辽东山区3种林分土壤理化性质和微生物特性研究

以辽东山区长白落叶松人工纯林、长白落叶松-水曲柳人工混交林和次生林3种林分为研究对象,分析表层(0～10cm)、亚表层(10～20cm)、底层(20～30cm)土壤理化性质、微生物含量及其二者相互关系。结果表明:落叶松纯林土壤pH值较次生林和落叶松-水曲柳混交林分别平均降低了5.4%和4.5%,落叶松纯林土壤存在酸化趋势。各林分类型表层土壤总有机碳、全氮、微生物量碳、碳氮比均表现为次生林>落叶松-水曲柳混交林>落叶松纯林,且各指标随土层加深显著降低(p<0.05)。土壤微生物含量受土层的影响显著(p<0.05),其中表层含量最高,表层细菌、真菌和放线菌含量分别为19.09～29.68nmol·g^(-1)、2.47～3.71nmol·g^(-1)和5.59～7.68nmol·g^(-1);次生林表层土壤细菌、放线菌的含量显著高于落叶松纯林(p<0.05)。不同林型之间各土层细菌真菌比(B/F)、革兰氏阳性菌与阴性菌之比(G+/G-)差异显著(p<0.05)。土壤总微生物含量与总有机碳、微生物量碳和全氮含量呈显著正相关。总体上,辽东山区的天然次生林、落叶松-水曲柳混交林与落叶松纯林相比,土壤环境水平改善,为提升辽东山区落叶松人工林纯林质量提供了科学依据。

干旱-高钙对麻栎幼苗非结构性碳水化合物含量和分配的影响

土壤高钙胁迫是干旱-半干旱区影响树木生长的重要环境因子,为阐明干旱-高钙对树木非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrate,NSC)的含量和分配的影响,以麻栎幼苗为研究对象,阐明干旱和干旱-高钙条件对其生长、光合特征及非结构碳水化合物含量与分配的影响。结果表明:干旱显著降低麻栎幼苗生物量,而干旱-高钙处理较干旱进一步降低了麻栎生物量;干旱-高钙在处理初期就能显著抑制麻栎幼苗净光合速率,处理3个月后干旱和干旱-高钙处理的麻栎幼苗光合速率均显著低于对照;干旱处理麻栎幼苗平均非结构性碳水化合物含量增加19.90%,干旱-高钙处理麻栎幼苗整株的平均NSC含量则显著降低25.62%;干旱和干旱-高钙对麻栎幼苗NSC在不同器官间分配也产生不同影响,干旱条件下麻栎幼苗茎中NSC含量增加最多,较对照增加了52.34%,且淀粉的增高幅度(61.94%)高于可溶性糖(25.53%),干旱、高钙共同作用下麻栎幼苗全株平均NSC含量显著减少的同时,NSC积累在叶中,叶NSC含量显著提高32.31%,根、茎中NSC含量则分别显著降低了49.38%和35.31%。干旱-高钙胁迫降低麻栎幼苗NSC含量,且会减少NSC向枝干和根系分配。

半干旱区杨树-沙棘混交林杨树的养分特征

为进一步阐明半干旱地区杨树-沙棘混交促进杨树生长的机理,以辽西地区杨树-沙棘混交林为研究对象,用杨树纯林为对照,研究杨树叶片、凋落物和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及再吸收效率,并对能提高树木抗旱性的重要养分钙(Ca)的吸收进行了研究。结果表明:杨树在纯林和混交林中叶片N∶P分别为21.14和22.03,均大于16,表明杨树生长受到磷限制,混交未改变P对杨树的限制作用;混交林与纯林相比,杨树叶片C∶N和C∶P分别极显著低34.94%和32.82%,杨树叶片枯落物C∶N显著低40.16%,C∶P显著低41%;混交林中杨树叶片N和P的再吸收效率低于纯林,N再吸收效率较纯林低12.53%、P再吸收效率较纯林低22.08%;混交林土壤N和P含量比纯林分别显著提高27.54%和47.83%,但混交林土壤C∶N、C∶P和N∶P与纯林土壤无显著差异;混交林杨树叶片钙浓度显著高于纯林。杨树与沙棘混交后,虽然杨树仍受P限制,但是杨树在混交林中有更高比例的养分进入到养分循环,且凋落物的分解速率更快,土壤养分含量也更高,使杨树获得更多的养分供应,提高杨树生产力。同时,混交林提高了杨树Ca的吸收,使其在干旱环境下获得生长优势。

辽东山区三种典型林型土壤有机碳及其组分含量

分析森林土壤有机碳及其组分含量特征是研究森林生态系统碳循环的基础。本研究以辽东山区典型的天然次生林(阔叶混交林)、落叶松人工纯林和落叶松-水曲柳人工混交林为对象,通过对其不同土层深度(0~10、10~20和20~30 cm)土壤进行样品采集和分析,研究不同林型土壤有机碳(TOC)及其活性有机碳组分的变化特征。结果表明:3种林型土壤有机碳和活性有机碳均随土层深度的增加逐渐降低;3种林型土壤有机碳和活性有机碳含量均是天然次生林>落叶松-水曲柳人工混交林>落叶松人工纯林;其中,表层(0~10cm)土壤有机碳含量分别为61.52、49.22和41.16 g·kg^(-1),活性有机碳以颗粒有机碳(POC)含量最多,分别为20.18、15.84和12.92 g·kg^(-1),轻组有机碳(LFOC)和微生物生物量碳(MBC)次之,分别为13.51、10.04、8.24 g·kg^(-1)和9.06、6.13、5.11 g·kg^(-1),易氧化有机碳(EOC)含量最少,仅为3.54、2.78、2.26 g·kg^(-1);统计分析表明,土壤有机碳与LFOC、POC、EOC和MBC均存在极显著正相关关系(P<0.01)。

基于大样地研究方法的辽宁西北部彰武县阿尔乡疏林地树种组成与群落结构

彰武县地处辽宁西北部科尔沁沙地南缘,其区域植被群落恢复与重建是研究的焦点。以往的研究因缺少群落个体的空间定位,无法准确描述群落物种的空间分布及动态变化。因此,本研究应用森林大样地监测方法,于2014年7月在彰武县阿尔乡建立了1块100 m×100 m的疏林地长期监测样地,对样地内所有胸径不小于1 cm的所有木本植物进行定位调查。结果表明:样地内物种数较少,共10个树种,分属于9科9属;样地内独立个体数为393,包含分枝的个体数为592;群落中优势树种明显,从重要值分析来看,山里红(Crataegus pinnatifida var.major)和加杨(Populus×canadensis)在群落中占有绝对优势(重要值分别为0.316、0.295);家榆(Ulmus pumila)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)在其中亦占有一定的比例(多度分别为47、26),更新较为良好;从物种的空间分布来看,主要树种除樟子松外并未表现出明显的聚集性分布,部分小乔木和灌木树种则表现出相对聚集性分布,但并没有表现出与地形明显的相关性。

辽西两种油松混交林土壤及油松叶片C∶N∶P化学计量特征

为研究混交林对油松生长养分限制因子的影响,选择油松-蒙古栎和油松-侧柏两种辽西地区典型混交林,以油松纯林为对照,测定油松叶片及土壤C、N、P含量并分析化学计量特征。结果表明:油松-蒙古栎混交林改良土壤能力更强,油松-蒙古栎混交林较纯林可显著提高土壤C、N、P含量,同时降低土壤C∶N和C∶P,提高N和P的有效性;油松-侧柏混交林对土壤化学计量特征的影响与油松-蒙古栎混交林相似,但未达到显著水平;油松纯林叶片N∶P大于16,表明油松生长受到P限制,油松-蒙古栎和油松-侧柏混交林中油松叶片N∶P分别比降到14.88和14.02,混交改善了P对油松生长的限制;混交并未显著改变油松叶片P浓度,但显著降低了叶片N浓度,且叶片C∶N及N∶P与叶片N浓度间显著相关,表明混交林对油松叶片化学计量改变的原因不仅在于混交改变了土壤P供应,而且在于改变了油松对N的利用效率。