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[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
吴鹏
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
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴鹏 崔迎春 赵文君 舒德远 侯贻菊 丁访军 杨文斌
【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。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
黄宗胜 符裕红 喻理飞
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...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
邓承佳 袁访 卜通达 梁红 宋理洪
[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。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
许宇星 王志超 张丽丽 竹万宽 杜阿朋
[目的]为了解雷州半岛尾巨桉速生人工林生态系统的C、N、P分配格局及化学计量特征。[方法]采用空间换时间的方法,选取雷州半岛4种不同林龄(1、3、5、7 a)的尾巨桉人工林为研究对象,对尾巨桉叶片、凋落物及土壤的C、N、P含量及化学计量特征进行测定分析。[结果]表明:C、N含量表现为叶片>凋落物>土壤,P含量表现为叶片>土壤>凋落物,且3个库间差异显著;土壤的C含量随林龄增加而增加,N、P含量差异不显著,土壤C∶N随林龄的增加而增加,说明土壤有机质分解速率逐渐下降;凋落物的C∶N为54. 07 92. 18 (> 25),表明尾巨桉林下凋落物分解速率较慢,N元素成为主要限制凋落物分解的元素,凋落物的C∶N随林龄的增加先增加后下降,凋落物分解速度先降低后升高;叶片的N∶P为10. 80 12. 98,说明中幼林龄尾巨桉受N限制较明显。相关性分析表明:凋落物养分元素含量受叶片限制,土壤养分含量受凋落物限制,表明生态系统内部C、N、P元素在植物、凋落物与土壤之间实现了运输和转换。[结论]雷州半岛尾巨桉中、幼林龄时期土壤有机质及凋落物分解速率较慢;随林龄的增加,土壤有机质、凋落物分解速率下降,N元素成为其主要分解限制性元素,林分生长受N限制明显。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王飞 白青蒙 曹秀文 刘锦乾 齐瑞 赵阳 张涛 陈学龙 李波 王若鉴
【目的】以甘肃南部白龙江辽东栎Quercus wutaishansea Mary、红桦Betula albosinensis Burk和糙皮桦Betula utilis D.Don 3种次生林为研究对象，测定植物叶片-凋落物-土壤C、N、P含量，研究3种次生林C、N、P含量及化学计量特征间的相互作用规律与机制，进而更好地理解其潜在生态学过程和影响机理。【方法】采用群落生态学研究方法，在研究区分别设置3块50 m×50 m固定样地，选取样地叶片-凋落物-土壤测量C、N、P含量，运用养分利用效率和再吸收效率分析植物对土壤环境变化的响应和养分利用策略。【结果】结果表明：1)3种次生林有机C、N、P含量均表现为叶片>凋落物>土壤，叶片有机C、P含量高于全国植物叶片平均值，N含量略低于全国平均值，土壤有机C含量高于全国平均值，但是N、P含量低于全国平均值，叶片有机C、N和P含量显著高于凋落物和土壤（P <0.05），凋落物有机C、N和P含量显著高于土壤（P <0.05）。叶片N∶P在11.21～12.98之间，凋落物C∶N在30.63～36.75之间，表现出植物生长和微生物分解凋落物受到N元素的限制；土壤N∶P在1.84～2.21之间，辽东栎最小，糙皮桦最大，糙皮桦N、P计量比显著大于其他2种（P<0.05）。2）糙皮桦叶片N含量内稳态弱，辽东栎和红桦叶片N含量具有较高的内稳态，3种次生林P含量具有较高的内稳态，在土壤低P限制下植物能保持P平衡，限制性养分元素在植物体内的含量具有相对稳定性，对环境变化的响应也较为稳定。植物叶片对N、P的再吸收率表现为红桦>辽东栎>糙皮桦，且对N的吸收率大于P。【结论】3种次生林生长、凋落物分解受N限制明显，土壤P含量较低，N、P是限制白龙江3种次生林生长的主要因素。研究结果旨在为甘肃南部白龙江次生林生态功能恢复与演替提供科学依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴鹏 崔迎春 赵文君 舒德远 杨文斌 丁访军
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...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
周汀 崔迎春 叶雨艳 赵文君 侯贻菊 吴鹏 丁访军
【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。
[期刊] 林业科学
[作者]
喻理飞 朱守谦 叶镜中 魏鲁明 陈正仁
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...
[期刊] 林业科学
[作者]
张东来 毛子军 张玲 朱胜英
凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程。森林凋落物和土壤中的酶在森林凋落物分解过程中起着重要的作用。本文对森林凋落物分解过程中酶活性的测定方法及影响因素进行了综述,结论为:提取技术的不断提高使得对森林凋落物分解过程中的酶进行定量测定及精确测定其活性成为可能;森林凋落物分解过程中的酶活性受生物因素、非生物因素及凋落物自身化学组成的影响;微生物群落是影响酶活性的主要生物因素,土壤有机质、温度和湿度等是影响酶活性的重要非生物因素;对凋落物分解与酶系统相互作用机制的研究将成为凋落物分解过程中酶活性研究的一个发展趋势。
关键词：
凋落物分解 酶活性 进展
[期刊] 林业科学
[作者]
龙翠玲 余世孝 魏鲁明 熊志斌
调查茂兰喀斯特森林林隙干扰特征,并对林隙特征、林隙的形成方式进行探讨。结果表明:1)林隙大小分布表现出以小林隙为主的偏正态分布,但在总林隙面积比例上,大林隙所占的比例较大;2)林隙大多数在20年前形成,估计林隙形成速率为0.55个·hm-2a-1,返回间隔期为270年;3)林隙密度约为20个·hm-2,林隙平均面积(69.7±45.71)m2,扩展林隙平均面积(152.7±79.43)m2,林隙和扩展林隙占所调查林分面积的比例分别为13.9%和30.6%;4)林隙形成方式以折干为主,但因地形差异,槽谷、坡地、漏斗的主要形成方式分别为干中折断、拔根倒和干基折断;5)大多数林隙由1～4株形成木形成...
关键词：
林隙 干扰状况 茂兰 喀斯特森林
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
许宇星 王志超 竹万宽 杜阿朋
【目的】了解雷州半岛不同品种桉树(Eucalyptus spp.)速生人工林生态系统的碳、氮、磷分配格局及化学计量特征,为其科学经营提供依据。【方法】选取雷州半岛赤桉(E.camaldulensis)、粗皮桉(E.pellida)、托里桉(E.torelliana)、尾叶桉(E.urophylla)人工林为研究对象,以湿加松(P.elliottii×P.oaribaea)人工林为对照,对各桉树人工林生活叶、凋落物及土壤(020cm)的碳、氮、磷含量及化学计量特征进行测定分析。【结果】各桉树林分有机碳和全氮
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张亚琴 郭其强 罗丝琼 盘金文 姚珊 郭有燕
【目的】植物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量关系反映其土壤养分利用效率及林下光环境对植物的养分限制状况。针对17年生马尾松Pinus massoniana人工林林下4种灌木叶片与土壤全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)养分含量及生态化学计量特征进行研究,探索马尾松林下灌木养分状况,为马尾松林下复层经营提供理论基础和实践参考。【方法】以马尾松林下4种灌木(荚蒾Viburnum dilatatum、檵木Loropia chinense、南烛Vaccinium bracteatum、油茶Camellia oleifera)为研究对象,测定叶片和土壤的TC、TN、TP含量,分析马尾松林下4种灌木植物叶片和土壤TC、TN、TP含量及其化学计量特征以及相关性。【结果】植物叶片TC含量大小顺序表现为南烛>油茶>荚蒾>檵木,叶片N、P表现为荚蒾>檵木>南烛>油茶,TC与TN、TC与TP表现为油茶>南烛>檵木>荚蒾,TN与TP表现为南烛>油茶>檵木>荚蒾。线性拟合表明,植物叶片TC与TN、TP含量及化学计量呈负相关关系,TN与TP呈正相关关系。相关性分析表明,植物叶片与土壤TC、TN、TP含量及计量比无显著关系,表明植物的化学计量特征受植物自身遗传影响较大,同时也反映了4种灌木对林下环境的适应与响应。【结论】植物叶片TC、TN、TP含量对生长有显著影响,更适合作为林下灌木生长变化指标,而土壤TC、TN、TP含量对生长影响不大。
关键词：
马尾松 林下 灌木 土壤 生态化学计量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴建召 崔羽 贺静雯 刘颖 李键 林勇明 王道杰 吴承祯
【目的】在我国西南强地震影响区生态恢复重建的背景下,探明植被覆盖率、植物群落物种多样性、生物量变化与6种主要矿物质元素含量和植物C、N、P化学计量特征,有助于深入认识地震灾区植被恢复的动态过程。【方法】以汶川地震重灾区典型区汶川县威州镇(干旱河谷气候)和绵竹市汉旺镇(亚热带季风性气候)的受损治理样地与未受损样地为研究对象,分析两种气候区受损治理区(Destroyed and treated area,DTA)和未受损区(Undestroyed area,UA)的植被恢复特征和植物不同器官主要元素含量及其化学计量特征。【结果】(1)亚热带季风性气候区的植被恢复率(65. 74%)高于干旱河谷气候区(50. 68%),其中干旱河谷气候区和亚热带季风性气候区DTA的变异系数分别40. 44%和23. 06%,高于未受损区的14. 49%和8. 62%;(2)植物不同器官生物量仅茎在两个气候区DTA和UA间表现显著差异(P K> Ca> Mg> P> Na;(4)通过叶片氮磷比(N∶P)发现,干旱河谷气候DTA和UA主要受P限制,而亚热带季风性气候DTA和UA主要受N限制。【结论】通过上述研究说明,气候可能是影响植被恢复的主导因子,应充分考虑影响植被和土壤恢复的限制养分因子。研究结果可为我国西南地震灾区的生态功能恢复与重建提供科学依据。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
崔雪 王海燕 邹佳何 秦倩倩 杜雪 李翔 张美娜 耿琦
[目的]研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。[方法]以长白山北坡4块面积1 hm~2的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象,采集0～20、20～40 cm土样,收集半分解层(F层)和完全分解层(H层)凋落物,测定凋落物碳、氮、磷与土壤pH、有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾,并计算凋落物现存量及凋落物-土壤化学计量比。采用相关性分析和冗余分析等方法研究云冷杉-阔叶混交林凋落物特征与土壤养分及化学计量比的关系。[结果]凋落物现存量与0～20 cm土壤碳氮比呈极显著正相关(P 碳氮比>氮磷比。[结论]完全分解层凋落物氮是影响云冷杉-阔叶混交林0～20 cm土壤pH、有机质、全磷、速效钾和土壤碳磷比的关键因子;凋落物氮为20～40 cm土壤全氮的主要来源。因此,凋落物氮可能是驱动研究区土壤养分变化的重要因素。
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