹木混合CLT,有利影响程度随着钉入直径或深度增加而增加。STS钉入深度或直径变化对其在3类CLT中抗拔强度影响规律不一致。STS在重组竹CLT和竹木混合CLT的抗拔强度明显大于速生杉木CLT,且对于竹木混合CLT,有利影响程度又随STS钉入深度增加而降低,随STS直径增加而增加。STS在竹木混合CLT中的抗拔性能,受到STS钉入深度、直径和CLT组坯结构等因素多重影响,后续应建立预测模型,量化和优化STS在竹木混合CLT中的抗拔性能。