采用空间代替时间的方法,研究了茂兰退化喀斯特森林自然恢复中凋落物现存量及其碳库特征。结果表明:随群落恢复凋落物现存量呈减少趋势,早期减幅大,中后期减幅小;随群落恢复凋落物现存量演化受地貌因子、群落生活史、土壤微生物的影响较大,受水热条件的影响较小;凋落物现存量生物量与其分解失重率、表层土壤微生物量碳有较强的负相关关系;凋落物分解失重率与表层土壤微生物量碳呈极强的正相关关系;随群落恢复凋落物现存量含碳率变化不显著,凋落物现存量碳密度变化规律与凋落物现存量变化规律一致,单位面积凋落物碳储量表现为碳源效应,且早期碳源效应较强、固碳能力不稳定,中后期碳源效应较弱、固碳能力稳定;凋落物碳密度(Y)与其现...

本文基于生态化学计量学理论,借助以空间替代时间的方法,以茂兰喀斯特森林自然恢复过程中的草本群落阶段(HS)、灌木灌丛阶段(SS)、乔林阶段(AS)和顶极常绿落叶阔叶混交林阶段(CS)等为研究对象,对各演替阶段的植物叶片、凋落物和土壤的C、N、P、K含量和化学计量特征以及N、P养分重吸收率、群落多样性指数和比叶面积等进行了研究。主要结果如下:1.植物叶片C、N、P、K含量及化学计量特征的总体分布(1)茂兰喀斯特地区68种优势植物叶片C、N、P、K含量的变化范围分别为309.57573.21 g·kg-1、5

【目的】研究茂兰喀斯特森林植被自然恢复过程中不同演替阶段土壤养分与化学计量的动态变化规律,探讨两者间的相互关系,定量评价各影响因子对其的解释程度,阐明群落演替与土壤性状演变间的内在耦合关系,旨在为该区域植被的恢复与重建提供理论依据。【方法】以草本群落、灌木灌丛群落、乔林群落和顶极常绿落叶阔叶混交林群落等演替阶段为研究对象,每个演替阶段各设置3个固定样地,样地内根据不同小生境随机布设12个土壤剖面,分层取样,测定土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量,并计算其化学计量比。【结果】研究区土壤的SOC、TN、TP和TK含量均值分别为54.72、4.67、0.73和8.53 g/kg,且SOC、TP和TN含量相互间均存在显著或极显著正相关,表现出相对一致的变化规律;C:N、C:P、C:K、N:P、N:K和P:K分别为11.95、79.16、6.50、6.64、0.550 1和0.085 2;从变异系数来看,除TK含量和C:N属弱变异性以外,其余土壤养分含量及化学计量比均属中等变异性。随植被的正向演替,不同演替阶段的SOC、TN和TP含量基本上均呈上升趋势,而TK含量则呈倒"V"字型变化,表现为:乔林阶段>顶极阶段>灌木灌丛阶段>草本阶段;各演替阶段不同土层深度的SOC、TN和TP含量均表现为0～10 cm要高于10～20 cm,而TK含量则无明显变化。土壤化学计量特征随演替的进展其变化趋势差异较大;在土壤剖面层次上,各演替阶段除C:N不同土层深度间无显著差异以外,其余也均表现为0～10 cm要高于10～20 cm。冗余分析结果表明,土层深度和群落演替是调控该区域土壤养分含量和化学计量特征的主要因素,对其解释程度分别为32.82%和32.19%。【结论】研究区土壤有机碳含量相对较高,氮、磷养分含量丰富,植物生长受氮(或磷)素限制的原因可能是土壤养分含量的有效性偏低所致;减少人为干扰、加之适当的保护,促进群落的正向演替,提高喀斯特森林生态系统的稳定性和抗干扰性,有利于土壤养分的积累;研究初步揭示了众多影响因子对土壤养分含量和化学计量特征的解释程度,对喀斯特森林的保护具有重要的指导意义。

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征。结果表明:同一恢复阶段的同一土层中1 2 mm、0.5 1 mm团聚体质量百分比(4.74%52.37%)与其质量百分比有机碳贡献率(2.87%59.98%)均高于0.25 0.5 mm、20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.57 11.93 g·kg-1)均随植被自然...

[目的]揭示土壤动物在喀斯特森林凋落物分解中的作用，深入认识喀斯特生态脆弱区植物-土壤系统养分的循环过程。[方法]采用凋落物袋法，以贵州中部地区喀斯特森林优势木本和草本植物凋落物（白茅、圆果化香树和翅荚香槐）为研究对象，进行持续1年的原位分解，通过排序分析、随机森林模型等多元统计分析方法，探究不同体型土壤动物群落对森林凋落物分解的影响。[结果]不同处理间凋落物质量损失率差异显著，草本植物凋落物白茅质量损失率最高，木本植物凋落物翅荚香槐损失率最低。一定范围内，凋落物质量损失率与碳氮比成反比。土壤动物平均增加了24.89%的凋落物分解，中小型土壤动物作用（15.34%）大于大型土壤动物作用（9.55%）；土壤动物对凋落物分解的贡献率在分解前期较后期大。从凋落物袋中共捕获土壤动物13 733头，分属21个类群，优势类群为蜱螨目和弹尾目；随机森林模型结果显示，前气门亚目、长角(虫兆)目、短角(虫兆)目、伪蝎目、中气门亚目、蚁甲科在凋落物分解中起到关键性作用。[结论]除草本植物外，黔中喀斯特森林凋落物分解速率与碳氮比成反比。土壤动物在凋落物的分解中具有重要作用，且在分解前期贡献较大。

基于野外实地调查与室内浸水法,对桂西南喀斯特山地5种具有代表性的植被类型(灌丛林、灌木林、乔灌过渡林、蚬木林和仪花林)林下凋落物的蓄积量进行了研究,并对各植被类型的持水特性和拦蓄能力进行对比研究。结果表明:不同植被类型的凋落物蓄积量变幅在2.73～4.59 t.hm-2之间,从大到小排列为:蚬木林>乔灌过渡林>仪花林>灌丛林>灌木林,差异显著(P<0.05)。自然含水率和最大持水率的变幅分别为15.47%～36.36%和128.23%～168.36%,差异极为显著(P<0.01)。蚬木林的自然含水量最大,仪花林则最小;灌丛林的最大持水率最大,仪花林最小。各植被类型凋落物的最大持水量之间差异不显...

【目的】为探究喀斯特森林植物叶片功能性状对不同小生境的响应，阐明喀斯特森林植物在严酷生境下的生存策略。【方法】以10种典型喀斯特森林植物为研究对象，基于其生长的小生境类型（土面、石面和石沟），对其植物叶片的叶面积（LA）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）、叶片含水量（LWC）、叶密度（LTD）和叶干物质含量（LDMC）结构型性状，以及净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）和羧化效率（CE）功能型性状进行了研究。【结果】不同生活型植物，常绿乔木的LDMC与LTD较落叶乔木和常绿灌木均显著偏高（P 石沟>土面；Gs、Tr、WUE均为石沟>石面>土面，而Pn、Ci、CE则均表现为土面>石面>石沟。【结论】在土面生境中，植物生长所需水分和养分等资源供给稳定，对外界资源竞争压力较小，具有较高的SLA和LWC以及较低的LDMC、LT和光合能力，因此植物自身抗逆性、资源获取与保持能力相对较弱，趋向于生长缓慢、资源竞争力弱的生存策略；石面生境严苛，资源竞争压力大，其LDMC和光合能力均相对高于土面植物，而SLA、LWC及LA则反之，因此其抗逆性及资源获取与保持能力强于土面植物，趋向于生长缓慢、资源竞争力强的生存策略；而在石沟生境中，生存条件相对较好，植物LDMC、LT、LA及光合能力均强于其他生境植物，且SLA则相对较低，因此植物抗逆性、资源获取与保持能力相对较强，趋向于生长快速、资源竞争力强的生存策略；常绿乔木位于叶经济谱“慢速投资收益性”一端，常绿灌木位于“快速投资收益型”一端，而落叶乔木则位于两者之间属于中间型。

以贵州茂兰国家级自然保护区内的喀斯特原生乔木林和次生林为研究对象,利用LI-Cor-6400-09(土壤呼吸叶室)连接LI-6400便携式CO2/H2O分析系统,通过改变凋落物输入,研究了2种群落类型添加和去除凋落物对其土壤呼吸速率以及5 cm深度土壤温度的影响。结果表明:改变凋落物输入对2种群落类型5 cm深度土壤温度产生的差异不显著(P>0.05),但均表现为:添加凋落物>对照>去除凋落物。喀斯特原生乔木林和次生林添加凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.98和3.31μmol/(m2·s),分别比对照的年均增加了32.21%和26.20%;去除凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.07和2.14...

[目的]探究不同植被恢复阶段林地凋落物层现存量及其碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量的差异,为亚热带地区退化林地的植被恢复和管理提供科学依据。[方法]采用空间代替时间的方法,在位于亚热带丘陵区的湖南省长沙县选取地域相邻、环境条件基本一致的4种处于不同植被恢复阶段林地:檵木-南烛-杜鹃灌草丛(LVR)、檵木-杉木-白栎灌木林(LCQ)、马尾松-柯(又名石栎)-檵木针阔混交林(PLL)、柯-红淡比-青冈常绿阔叶林(LAG)作为一个恢复序列,设置固定样地,按未分解层、半分解层和已分解层采集凋落物层分析样品,测定凋落物层现存量以及不同分解层凋落物C、N、P含量及其化学计量比。[结果]1)凋落物层及其各分解层凋落物的现存量总体上随着植被恢复而增加,同一林地不同分解层表现为:已分解层>半分解层>未分解层,不同分解层之间的差异随着植被恢复而增大。2)凋落物层C含量以PLL最高,LCQ最低,而N、P含量总体上随着植被恢复而增高;C、N、P含量随着凋落物的分解而下降。3)无论是整个凋落物层C储量还是各分解层凋落物C储量,均以PLL最高,其次是LAG,LVR最低,而N、P储量随着植被恢复而增高。4)整个凋落物层以及各分解层凋落物的C/N比值均表现为:PLL>LVR>LCQ>LAG,而C/P、N/P比值总体上随着植被恢复呈下降趋势;C/N、C/P、N/P比值基本上随着凋落物的分解而下降。[结论]随着植被恢复,凋落物层现存量及其N、P含量增加,C/N、C/P、N/P比值下降,体现了生态系统物质循环随着植被恢复逐渐优化。

研究了贵州茂兰国家级自然保护区退化喀斯特森林自然恢复过程中群落的动态特征。群落组成结构变化体现于不同适应等级种组的变化 ,不同恢复阶段各种组的优势地位不同 ,草本群落阶段与草灌过渡阶段 ,灌丛灌木阶段与灌乔过渡阶段 ,常绿落叶阔叶林阶段与顶极群落阶段其居优势地位的种组分别为先锋种 ,次先锋种和过渡种 ,次顶极种和顶极种 ,种组替代规律是先锋种经次先锋种、过渡种最终被次顶极种和顶极种替代。随着退化喀斯特群落自然恢复 ,群落高度 (0 6～ 16 9m)、盖度 (0 2 9～ 0 79)、显著度 (0 872 0～2 1 8981cm2 ·m- 2 )逐渐提高 ,而密度早期增大之后逐渐降...

在研究贵州茂兰国家级自然保护区退化喀斯特森林自然恢复过程中群落组成、结构、功能的基础上 ,提出了退化群落恢复潜力度、恢复度和恢复速度 3个评价指标和计算方法 ,分析了退化群落在自然恢复过程中群落高度、盖度、实生株 /总株数、组成结构、显著度、生物量等特征指标的恢复潜力度、恢复度和恢复速度的变化 ,并进行综合评价。结果表明 :低一级演替阶段群落向相邻更高一级演替阶段群落恢复的潜力度最高 ,群落自然恢复是由低级阶段向高级阶段顺序替代过程 ;早期阶段恢复潜力度较高、恢复度低、速度慢 ,中期阶段恢复潜力度高、恢复度中等、速度快 ,后期阶段恢复潜力度低、恢复度高、速度慢。群落整体恢复速度低于群落各特征指...

【目的】探究西南喀斯特地区植被自然恢复演替过程中典型群落的土壤碳氮储量变化特征，为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。【方法】采用空间代时间方法，在重庆市中梁山喀斯特槽谷选取弃耕地（弃耕半年）、草地（5～10 a）、灌丛（15～25年）、灌乔林（30～40年）和乔木林（50～60年）作为一个植被自然恢复演替序列，设置固定样地，采集0～10、10～30、30～50、50～70 cm土层土壤样品，测定有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）、铵态氮（NH_4~+-N）、硝态氮（NO_3~--N）含量及碳氮比（C/N）和土壤pH值，估算各演替序列下土壤的碳氮储量，分析在自然恢复演替不同阶段的土壤碳氮含量与储量特征。【结果】植被自然恢复演替显著提高了土壤SOC和TN含量与储量（P <0.05），土壤TN储量与土壤SOC含量显著正相关（P<0.01），与土壤TP含量显著正相关（P<0.001）。

基于浙江省森林资源监测中心2010年6—9月的森林凋落物碳密度数据和浙江省森林资源连续清查(CFI)数据,利用克里格插值法研究浙江省森林凋落物碳密度空间变异特征。结果表明:浙江省森林凋落物碳密度为10.2～4 589.8 kg·hm-2,均值为1 627.1 kg·hm-2,森林凋落物平均碳密度在全国范围内处于较低水平;浙江省森林凋落物碳密度变异系数为0.54,半变异函数基台效应(Nugget/Sill)为62.75%,变程为42.69 km,其空间分布存在区域差异;克里格插值显示浙江省森林凋落物碳密度由内陆至东南沿海呈下降趋势。

为了研究退化喀斯特植被恢复过程中土壤的生物学特性,采集贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内不同恢复阶段(祼地阶段、草本群落阶段、灌木群落阶段和乔木群落阶段)的土壤样品,采用微生物培养法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同季节及根际和非根际土壤微生物数量的分布特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤中的微生物数量分布存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤细菌、真菌、放线菌的数量及其总数明显上升,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段;土壤剖面上土壤微生物数量均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,具体表现为A层>B层(P<0.05);从季节变...

【目的】凋落物作为森林生态系统的重要组成部分,是林地土壤有机质的主要物质库和维持土壤肥力的基础。虽然国内外已经进行了很多关于凋落物分解的研究,但是针对喀斯特地区丛峰洼地小流域不同森林群落的混合凋落物分解还未有研究,而森林凋落物能够为喀斯特丛峰洼地的森林植被恢复提供养分和营养元素,其主要是通过分解释放养分参与物质循环实现的,因此森林凋落物分解速率及养分情况对于该地区生态恢复具有重要意义。【方法】以黔西北喀斯特峰丛洼地7个典型群落下凋落物为研究对象,于2019年收集7个群落下凋落物进行分解实验,并进行养分测定,包括有机碳、氮、磷含量测定,计算凋落物分解速率,建立分解速率模型。并分析不同分解时间下相同群落有机碳、氮、磷和化学计量的差异以及相同分解时间下不同群落间有机碳、氮、磷和化学计量的差异。【结果】1)7种群落的分解系数变化范围在0.043～0.073,分解t0.5为0.8～1.2 a,分解t0.95为3.4～5.7 a。2)有机碳在7个群落中均表现为释放。有机氮除了F群落为释放外,其余6个群落都为富集。有机磷含量除了C群落为释放外,其余6个群落都为富集。3)碳氮比在7个群落中均为释放,碳磷比在7个群落中均为释放,氮磷比在A、C、D群落为富集,在B、E、F、G群落为释放。【结论】贵州省喀斯特地区丛峰洼地小流域不同森林群落的凋落物分解速率及养分变化情况与林分类型、立地条件等差异显著,建立得到分解率与化学指标之间的关系模型,对于该地区森林维持和植被恢复具有重要意义。