改善杉木人工林的林地质量和提高生产力的研究

杉木人工林在我国亚热带森林生态系统中和木材生产上占有十分重要的地位。但杉木纯林在整个生长发育过程中,林地养分被大量消耗,土壤微生物数量逐年减少,生化活性和氧化代谢功能下降,致使林地质量退化,生产力降低。特别是杉木纯林连栽,地力递减,香草醛类有毒物质积累,环境退化更加严重,生产力下降30％以上。试验证明,杉木火力楠混交林不仅能减轻杉木纯林诸多弊端,而且表现了良好生态、经济效益,是解决上述问题的一个重要途径。     

不同林地清理方式对杉木林土壤肥力的影响

研究了杉木林采伐迹地及采伐后的炼山迹地的土壤物理性质、养分含量、微生物数量和酶活性.结果表明,采伐迹地的非毛管孔隙比杉木林地增加23%,自然含水量和毛管持水量则下降2%;炼山迹地土壤容重比杉木林地增加10%,非毛管孔隙、自然含水量和毛管持水量分别下降61%、48%和26%.采伐迹地有机质、全N、全P和全K含量分别比杉木林地下降14%、14%、3%和22%,炼山迹地分别下降37%、37%、47%和7%.采伐迹地碱解N和有效K含量分别比杉木林地增加24%和31%,有效P含量比杉木林地下降1%;炼山迹地的碱解N、有效P和有效K含量分别比杉木林地下降2%、43%和40%.采伐迹地的细菌、真菌和放线菌数量比杉木林地增加1.4、11.3和0.8倍;炼山迹地细菌数量比杉木林地减少24%,真菌和放线菌数量增加了.0和0.倍.采伐迹地脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶活性分别为杉木林地1.9、1.6和2.1倍,而炼山迹地分别为后者的3.4%、90%和106%.湿润土壤有机质、全N和全P含量高,疏松多孔的土壤有利于碱解N、速效P、速效K积累和脲酶活性的增加.真菌数量随毛管孔隙的增加而减少.通气良好有利于提高土壤过氧化氢酶活性.     

杉木人工林生态系统中氮素的动态特征

本文介绍会同县18年生杉木人工林生态系统中氮素的分布、转化、消长和循环方面的初步研究。结果表明,该系统总氮量为12287.6公斤/公顷,其中约有97％存在土壤库中,植物固定的氮仅占总氮量的2.5％。杉木枝叶中的氮含量因受“稀释效应”的影响,表现为随时间的推移而降低,尤其是在当年生枝叶的萌发初期。该生态系统每年经水文学途径获得7.35公斤N/公顷,径流输出0.98公斤N/公顷,即该系统每年以6.37公斤/公顷的速率净积累氮,表明杉木林生态系统对氮素的保存和利用的能力较高。文章还建立了氮素动态数学模型并进行初步模拟。     

杉木人工林生态系统水文学过程的养分特性

根据5a定位观测的数据,对湖南会同24～28a生的杉木人工林生态系统各水文学过程中的养分特性进行了研究。结果表明：林冠降水是杉木人工林生态系统养分输入的重要来源,其中Ca的养分含量最高,P的含量最低。林内穿透水各养分元素的含量明显高于林冠降水中养分的含量。除Ca外,树干茎流中其它养分元素的含量为林冠降水的6倍以上。可见,林内穿透水和树干茎流是杉木林生态系统内养分循环的重要组成部分,有利于提高系统的养分利用率。地表径流中除硝态氮外,各元素的含量与穿透水的含量接近,其中P、Na和K三种元素的含量较低,但未超过林冠降水中养分元素含量。地下径流中N和K的含量较低,而Ca的含量与林冠降水相比没有差异。因而地表径流和地下径流不可避免的造成生态系统的养分损失,但24～28a生杉木林生态系统的调控能力较强,地表径流和地下径流量较小,生态系统的养分损失也相对较小,养分为净积累。不同季节之间水文学过程中养分元素含量存在一定程度的差异。降水形态、雷电和地形等要素影响养分元素含量。硝态氮在冰雹中未检出,而在雨水中的含量是雪水的2倍。铵态氮、K和Mg等元素在雨水中的含量最高。P和Ca以雪水的含量最高,与雨水和冰雹相比不存在数量级差异。雷电明显增加降水中养分的含量,特别是林冠上层的低空放电使降水中N的含量增加3～5倍。由于山谷和山麓的立地条件较好,其穿透水中养分含量比山坡的高,山谷与山麓的大致相等。在采集水样进行养分分析时,应考虑降水时间、降水形态和地形等因子的影响。     

湖南会同杉木人工林生态系统碳素密度

利用定位观测数据 ,对杉木人工林生态系统的碳素密度进行了探讨。结果表明 :不同年龄的杉木枝、叶中碳素密度的季节变化规律均表现为冬季 >秋季 >夏季 >春季。叶的碳素密度平均为 0 .5 0 4 4 g C· g- 1 ,变异系数 2 .0 8% ,枝的碳素密度平均为0 .4 4 79g C· g- 1 ,变异系数为 2 .2 5 %。不同层次的叶碳素密度的变化范围在 0 .4 6 12 g C· g- 1 ～ 0 .5 5 2 4 g C· g- 1 之间 ,平均值的大小排列顺序为 :上层叶 >中层叶 >下层叶。不同层次枝条的碳素密度在 0 .3917g C·g- 1～ 0 .4 96 5 g C· g- 1之间 ,平均值的大小次序为 :中层枝 >上层枝 >下层枝。 10年生杉木各器官的碳素密度变化范围为 0 .4 5 2 9g C·g- 1～ 0 .4 972 g C·g- 1 ,11年生的为 0 .4 5 80 g C· g- 1 ～ 0 .5 0 2 2 g C· g- 1 ,14年生的为 0 .4 5 80 g C· g- 1 ～ 0 .5 0 93g C· g- 1 之间 ,变异系数范围为 1.6 8%～ 8.4 4 %。不同器官的碳素密度按高低排列基本上为树叶 >树皮 >树根 >树干 >树枝 >球果。随着杉木林年龄的增长 ,林下植被各组分、死地被物的碳素密度变化规律不明显。同一林分中各层次植物的碳素密度高低排列顺序为 :乔木层 >灌木层 >草本层。 10年生和 14年生杉木林土壤各层的碳素密度随土壤深度的增加而逐渐下     

不同年龄阶段杉木人工林植物热值分析

应用会同国家野外科学观测研究站的连续定位测定资料,研究了杉木林不同林龄阶段乔木、灌木、草本和枯死物热值动态变化。结果表明:同一林龄阶段,杉木叶的热值皮枝干根,杉木各器官热值随林龄增加而增大;相同林龄的灌木叶热值枝根,草本地上部分热值根,灌木和草本的热值随林龄增大而减少;同一林龄的凋落叶的热值凋落枝碎屑死根,枯死物热值随林龄增加而增大;整个杉木林系统,乔木层热值灌木草本枯死物;灰分含量与会同杉木器官热值的大小与变化关联性不密切,与灌木、草本呈显著负相关(P0.05);会同杉木热值随林龄变化与器官随林龄增大木质化程度提高,以及不同年份的降水量、太阳辐射、温度有关;林分不同层次植物热值的变化与某个层次的植物接受的光能资源量关系密切。     

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.     

不同间伐强度对杉木人工林碳储量及其分配的影响

间伐改变了林分环境,影响林木生长及碳储量,准确评估不同间伐强度对杉木人工林生物量及碳储量的影响对碳汇林业的发展具有重要意义。2013年,以中国林业科学研究院热带林业实验中心1992年造林并于2005年实施3种不同间伐强度(74%:H、50%:M和34%:L)的杉木人工林为研究对象,样地内每木检尺,实测样木生物量,并结合杉木群落各组分含碳率的实测值,对杉木人工林的生物量和碳储量进行估算,结果表明:H(74%)显著增加了林木的胸径(P0.01),分别比M(50%)、L(34%)和CK(0%)增加了13.65%、20.74%和18.37%。3种间伐强度之间树高差异均不显著,而CK的树高均大于3种间伐强度的树高,分别比H、M和L增加了6.64%、15.73%和16.70%。与对照相比,H显著增加了林木的单株生物量(P0.01)。对照林地乔木层的碳储量均显著高于其他3种间伐强度的乔木层碳储量(P0.05),而乔木层各器官碳储量大小顺序为:树干树枝树根树皮树叶;3种间伐强度和对照处理杉木人工林之间的生态系统碳储量差异性不显著(P0.05),其中乔木层和土壤层为主要碳库,两者所占总的碳储量超过生态系统总的碳储量的97.62%。     

杉木人工林土壤有机质研究

土壤有机质在养分循环、土壤理化性质等方面具有重要作用,是陆地生态系统重要的碳库,对全球碳素循环的平衡起着重要作用．本文详细阐述了杉木林地土壤有机质的性质与组成。杉木连栽对土壤有机质含量、腐殖质结合形态的影响以及林分发育过程中土壤有机质的变化,炼山、整地、施肥等经营活动对杉木林地土壤有机质的影响．杉木纯林有机质含量和质量均低于混交林,且随栽植代数的增加有机质含量和质量呈下降趋势,林地土壤肥力下降．最后提出应加强对土壤有机质周转模型、有机质组分,尤其是活性有机质以及有机质与全球碳循环关系的研究．     

杉木人工林水量平衡和蒸散的研究

 本文根据我们严密设计的小集水区径流场连续6年的水文测定数据,进行了杉木人工林水量平衡和蒸散的研究。结果表明：集水区年平均降雨量1065.5mm, 在林冠作用面降雨量的分配中,林冠截留雨量264.6mm,截留率24.8%;穿透过林冠层的雨量799.82mm,树干径流量1.08mm,分别占降雨量的75.1%和0.1%。林内降水到达林地时,在枯枝落叶层这个作用面上净降水进行再分配,其中,地表径流量9.27mm,地下径流量203.00mm,总径流系数0.199。土壤蓄水量月变化较大,但年变化很小,占降雨量的1.2%。系统水量最大的输出是蒸散,每年以气态形式返回大气的水量866.03mm,占降雨量81.3%。在蒸散的水量中,林冠截留雨量的直接物理蒸发量为264.6mm,占总蒸散量的31.6%。     

磷胁迫对不同杉木无性系酸性磷酸酶活性的影响

 缺磷是限制目前农林业产量的一个重要因子,传统的农林业生产主要通过施肥和土壤改良来满足植物对磷的需求,近年来人们开始发掘磷高效利用植物来替代传统方法提高磷的利用效率。杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国亚热带地区最重要的造林树种之一,生长快、材质好、产量高,在中国人工林经营中占有重要地位。为揭示磷素胁迫条件下杉木无性系酸性磷酸酶的变化规律和筛选磷高效利用杉木无性系,通过土培试验,设计4种磷素处理水平(正常供磷16 mg•kg－1、轻度磷胁迫8 mg•kg－1、中度磷胁迫4 mg•kg－1、重度磷胁迫0 mg•kg－1),进行磷素胁迫条件下不同杉木无性系酸性磷酸酶(APA)活性的比较研究。结果表明：缺磷条件下1年生杉木叶片和根际的APA活性明显高于正常供磷处理。随缺磷时间的延长、不同杉木无性系酸性磷酸酶的变化规律不同,其中8号、24号、37号无性系叶片和根际的APA活性明显高于正常供磷处理;5号、9号无性系根际APA活性虽然增幅较大,但其叶片酶活性变化较小;3号、23号、34号无性系整体而言对磷胁迫不敏感,缺磷条件不对其叶片APA及根系APA活性造成显著影响。在磷胁迫条件下,杉木无性系可通过叶片及根际酸性磷酸酶活性的增强来适应环境磷缺乏,但不同杉木无性系对磷缺乏的适应性存在明显差异,因此能否将APA活性作为杉木无性系磷效率的评价指标之一仍需作进一步研究。     

香草醛对杉木幼苗养分吸收的影响

 通过模拟实验研究了不同浓度的香草醛对杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗养分吸收和根系活力的影响,结果发现,当浓度为1 mmol·L-1时,香草醛能够显著抑制杉木幼苗对NO－3、NH+4、SO24-及HPO24-离子的吸收和根系活力（p<0.01）,而浓度为1×10-2 mmol·L-1时香草醛却促进了杉木幼苗对HPO24-离子的吸收（p<0.01）。这说明高浓度的香草醛能够通过化感作用对杉木幼苗产生影响,降低杉木幼苗的根系活力,进而减少了杉木幼苗对养分离子的吸收,从而影响了杉木幼苗的生长。     

不同杉木无性系磷素特性的比较

通过土培试验,进行磷素胁迫条件下不同杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系磷素特性的比较研究。结果表明:在磷胁迫条件下不同杉木无性系的干物质积累、磷素吸收效率和磷素利用效率均存在显著差异。随着磷胁迫的加剧,不同杉木无性系的干物质积累量和磷素吸收效率下降,而磷素利用效率增强。总体而言,8、9、24、37号无性系的干物质积累量受胁迫影响最小,23号无性系受胁迫影响最大。其中8号无性系的磷素吸收和利用效率均较高,24、37号无性系的磷素吸收效率较高,而9号无性系的磷素利用效率较高,23号无性系的磷素吸收和利用效率均较低。 在磷胁迫条件下,杉木无性系可通过提高磷素吸收效率和利用效率途径来提高杉木对环境磷素的利用。     

杉木幼林生态系统凋落物及其分解作用研究

在尤溪人工林生态站内,对杉木幼林生态系统凋落物数量、组成、动态、养分归还量及分解作用的定位研究结果表明：杉木幼林生态系统年均凋落量为１．０６ｔｈｍ－２,杉木凋落物各组分占总量的比例表现为：叶＞枝＞杂物＞花果,其中枝叶占杉木幼林凋落物的９３．４０％。杉木幼林凋落物凋落节律表现为双峰型,两个凋落高峰分别为３月和１２月。每年通过凋落回归林地的Ｎ、Ｐ、Ｋ分别为８．５０ｋｇｈｍ－２、０．６８ｋｇｈｍ－２、６．５２ｋｇｈｍ－２,不同处理凋落物的分解速率表现为：埋置处理＞地表淋溶处理＞地表无淋溶处理,地下埋置及降水淋溶能促进凋落物的分解。     

杉木与主要阔叶造林树种叶凋落物的混合分解

杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ）与主要阔叶造林树种叶凋落物混合分解实验是用网袋法进行的。目的是检验“杉木叶凋落物与阔叶凋落物混合分解时,杉木叶凋落物的分解速率和养分释放都可得到加强”这样一个假设。结果发现,杉木与火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａ ｍａｃｃｌｕｒｅｉ ｖａｒ．ｓｕｂａｌａｎｅａ）、桤木（Ａｌｎｕｓ ｃｒｅｍａｓｔｏｇｙｎｅ）叶凋落物混合分解时分解速率有较强的促进作用,而     

外加氮源对杉木叶凋落物分解及土壤养分淋失的影响

采用原位（Ｉｎ ｓｉｔｕ）模拟实验方法研究了外加Ｎ源对杉木叶凋落物分解及土壤养分淋失的影响,结果表明,施加ＮＨ＾＋４－Ｎ时,杉木叶凋落物的失重率与对照（未加任何Ｎ的处理）相比,没有差异：而施加ＮＯ＾－１－Ｎ时,使杉木叶凋落物分解速率显著提高（ｐ＝０．０５,达１０％以上,与施加ＮＨ＾＋４－Ｎ相比,施加ＮＯ＾－３－Ｎ明显促进了杉木叶凋落物的分解（ｐ＝０．０５）。施加ＮＨ＾＋４－Ｎ和ＮＯ３＾－－Ｎ会产生     

杉木上舟皮盘菌属一新种

本文报道在安徽省岳西县发现的舟皮盘菌属(Ploioderma Darker)一新种,即毁坏舟皮盘菌(P.destruens Y.R.Lin et Hou P.nov.)。该种以子囊具长柄,侧丝顶端显著膨大以及产生分生孢子果和线纹等特征,区别于近似种P.handelii(Petrak)Y.R.Lin et Hou。在发生地,此菌引起严重的杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.]梢枯病。     

杉木种子涩籽地理流行趋势的研究

本文应用趋势面分析福建省杉木种子涩籽地理流行趋势,建立涩籽地理流行数学模型,阐述其流行规律,绘制山涩籽地理流行图,并将其划分成四个区：1．闽西南杉木涩籽流行递减区;2．闽东南杉木涩籽流行递增区;3．闽北杉木涩籽流行递减区：4,闽中北闽西北杉木涩籽流行渐稳区。同时建议将大型杉木种子园建在建瓯县。     

杉木种源胸径生长地理变异规律的研究

“ｋｒｉｇｅ”技术是空间内插稀疏观测资料的随机方法。本文应用该方法,对全国杉木种源试验５５个试验点的４３个共同种源的胸径生长结果进行地理变异分析。结果表明：“ｋｒｉｇｅ”空间内插技术能准确反映杉木种源胸径生长的地理变异规律,拟合优度达到９１．７％。用４３个种源中的３３个杉木种源胸径生长作为已知点预测剩余１０个杉木种源胸径生长,预测精度达９５．８５％,说明用“ｋｒｉｇｅ”技术研究杉木种源地理变异是可行的,也为种源区划提供了有力的新工具。