火烧对黔中喀斯特山地马尾松林分的影响

采用样地比较法在黔中喀斯特山地上覆第四纪粘土的马尾松人工次生林内,研究了林火对马尾松林分的影响,结果表明过火马尾松林不同部位的受害率为树皮(95.51%)＞树枝(71.49%)＞树冠(62.95%),不同层片的植物死亡率为草本层(100.00%)＞灌木层(30.43%)＞乔木层(29.09%)。马尾松树皮受害率不因径级而变化、树枝和树冠受害率及植株死亡率随径级增高而降低,灌木层物种或全部死亡、或部分死亡、或全部存活,草本层物种或死亡、或萌生。过火马尾松林地生物量的潜在损失量(68.7755 t/hm²)＞直接损失量(12.1818 t/hm²)、直接损失率22.41%,直接损失量中乔木层(6.9382 t/hm²)＞枯物层(3.3441 t/hm²)＞灌木层(2.4964 t/hm²)＞草本层(0.8861 t/hm²),直接损失率中草本层或枯物层(100.00%)＞灌木层(33.36%)＞乔木层(23.59%)。过火马尾松林不同层片的Patrick指数、Gleason指数、Simpson指数和Hurlbert指数损失量为草本层＞灌木层＞乔木层、潜在损失量＞直接损失量,直接损失率中乔木层的相应值为14.29%、14.29%、17.85%、-11.29%,灌木层的相应值为26.76%、26.76%、37.63%、-18.53%,草本层为100.00%。     

林分密度对马尾松林林下物种多样性和土壤理化性质的影响

研究四川新津文峰山1057、1136、1231、1383和1515株·hm^-25种林分密度的25年生马尾松人工公益林林下植物物种多样性、土壤理化性质及其之间的相关性.结果表明:共发现维管植物110种,隶属57科98属;随着林分密度的增大,林下物种呈现出阳生性→中生性→阴生性的演替格局,且不同密度对马尾松公益林土壤的全钾和有机质有显著影响,随着林分密度的增大,林下植物有机质和全钾含量均呈先增大后减小的趋势;林下植物多样性指数和土壤因子含量随林分密度增大的变化趋势大致相同,且均在密度为1136株·hm^-2时取得最大值.全磷、速效钾、全钾和全氮的含量与林下植物多样性指数的相关性最密切.当密度在1136株·hm^-2时更利于提高文峰山马尾松公益林林下物种多样性的稳定性和土壤肥力.     

不同入侵程度下飞机草对喀斯特地区土壤理化性质的影响

外来生物入侵威胁着全球的生物多样性和生态系统的功能,研究外来入侵植物对土壤理化性质的影响有助于理解外来入侵植物的入侵机制。以广西喀斯特地区飞机草（Chromolaena odorata）入侵生境为研究对象,比较分析了不同飞机草入侵程度下（对照、轻度入侵、中度入侵、重度入侵）土壤物理和化学指标变化特征。结果表明：随着飞机草的入侵程度加重,土壤容重显著增加,轻度入侵、中度入侵和重度入侵生境下土壤容重分别比对照增加了10.3%、16.7%、22.3%,土壤非毛管孔隙度、总孔隙度和土壤含水量显著降低,土壤毛管孔隙度无显著变化;飞机草入侵对土壤pH值无显著影响,随着入侵程度加重,土壤速效磷和速效钾的含量显著升高,在重度入侵生境下土壤速效磷和速效钾含量分别比对照增加了4.3倍、3.8倍,土壤全氮和有机质含量显著降低。飞机草入侵显著改变了土壤理化性状,导致喀斯特地区土壤物理结构退化,生态系统水土保持能力下降,同时飞机草通过改变土壤养分循环提高了土壤可直接利用养分的水平,创造对自身有利的土壤环境,进而促进其生长和扩散。     

黔中地区马尾松林土壤细菌群落结构特征研究

揭示黔中地区马尾松林土壤细菌群落组成结构特征.选取黔中地区花溪区的久安乡(HX_JA)、长顺县广顺农场(CS_GS)、白云区长坡岭公园(BY_CPL)和花溪区贵州大学西校区(HX_GD)的马尾松成熟林为调查对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤16S rRNA进行基因测序,经典统计学方法、约束排序分...     

贵州喀斯特石漠化地区植物多样性与土壤理化性质

以贵州典型喀斯特石漠化生态系统环境为研究对象,运用野外取样调查和实验室检测分析方法,研究不同等级石漠化环境植物多样性和土壤理化性质特征及其相关性;运用空间替代时间方法,探讨石漠化演替过程中植物多样性和土壤理化性质的响应,旨在为贵州乃至整个中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建提供理论支撑。结果表明:1)石漠化环境植物群路组成简单,物种丰富度也很低,且随着石漠化程度增加,植被物种组成呈递减趋势;不同等级石漠化环境植物多样性具有显著差异,均匀度指数变化与石漠化等级演替明显耦合,显示了随石漠化程度增加而减小的变化趋势。2)不同等级石漠化环境土壤理化性质存在显著差异,随着石漠化程度增加,土壤理化性质显示了先退化后改善的响应过程。土壤有机质、氮素、毛管持水量、容重和孔隙度与植物多样性具有明显的相关性,在改善土壤理化性质和促进植物多样性恢复方面起着关键作用。3)主成分分析表明,土壤有机质、氮素、钾素、持水状况、孔隙度和植物多样性均匀度指数等是基于土壤理化性质和植物多样性评价石漠化程度的关键指标。基于上述结果,进一步阐述了石漠化演替过程中植物多样性和土壤理化性质的变化规律和响应机制。研究结果对我国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有一定的理论意义和实践指导价值。     

中国南方喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应

以中国西南典型喀斯特石漠化生态系统土壤为研究对象,运用野外定点取样和实验室分析检测方法,研究不同等级石漠化环境土壤理化性质特征;运用空间代替时间方法,探讨石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制,旨在为中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建提供理论支撑。结果表明:1)不同等级石漠化环境土壤理化性质存在显著差异,土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、田间含水量、毛管含水量、pH值、有机质、水解氮、有效磷和全钾均在不同等级石漠化环境间具有显著差异。但这些指标并不是随着石漠化程度增加而一直退化,而是一个先退化后改善的趋势;2)土壤有机质、氮素、毛管持水量、容重和孔隙度与土壤其它绝大多数理化因子具有明显的相关性,是土壤理化性质的关键因子,在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着关键作用;3)主成分分析也表明,土壤有机质、氮素、钾素、容重、持水状况、孔隙度等是基于土壤理化性质评价石漠化程度的关键指标。作者提出了强度石漠化环境裸岩对土壤养分的聚集效应学说和喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制。研究结果对中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有重要的理论意义和实践指导价值。     

林火干扰对油松针叶林物种多样性与土壤理化性质的影响

探究不同程度林火干扰对油松(Pinus tabuliformis)针叶次生林植物物种多样性特征与土壤理化性质的影响以及二者之间的关系,对灾后油松针叶次生林的可持续经营具有重要意义。采用典型样地调查法对山西省药林寺森林公园不同程度林火干扰后的油松次生林群落进行物种多样性分析,并测定土壤理化性质。结果表明：(1)在调查研究样方中共记录到维管植物38种,在不同程度林火干扰下物种种类表现为对照(CK)>重度>中度。(2)乔木层的Simpson指数、Margalef指数与灌木层的α多样性指数在重度林火干扰后与CK相比显著升高;草本层的变化规律与灌木层相反。(3)样地群落稳定性表现为：中度>CK>重度。(4)在重度林火干扰后0—10cm土层中的含水率、有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量与CK相比显著升高35.42%、102.89%、29.41%、21.67%、48.50%,10—20cm土层中的全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾含量与CK相比显著降低54.17%、28.94%、7.47%、1.74%、14.13%。(5)冗余分析结果表明：0—10cm土层中全氮、碱解氮、全磷及1...     

喀斯特退化山地不同类型人工林土壤养分与酶活性

人工植被恢复是喀斯特退化山地生态修复的重要途径之一。本研究探讨了喀斯特山地滇柏(Cupressus duclouxiana)纯林、刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林和滇柏-刺槐混交林等3种类型人工林和未造林地(对照)的土壤养分含量和土壤酶活性及其相关性,为该地区选择适宜的造林树种和方式、改善林地土壤质量提供参考依据。结果表明：(1)4种类型样地土壤均呈碱性,且人工林土壤pH值均显著低于未造林地;人工林土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均显著高于未造林地;全钾、速效钾含量均显著低于未造林地。(2)除碱性磷酸酶外,其余4种土壤酶活性均在滇柏-刺槐混交林中最大。3种类型人工林土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性均高于未造林地。(3)脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶等受土壤养分影响的主要因素不同,过氧化氢酶活性与养分指标之间相关性不显著。(4)冗余分析结果表明,土壤全氮、全磷对喀斯特不同类型林分土壤酶活性影响显著,能解释酶活性变异的60.7%,酶活性-养分特征关系方差累计贡献率为78.8%。喀斯特退化山地营建的人工林植被可提高林地土壤养分含量与酶活性,从而改善土壤质量,...     

喀斯特石漠化山地不同类型人工林土壤的基本性质和综合评价

以贵州喀斯特石漠化山地退耕还林工程区的刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林(RP)、千香柏(Cupressus duclouxiana)人工林(CD)、刺槐千香柏混交林(RD)及未造林地(CK)为研究对象, 探讨了土壤物理、化学性质和土壤酶活性的动态变化, 并对不同恢复类型的土壤质量进行了综合评价。结果显示: 1)各类型人工林的土壤物理特性明显优于未造林地。2)在RP、CD、RD及CK下, 土壤养分和pH值存在显著差异, 且速效养分在不同月份差异明显(p < 0.01)。3) RP、CD、RD及CK下的土壤脲酶的最大活性出现在9月, 最小活性出现于1月; 不同类型的人工林及CK下土壤蔗糖酶的活性存在显著差异(p < 0.01); 土壤过氧化氢酶的活性在一年的测定期内的变化趋势一致, 呈单峰型分布, 而碱性磷酸酶的活性却出现了两次峰值和一次谷值; 土壤多酚氧化酶的最小活性均出现在1月, RP在整个研究期间多酚氧化酶的活性最小。RP、CD、RD及CK下, 土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶5种酶的活性在整个研究期间的平均值排序不同。4)土壤质量综合评价的结果表明, 土壤质量综合评价指数值(SQI)的大小排序为: RP (0.748) > RD (0.590) > CD (0.406) > CK (0.315)。结果表明, 退耕还林后土壤质量得到较明显的改善, 其中刺槐纯林和混交林的效果较好。     

喀斯特天然林植物多样性指数和土壤理化指标的相关性

植物多样性的土壤生态系统功能是喀斯特生态学研究的热点之一。在贵州省茂兰国家级自然保护区不同功能区(干扰等级)内采用野外样地调查和实验室分析相结合的方法,分析了41个喀斯特森林样地的植物多样性指数和土壤理化指标值的变化规律与相关性。结果表明:(1)依据乔木层物种重要值聚类法划分的5个喀斯特森林类型包括小叶栾树-青冈栎林、香叶树-枫香林、香椿-香叶树林、灯台-小花梾木林和檵木-马尾松林,由核心区、缓冲区、实验区至外缘区,乔木层植物多样性指数、林地岩石裸露率、土壤蓄水量、肥力及养分指标呈降低趋势。(2)因子分析表明不同层片植物多样性和不同土层土壤理化因子的相关趋势性各异。相关显著的因子对数量率呈乔木灌木草本的趋势,乔木植物多样性因子起主导作用。(3)喀斯特森林乔木层植物多样性指数和土壤理化指标的相关性分3种类型。直线型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性中较普遍的一类,相应指标对数量率为39.84%;曲线型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性中机理较复杂的一类,相应指标对数量率为46.10%,其中植物多样性指数有拐点值无生态意义的指标对数量率为11.72%,有拐点值有生态意义且呈先降后升、或先升后降趋势的指标对数量率分别为17.19%;无关型是植物多样性指数和土壤理化指标值相关性不显著,相应指标对数量率为54.69%。(4)喀斯特地区水土资源管理为目标的营林措施中,天然林乔木层植物多样性指数对土壤物理、肥力和养分指标响应的拐点值可成为人工造林中物种数量与株数比例选择的参考依据之一。     

Effects of fire disturbance on the soil physical and chemical properties and vegetation of Pinus massoniana forest in south subtropical area

A variety of studies on the impact of fire disturbance on ecosystems has shown that the physical and chemical properties of soil after fire disturbance change notably. Meanwhile, little is known about the effects of different fire intensities on the soil properties and vegetation after fire disturbance, especially in the south subtropical area. In this paper, we analyzed the soil physical and chemical properties, vegetation species and species diversity of fire center, fire edge (which was burned a year ago) and non-burned Pinus massoniana plantation in Gaoyao, Guangdong province, China. The results showed that the soil conductivity, water content, total nitrogen, total potassium, and available potassium content of fire center were significantly higher than those of the non-burned land, and pH was higher than that of fire edge, whereas the available nitrogen, total phosphorus and organic matter content were much lower, which were generally existed in 0–10 cm soil layer and 10–30 cm soil layer. Changes of the soil properties of fire edge were similar with those of fire center, but less significant, and seemed to be more complex. Effects of burning on the vegetation of fire disturbance plots were found to be notable, species number and average height of plants of fire disturbance plots were lower than those of the non-burned plots, a difference of species diversity and uniformity were also shown, and finally, the composition of plant community also changed, e.g., pioneer species such as D. dichotoma, etc., dominated, and drought-resistant plants, heat-resistant plants and positive plants increased after burning.     

改变凋落物输入对川西亚高山天然次生林土壤呼吸的影响

2019年5月-10月,采用LI-8100A土壤碳通量自动测量分析仪对川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的岷江冷杉（Abies faxoniana）次生针叶林（针叶林）、红桦（Betula albo-sinensis）+青榨槭（Acer davidii）+岷江冷杉次生针阔混交林（针阔混交林）和青榨槭+红桦+陕甘花楸（Sorbus koehneana Schneid）次生阔叶林（阔叶林）的土壤呼吸及土壤温湿度因子（对照、去除凋落物和加倍凋落物）进行观测。结果显示：去除和加倍凋落物对土壤温湿度的影响不显著,且3种林型之间的土壤呼吸速率差异不显著。与对照相比,去除凋落物使针叶林、针阔混交林、阔叶林的土壤呼吸速率分别降低了17.65%、21.01%和19.83%（P<0.05）;加倍凋落物则分别增加6.76%、7.28%、8.16%（P>0.05）。3种林分土壤呼吸速率均与土壤温度极显著指数相关,与土壤湿度不相关。对照Q₁₀值变幅为2.01-3.29,去除凋落物降低了3种林型的Q₁₀值;加倍凋落物分别提高了针叶林和降低了针阔混交林和阔叶林的Q₁₀值。土壤呼吸速率仅表现在天然次生林对照处理中受到土壤pH、有机质、可溶性有机氮和草本Pielou均匀度指数的显著影响。研究结果表明,天然次生阔叶林和针阔混交林凋落物对土壤呼吸的贡献及Q₁₀值高于天然次生针叶林,说明在未来CO₂浓度及温度升高背景下,地表凋落物增加并未引起天然次生林土壤呼吸速率成倍增加,更有利于该区域天然次生林尤其是针叶林的土壤碳吸存。     

黔中北亚热带喀斯特次生林动态监测样地：物种组成与群落结构

多年来强烈的人为干扰导致我国西南喀斯特原生森林丧失殆尽并呈现植被灌丛化,甚至石漠化现象。贵州普定县残存的片段化喀斯特次生林是黔中地区北亚热带森林植被的典型代表,可作为监测该区域植被结构和动态的样本。在普定县天龙山建立2 hm~2(200 m×100 m)森林固定样地,对样地内胸径≥1 cm的所有木本植物进行了每木调查,分析了木本植物的物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明,样地内有木本植物独立个体14,025株,隶属于34科55属66种。重要值最大的前3个科依次是壳斗科、胡桃科和樟科。在区系成分上,温带区系成分占总属数的52.7%,而热带区系成分占40.0%,温带成分多于热带成分。稀有种有21种,占总种数的31.82%。重要值≥1的物种共有13种,贡献了88.81%的重要值,重要值排名前三的物种分别是窄叶石栎(Lithocarpus confinis)、化香树(Platycarya strobilacea)和云南鼠刺(Itea yunnanensis)。样地内所有个体的平均胸径仅为5.12 cm,整体径级分布呈倒"J",表明群落更新良好。部分优势种的空间分布表现出较明显的...     

冀北土石山区不同土地利用类型土壤质量评价

为防止北方土石山区的土地和植被在人类活动下进一步退化,为冬奥会赛后制定战略性植被恢复计划,以白桦天然林、落叶松人工林、天然灌草地和弃耕农地为研究对象,基于土壤容重、孔隙度和土壤养分含量等13种土壤理化指标,对冀北土石山区不同土地利用类型土壤质量进行综合评价。结果表明: 冀北土石山区不同土地利用类型土壤质量呈现出白桦天然林>天然灌草地>落叶松人工林>弃耕农地。白桦天然林的土壤质量显著高于其他3种土地利用类型,其土壤全氮(3.24±1.42 g·kg^-1)和全磷(0.59±0.10 g·kg^-1)含量较高,土壤养分的长期积累是阻止白桦天然林土壤退化的最主要原因;天然灌草地受到土壤粗粒含量和地形因素的影响,土壤质量仅次于白桦天然林;经过40年植被恢复的落叶松人工林土壤物理性质得到改良,土壤砾石含量显著降低,而土壤养分指标未发生显著变化;弃耕农田土壤质量最低的主要原因是植被覆盖低及低海拔区域较高的人类活动强度。受土壤全氮含量的影响,4种土地利用类型下的土壤质量随海拔升高而增加,且均在1700 m左右达到峰值。综上,建议加强在低海拔生态脆弱区域的封禁管理和生态恢复措施,同时兼顾高密度林分的可持续发展,增强人工林的生态适应性。     

利用皆伐法估算黔中喀斯特森林地上生物量

精确估算森林生物量对理解全球碳循环至关重要。已有的喀斯特森林地上生物量估算研究存在很高的不确定性,缺乏校准数据检验研究结果的精度。利用皆伐法,首次精确估算了我国西南贵州省中部喀斯特森林的地上生物量,并检验了已有生物量回归方程和平均标准木法对该喀斯特森林地上生物量的估算效果。该喀斯特森林的地上生物量为122.81 Mg/hm²,胸径(D)≥1 cm的木本植物、D<1 cm的木本植物和草本植物的地上生物量分别为120.00、2.56、0.24 Mg/hm²。D在10—30 cm范围内的植株(83.89 Mg/hm²)是地上生物量的主要贡献者。4个优势树种(云南鼠刺Itea yunnanensis、川钓樟Lindera pulcherrima、猴樟Cinnamomum bodinieri和化香树Platycarya strobilacea的地上生物量为103.03 Mg/hm²,占森林总地上生物量的83.89%。干(61.04 Mg/hm²)和枝(40.56 Mg/hm     

重庆岩溶区土壤有机碳库的估算及其空间分布特征

基于重庆市第二次土壤普查和2007年测土配方施肥的1 412个土壤剖面数据,结合重庆岩溶区土壤图、土地利用现状图和行政区划图,在地理信息系统技术的支持下,对重庆岩溶区土壤有机碳密度及储量进行了估算,同时引入有机碳丰度指数这一指标,对有机碳在不同土壤和不同景观中的分布特征进行了分析.结果表明:重庆岩溶区20 cm和100 cm深度的土壤有机碳储量分别为1.43×1011 kg和3.29×1011 kg.不同土地利用方式下重庆岩溶区土壤有机碳密度分布不均匀,20 cm深度的土壤有机碳密度介于1.26～7.20 kg m-2之间,100 cm深度的土壤有机碳密度介于1.43～25.72 kg m-2之间.重庆岩溶区土壤有机碳库在不同土壤和不同景观中的分布具有高度的空间变异性,20 cm深度的土壤和景观有机碳丰度指数分别在0.73～1.74和0.39～1.20之间,100 cm深度的土壤和景观有机碳丰度指数分别在0.32～3.00和0.46～1.70之间.与全国的平均水平相比,单位面积上20 cm深度土壤有机碳储量重庆岩溶区高于全国的平均水平,但单位面积上100 cm深度土壤有机碳储量重庆岩溶区低于全国的平均水平,总体而言,重庆岩溶区是土壤有机碳储量相对贫乏的区域.     

西南喀斯特地区轮作旱地土壤CO2通量

中国已承诺大幅降低单位GDP碳排放,农业正面临固碳减排的重任.西南喀斯特地区环境独特,旱地面积占据优势比例,土壤碳循环认识亟待加强.以贵州省开阳县玉米-油菜轮作旱地为研究对象,采用密闭箱-气相色谱法对整个轮作期土壤CO2释放通量进行了观测研究,结果表明:(1)整个轮作期旱地均表现为CO2的释放源.其中油菜生长季土壤CO2通量为(178.8±104.8)mg CO2·m-2·h-1,玉米生长季为(403.0±178.8) mg CO2·m-2·h-1,全年平均通量为(271.1±176.4) mg CO2·m-2·h-1,高于纬度较高地区的农田以及同纬度的次生林和松林;(2)CO2通量日变化同温度呈现显著正相关关系,季节变化与温度呈现显著指数正相关关系,并受土壤湿度的影响,基于大气温度计算得出的Q10为2.02,高于同纬度松林以及低纬度的常绿阔叶林;(3)CO2通量与土壤pH存在显著线性正相关关系,显示出土壤pH是研究区旱地土壤呼吸影响因子之一.     

苔藓结皮在我国喀斯特石漠化治理中的应用潜力

我国西南喀斯特地区面临着极为严峻的生态环境问题,其中最主要的是石漠化,迫切需要高效、可持续的石漠化治理方式.本文综述了喀斯特石漠化生态系统中苔藓植物的抗逆性和苔藓结皮在提高土层稳定性、增强土壤抗蚀性、提高土壤有机质含量、改善土壤养分状况、影响水分下渗及蒸发、改变降水的再分配格局、促进土壤生物的繁衍生存和植被演替以及增加生物多样性等方面的作用,表明其在石漠化地区土壤过程、水文过程及生物过程中发挥着不可替代的作用.人工培育苔藓结皮成本较低,与环境契合程度高,可作为现行石漠化综合治理手段的重要补充,有望在喀斯特石漠化治理中发挥重要作用.