一种新的生态监测数据质量评估方法——以CERN乔木生长数据为例

将数据可靠性作为有序变量进行分级,在理论上使数据可靠性与主要生态过程、次级生态过程、外部过程等数据源建立关联,构建了一种生态监测数据质量评估方法,提供了一个新的数据质量指数.它通过观察记录的合格率来估计数据集的质量,其检测结果包括了每一条数据的可靠性级别、标记为离群或错误数据的原因,以及完整数据集的质量指数值.将该方法应用于CERN的两个乔木生长数据集,发现该数据质量指数可以定量评估乔木生长数据集的质量.该方法为相关软件的开发提供了基础.     

湖北省主要森林类型生态系统生物量与碳密度比较

利用野外调查数据对湖北省封山育林下的次生林、次生林、人工林森林生态系统碳密度进行了分析,结果表明:封山育林下的次生林、次生林和人工林生态系统乔木层平均碳密度分别为133.87、73.42和111.62t·hm-2,灌木层平均碳密度分别为1.65、1.40和1.52t·hm-2,草本层平均碳密度分别为0.13、0.09和0.13t·hm-2,枯落物层平均碳密度分别为0.47、1.34和0.93t·hm-2,乔木层碳密度作为生态系统碳储量的主要贡献者占总生物碳密度的98.35%、96.29%和97.74%,林下植被(灌木层和草本层)碳密度分别占1.31%、1.95%和1.44%,凋落物层碳密度分别占0.34%、1.76%和0.82%。土壤(0～100cm)碳密度平均值分别为57.04、66.92和54.12t·hm-2,土壤碳密度的60%储存在0～40cm土壤中,并随土层深度增加,各层次土壤碳密度逐渐减少。森林生态系统的乔木层、灌木层、草本层、凋落物层生物量和土壤层碳密度均表现出:封山育林下的次生林、次生林大于人工林。封山育林下的次生林、次生林和人工林碳密度分布序列为土壤(0～100cm)>乔木层>灌木层>草本层>枯落物层。可见,封山育林下的次生林更有助于提高森林碳汇,实施近自然林经营是提升该区域森林碳汇能力的重要途径。     

凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能

通过模拟试验和野外调查对凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能之间关系进行了研究。林分取样调查的结果表明 ,有两个树种凋落物覆盖的几个杉阔混交林土壤脲酶和蔗糖酶活性均明显高于只有杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤 ,酸性磷酸酶活性也呈现相同的变化趋势 ,这 3种土壤酶活性均以具有凋落物种类最多的次生常绿阔叶林土壤最高。除了土壤酶活性升高之外 ,杉阔混交林的土壤有机质和全氮含量也明显高于仅有一种杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤。采用杉木叶凋落物与不同阔叶树种凋落物处理土壤的模拟试验结果表明 ,在凋落物投放量和 (1 5NH4 ) 2 SO4 施用量相同的控制条件下 ,随着投放的凋落物树种组成的增加 ,土壤中 1 5N的残留量也随之增加 ,而其损失量却随之减少 ;土壤中杉木幼树对于 1 5N的吸收量以及杉木幼树的单株鲜重也随着处理凋落物组成树种的增加而增加 ,具有不同树种数量的凋落物处理之间差异显著 (p<0 .0 5 )。可见随着凋落物树种多样性的增加 ,不仅土壤有机质和全氮含量这两个基本的质量指标得到明显改善 ,而且土壤酶活性、土壤养分保蓄功能以及保证幼树良好生长等的生态功能明显改善     

土壤活性有机质及其与土壤质量的关系

活性有机质是土壤的重要组成部分 ,主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质。它在土壤中具有重要作用 :(1)可以表征土壤物质循环特征、评价土壤质量 ,可以作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标 ;(2 )在养分周转中起重要作用 ,是植物的养分库 ,可以提供植物所需要的养分如氮、磷、硫等 ;(3)能稳定土壤结构 ,对维持团粒结构稳定性有重要作用。从土壤养分、土壤物理、化学性质方面讨论了活性有机质与土壤质量的关系。土壤中的溶解性有机碳、微生物生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮和碱解氮等物质的含量呈正相关。活性有机质受土壤质地、含水量、温度等因素影响 ,与土壤酸碱度、阳离子交换量等也有关。土壤微生物生物量碳和微生物量 C/有机碳比与土壤粘粒、粉粒含量呈正相关、与砂粒含量呈负相关     

杉木与固氮和非固氮树种混交对林地土壤质量和土壤水化学的影响

第 1代人工杉木林皆伐后 ,3种不同的经营模式 ,即连载杉木纯林、杉木与固 N阔叶树混交林和杉木与非固 N阔叶树混交林 ,对林地土壤质量和土壤水化学的影响进行了比较。结果表明 ,在杉树与阔叶树混交经营模式下 ,土壤养分含量增加 ,物理性状改善 ,土壤生物活性提高 ,微生物商 (Cmic:Corg)上升 ,代谢商 (q CO2 )稍有下降 ,但杉木与固 N树种的混交对土壤质量的改善效果比杉木与非固 N树种混交好 ;相反 ,杉木连载只能导致林地土壤质量的逐渐恶化 ;土壤溶液中 ,主要来自于大气中的一些离子浓度 ,如 SO2 - 4,Cl- ,Na 和 Mg2 ,在杉木纯林中显著高于混交林 ,而主要受系统内影响较大的一些离子 ,如 K 和NH 4,NO- 3,在经营模式间变异较小 ;H 和 Al3 浓度也是杉木纯林比混交林高。另外 ,研究结果还表明 ,总有机 C、CEC和微生物 C与其它土壤理化性质与生物学性质之间存在着较好的相关性 ,所以可以将总有机 C、CEC和微生物 C作为红黄壤地区亚热带人工林土壤质量的指示指标     

不同人工林生态系统林地土壤质量评价

利用定位研究方法,综合比较了第2代连栽杉木纯林、杉木与阔叶树混交林以及阔叶纯林3种人工林生态系统对林地土壤质量的影响．结果表明,与连栽杉木纯林相比,在杉阔混交和阔叶树轮栽两种经营模式下,土壤养分含量增加,物理性状改善,土壤生物活性提高．利用土壤质量评价体系在对土壤功能评价的基础上,直观评价了3种经营模式的土壤质量状况．在研究区内,杉木与阔叶树混交以及阔叶树轮栽的水分有效性、养分有效性和根系适宜性以及最终的土壤质量指数均处于中等水平,而连栽杉木林的水分有效性、养分有效性和根系适宜性较差,土壤质量指数处于较低水平．总有机C、阳离子交换量和微生物生物量C与其它土壤理化性质和生物学性质之间明显相关,可将其作为研究区土壤质量的指示指标;土壤微生物生物量C、N、P与土壤总有机C、土壤全N、土壤全P含量之间也存在较好的相关性。     

根系分泌物生态学研究

在植物生长过程中 ,由根系的不同部位分泌或溢泌一些无机离子及有机化合物 ,这些物质统称为根系分泌物。植物在其生长过程中不断地分泌无机离子及有机化合物 ,这是植物长期适应外界环境而形成的一种适应机制。早在 2 0世纪 5 0年代就有人对植物根系分泌物进行了研究 ,Ｒｏｖｉｒａ等[4 3] 和Ｖａｎｃｕｒａ等[4 7] 对根土界面根系分泌物进行了系统的研究 ,切尔诺布里维卡[2 6 ] 研究了植物根系分泌物的生物学作用 ,揭示了其在间作中的作用 ,直到 70年代对根系分泌物的研究才出现了蓬勃发展的趋势。近年来的研究表明 ,根系分泌物是保持根际微…     

酚类物质对杉木幼苗15N养分吸收、分配的影响

 应用15N同位素示踪技术,通过盆栽实验研究了香草醛和对羟基苯甲酸对杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗N素养分吸收、分配的影响,结果发现香草醛及其与对羟基苯甲酸的混合物（浓度比1∶1）明显抑制了杉木幼苗的生长和对15NO3-离子的吸收,10 mmol·L-1的香草醛使杉木幼苗根、茎、叶生物量分别下降了25.3%、13.5%、5.7%,15N吸收量分别减少了38.5%、48.1%、46.5%;10 mmol·L-1的混合物使杉木幼苗根、茎、叶生物量分别下降了33.5%、36.0%、21     

亚热带森林土壤理化性质的异质性和最佳取样量

准确获取最佳取样量有助于提高土壤理化性质的测量精度.采用经典统计学方法,研究了亚热带常绿阔叶林和杉木人工林2个林型土壤理化性质的异质性,运用传统法和自助法研究在90%精度下评估土壤养分含量的最佳取样量.结果表明: 2个林型中土壤pH值和C/N表现为弱变异,其他养分指标均为中等程度变异;常绿阔叶林土壤全C、全N等全量土壤指标的变异系数显著大于杉木人工林,而速效指标差异不显著;2个林型中所有土壤指标的评估误差均随取样量的增加呈现出先急剧曲线下降后稳定的趋势,均值也由剧烈波动转向平稳,并且过多的取样并不能有效提高均值测定精度;常绿阔叶林土壤含水率、全C、全N、NO₃^--N、全K、全Ca、全Mg的取样量都显著大于杉木人工林,杉木林土壤NH₄⁺-N的取样量显著大于阔叶林,而其他指标二者间差异不显著;同一林型各个指标间取样量差异更加明显,NH₄⁺-N、NO₃^--N等速效指标的取样量显著大于全C、全N等全量指标.因此,建议在土壤调查或监测过程中充分考虑土壤理化性质的异质性,最佳取样量必须依据于取样的目的和土壤指标的变异信息.     

管理措施对人工林土壤质量的影响

可持续性生产力是人工林发展的一个关键问题。然而,人工林培育过程中常出现土壤质量退化和人工林生产力下降等问题。管理措施是人工林发展过程中土壤质量变化的一个重要因素,正确的管理措施能够维护和提高林地的土壤质量。管理措施主要包括整地、施肥、林地收获与凋落物管理和营造混交林等。不同的整地方式、整地强度、整地时间等能改变土壤物理、化学和生物学性状,进而对其土壤质量产生一定的影响;施肥措施能改善土壤质量、提高人工林生产力,而过量施肥能够导致林地养分的流失和地下水质的恶化;木材收获和林地凋落物焚烧导致人工林系统养分的大量流失,加强对人工林系统有机物质的保护有利于林地土壤质量的改善;营造混交林在一定程度上有利于土壤质量维护,由于物种间存在复杂的相互关系,其对混交树种、混交方式和立地条件的选择等管理措施均能影响土壤质量。最后,文章对今后人工林管理措施对土壤质量影响的重点研究方向作了展望。