广西猫儿山森林植被碳密度空间变异特征分析

【目的】猫儿山森林类型多样,森林植被空间变异性较大,准确估算该地区森林植被碳密度,探明其空间变异及分布特征对区域生态系统的碳汇管理具有重要意义。【方法】以广西猫儿山的森林植被为研究对象,基于GIS系统抽样布点,布设森林植被临时样地328个,利用地统计学、Moran’s I、基于半方差函数模型的克里格空间插值相结合的方法对猫儿山森林植被的碳密度空间变异及分布格局进行了研究。【结果】1)广西猫儿山森林植被碳密度平均值为46.82 t/hm^(2),森林植被碳密度数据服从正态分布;2)广西猫儿山森林植被碳密度全局Moran’s I值为0.366,森林植被碳密度存在正的空间自相关性(P<0.01),在空间分布上呈聚集分布;3)通过样本数据的统计和分析,选取球状模型(Spherical)、指数模型(Exponential)、高斯模型(Gaussian)、圆形模型(Circular)理论模型对猫儿山森林植被碳密度进行了拟合,指数模型的平均标准差最接近于0,标准均方根预测误差最接近于1,表明指数模型为最优模型。猫儿山森林植被碳密度指数模型的块基比(块金值与基台值)为52.78%,表明森林植被碳密度具有中等空间自相关性,其受随机性和结构性的综合影响。【结论】猫儿山森林植被碳密度空间分布规律与其地形、地貌趋于一致,从低海拔到高海拔,森林植被碳密度呈现先增加后降低的趋势。

模拟氮沉降对猫儿山亚热带常绿阔叶林土壤细菌多样性和群落结构的影响

为了解大气氮沉降下猫儿山土壤细菌群落的变化规律,以猫儿山亚热带常绿阔叶林为对象,设置4种不同施氮处理[0(CK)、50(Ⅱ)、100(Ⅲ)和150(Ⅳ)g·m^(-2)·a^(-1)],采用高通量测序技术研究不同施氮量对土壤细菌多样性和群落结构的影响。结果表明,处理Ⅲ的特有土壤细菌OTU数量最多。随施氮量增加,辛普森指数降低,处理Ⅱ的辛普森指数最高;随施氮量增加,香农和Chao 1指数均呈先升后降的趋势,处理Ⅲ的香农和Chao 1指数均最高。土壤细菌群落以酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)为主。NMDS和聚类分析表明,不同施氮处理未造成细菌群落结构明显分离。LDA分析表明,处理Ⅲ的差异性物种数量最多,绿弯菌门可作为氮添加后的指示性物种。100 g·m^(-2)·a^(-1)施氮量最有利于土壤细菌生长,150 g·m^(-2)·a^(-1)施氮量对土壤细菌生长有一定抑制作用。

猫儿山自然保护区不同林分类型土壤生态化学计量特征

【目的】为揭示猫儿山自然保护区不同林分下的土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量与化学计量比之间的相关性及其变化特点。【方法】采用野外调查采样与室内实验分析相结合的方法,测定水青冈林、毛竹林、杉木林3种林分类型的不同深度土层土壤有机C、全N、全P、全K养分含量,计算其化学计量比,并用多重比较和相关性分析方法综合评价土壤生态化学计量特征。【结果】不同林分类型土壤养分含量与生态化学计量比都存在显著差异(P<0.05)。土壤有机C、全N含量在林分和土层间差异显著(P<0.05),在同一林分下随土层深度增加而降低。土壤有机C、全N含量在3种林分间表现为水青冈>毛竹>杉木,即以水青冈林分最大,其平均值分别达55.91 g kg^(−1)和4.20 g kg^(−1);全P、全K含量在林分间、土层间存在差异,但未达显著水平;而不同养分含量比C/N、C/P、C/K、N/P、N/K、P/K整体变化相似,在林分间排列顺序为水青冈>毛竹>杉木。相关分析结果表明,土壤有机C与全N、全P与全K间分别呈极显著(P<0.01)和显著正相关关系(P<0.05),而全P与有机C、全N均无显著相关性,全K与有机C、全N呈显著负相关关系。【结论】水青冈天然次生林分土壤有机C、全N高于毛竹人工林、杉木人工林两林分,有较好的养分归还及地力维持效果。

猫儿山交让木叶性状海拔变异格局及其环境影响因子

分析相近树龄单一树种叶性状、叶性状网络的海拔变异格局及其影响因素,有助于排除遗传因素的影响,准确反映环境因子对叶片的作用规律。本研究对猫儿山海拔梯度上中龄林交让木叶片气孔性状、结构性状、化学性状和叶脉性状进行研究,分析了不同海拔(1100、1500和1900 m)叶性状和叶性状网络的变异格局、生活策略以及影响叶性状变异的主要环境因子。结果表明:交让木叶面积、比叶面积、叶厚、叶干物质含量、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量、叶片C∶N、叶片C∶P、叶脉密度和叶脉直径在不同海拔间存在显著差异。年均温和总辐射分别解释叶性状42.1%和16.2%的变异,是驱动交让木叶性状海拔变异的关键环境因子。年均温对叶面积影响最大(R^(2)=0.73),总辐射对叶厚影响最大(R^(2)=0.72),均为显著正相关。1100 m低海拔交让木叶氮含量、叶磷含量较低,叶性状网络整体和内部均表现松散,采取资源保守型策略;1500 m中海拔交让木叶氮含量、叶磷含量较高,叶性状网络整体连接紧密局部松散,通过增强叶性状间的依赖性,显著提高磷利用效率,来应对落叶林分的竞争,采取资源获取型策略;1900 m高海拔交让木叶厚、叶干物质含量和叶绿素含量较大,叶面积较小,叶性状网络局部连接紧密而整体松散,体现了资源保守型策略。叶片C∶P-叶磷含量权衡关系与磷利用效率密切相关,其变化是辨识不同海拔交让木生活策略的重要指示。

猫儿山自然保护区不同林分类型土壤有机碳储量及其剖面分配特征

【目的】揭示猫儿山自然保护区3种不同林分类型土壤有机碳储量差异及其剖面垂直分布特征,为该区域林业碳汇发展提供科学理论依据。【方法】以猫儿山水青冈天然次生林、毛竹人工林、杉木人工林3种典型林分作为研究对象,采用野外调查结合室内分析的方法,测定并计算各林分土壤容重、有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量,并根据各林分结果数据来分析不同林分土壤有机碳储量差异及其剖面垂直分布特征和占比规律。【结果】不同林分类型土壤有机碳含量、有机碳密度及有机碳储量均表现为:水青冈天然次生林>毛竹人工林>杉木人工林。不同土层土壤有机碳含量、有机碳密度及有机碳储量存在显著差异,且均随土层加深有机碳含量等指标降低。水青冈林分土壤总有机碳储量最高,为332.99 t hm^(-2);杉木林分土壤总有机碳储量最低,为225.27 t hm^(-2)。有机碳储量占比也是随土层加深而逐渐变小,土层越深,占比越小。【结论】水青冈天然次生林土壤有机碳储量高于毛竹人工林、杉木人工林,有较好的碳储量积累与固定效应。