杉木人工林不同发育阶段土壤微生物数量及其生物量的变化

土壤微生物参与土壤中多种生物化学反应,如矿化-同化、氧化-还原等,是植物营养转化、有机碳代谢及污染物降解的驱动力,在土壤肥力演变,尤其是养分循环中具有重要意义。土壤微生物生物量是指除了植物根系和体积大于5×103μm3的土壤动物以外的土壤中所有活的有机体的量(Paulet a     

浅谈杉木人工林土壤微生物群落结构特征

指出了杉木人工林土壤微生物群落结构特征对杉木人工林的种植有着重要意义。基于此,分析了杉木人工林与土壤微生物群落结构特征的相关理论,从数量分布、垂直分布、季节性变化等不同角度论述了杉木人工林土壤微生物群落结构特征,为以后的研究工作奠定了理论基础。     

第2代杉木人工林营养元素积累的动态特征

对第2代杉木人工林N、P、K、Ca和Mg等5种营养元素含量、积累量、年净积累量与分配及其随林分年龄的变化趋势进行了研究.结果表明:8年生,11年生和14年生林分营养元素积累量依次为325.18、343.55和482.61 kg/hm2,其中乔木层分别占78.31%、89.15%和85.64%,灌草层分别占10.90%,2.77%和5.28%,地表现存凋落物层分别占10.79%、12.13%和9.08%;乔木层均以N或Ca积累量最多,其次是K和P,Mg最小;不同组分营养元素积累量的分配随林分年龄的增长发生变化,由8年生和11年生以树叶和树枝为主,逐渐转移到14年生以干材、树根和树皮为主;林分营养元素年净积累量分别为31.83,27.84和29.52 kg/(hm2·a),林木中同一组分各营养元素年净积累量与各组分营养元素积累量变化顺序一致,即为N、K或Ca＞P＞Mg,3个林分年龄杉木林每积累1t干物质需要的营养元素总量分别为7.12、5.56和5.45 kg,其中对N或Ca的需求量最大,其次是K和P,Mg最小.因此,在杉木林的经营管理中,保护和恢复林下植被将有利于维持林地持久生产力.     

杉木林地土壤微生物数量的分析研究

对不同年龄、不同生长代数杉木林地及立地条件相同的檫树林地土壤微生物数量的分析表明,①随杉木年龄的增加,林地土壤中的细菌、真菌及微生物总量表现出“低高低”的变化趋势,而氨化细菌数则随年龄的增力。而增加,②细菌、放线菌和微生物总量檫树林地明显高于杉木林地,但各类菌的组成比例均无明显不同,③头栽杉木林地土壤的细菌、放线菌微生物总量及氨化细菌分别是二栽林地的1.52、1．42、1．47和2．79倍,但真菌数量两类林地无差异,从各类菌所占比例来看,只有真菌比例二栽林地有增加的趋势,细菌、放线菌两类林地间无明显不同。     

湖南会同第2代杉木人工林地土壤酶活性

为探讨湖南会同第2代杉木人工林林地土壤质量状况,研究了林地土壤酶活性特点及其与土壤肥力的关系.结果表明：随着第2代杉木林林分年龄的增长,土壤酶活性呈递减趋势;土壤酶活性随土壤深度增加而下降,0-30 cm土层中的酶活性明显高于30-60 cm土层;立地条件不同,土壤酶活性也不同,山顶和山脊土壤酶活性明显低于山腰,而山腰又低于山洼,自然恢复杉木林地（Ⅶ区）的土壤酶活性明显高于20年生的第2代杉木人工林地（Ⅲ区）;各种土壤酶活性夏季最高,其它季节酶活性因不同酶而异,土壤酶活性与土壤其它肥力因素的关系密切,林地土壤中各种酶活性之间共同作用影响土壤养分状况.     

模拟氮沉降对杉木人工林土壤微生物的影响

在杉木人工林中开展N0(对照),N1(60kgN·hm-2a-1),N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平氮沉降模拟试验,连续处理7年后,探讨外加氮源对土壤微生物的影响。结果表明:各土层中,低氮处理(N1)可增加土壤微生物生物量碳含量、微生物生物活性和微生物群落碳源利用能力,而中、高氮处理(N2和N3)则呈抑制作用;低氮处理(N1)能提高土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数与均匀度指数,而中、高氮处理使指数降低;主成分分析结果表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理土壤微生物群落利用的的碳源类型存在较大差异。     

间伐对杉木人工林土壤酶活性及微生物的影响

[目的]研究间伐对杉木人工林土壤微生物数量、酶活性及关系的影响,试图了解不同间伐强度作用下土壤恢复的过程和机制,为人工林经营提供理论依据。[方法]以18年生杉木人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,分析4种间伐强度TS0(未间伐(0.0%),1 800株·hm-2)、TS1(轻度(16.7%),1 500株·hm-2)、TS2(中度(33.3%),1 200株·hm-2)和TS3(重度(50.0%),900株·hm-2)下杉木人工林土壤微生物数量及土壤酶活性特点,探讨土壤微生物数量与酶活性的相关性。[结果]表明:间伐3年后,林下土壤层酶活性和微生物数量显著提高,不同土层间土壤微生物数量和酶活性均差异显著;间伐显著提高了土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性,除过氧化氢酶(15 30、30 45 cm)、碱性磷酸酶(0 15、30 45 cm)以及脲酶(30 45 cm)以TS3处理的酶活性最高外,其他酶活性在各土层和不同间伐强度下均以TS2处理的酶活性最高;土壤各层微生物以细菌数量最多,其次是放线菌,硝化细菌最少,且TS2处理的微生物数量最多。土壤过氧化氢酶和脲酶活性均与细菌、真菌和硝化细菌数量呈极显著正相关,与放线菌数量呈极显著负相关,氨化细菌数量与过氧化氢酶活性呈负相关,而与脲酶活性呈正相关;碱性磷酸酶活性与细菌、真菌和硝化细菌数量呈正相关,与氨化细菌数量呈极显著负相关,与放线菌数量呈负相关;蔗糖酶活性与细菌、真菌和氨化细菌数量呈极显著正相关,与硝化细菌数量呈正相关,与放线菌数量呈负相关。[结论]间伐改善了林分环境、光照、温度以及林下植被的发育,提高了林下土壤酶活性并增加了微生物数量。间伐3年后的综合表现表明,中度间伐最利于杉木人工中、近熟林阶段的经营,对于改善土壤性质较好。     

不同林龄杉木人工林土壤微生物群落代谢功能差异

【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤理化性质以及微生物对碳源利用的差异,明确林龄对土壤微生物功能多样性的影响,为杉木人工林可持续经营管理提供理论依据。【方法】在福建武夷山脉选择3、12和38年生的杉木人工林,采用Biolog-ECO法研究不同林龄杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物对碳源的利用特征,并对土壤微生物利用各类碳源的特性进行热图分析、主成分分析(PCA)和相关性分析,揭示利用碳源的差异及导致差异的主要影响因素。【结果】不同林龄杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、McIntosh多样性指数和McIntosh均匀度指数均随林龄的增加而增加。在96~168h培养时间内,38年生杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性显著高于12年生和3年生(P<0.05)。38年生对酚酸类、胺类和氨基酸的利用强度较大,12年生对酚酸类、多聚物和氨基酸的利用强度较大,3年生对多聚物、羧酸和碳水化合物的利用强度较大,并且38年生土壤微生物群落代谢碳水化合物、氨基酸、羧酸和胺类的强度显著高于3年生,而12年生和3年生土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异不显著(P>0.05)。热图分析结果表明:38年生和12年生杉木人工林土壤微生物群落能够代谢31种碳源底物,而3年生杉木人工林土壤微生物群落仅能代谢19种碳源底物。环境因子中,土壤pH、全氮、速效钾和碳氮比能够显著影响微生物群落的代谢功能。【结论】38年生杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,3年生最低,pH、全氮含量随林龄的增加而上升,碳氮比则随林龄增加而下降,因此林龄是驱动杉木人工林土壤生物学和非生物性质变化的重要因素。     

不同代杉木人工林根际及非根际土壤微生物数量及种类的变化

This article dealt with the amounts and species of rhizosphere and non-rhizosphere micoorganism of the 1st and 2nd generation of Chinese fir in Shanxia and Shangcun Farms of Sub-tropical Forestry Center, CAF in Fenyi County, Jiangxi Province. It was found that the amounts and species of the actinomycetes in soil of second generation Chinese fir plantation are obviously lower than those in the first generation’s,so do the Bacillus, Azotobacter and Cellulomonas in the bacteria. But in the second generation Chinese fir plantation, the amounts of fungi and the percentage of Agrobacterium, Micrococcus and Chromobacferium in soil bacteria, Penicillium in soil fungi are much higher than those in the first one’s. The amounts of rhizosphere actinomycetes are lower than those in the non-rhizosphere’s of both 1st and 2nd generation Chinese fir plantation, yet the amounts of rhizosphere bacteria are the opposite.     

天然次生阔叶林转变为杉木人工林对土壤微生物量的影响

在我国南方,天然次生阔叶林转变为杉木人工林是一种常见的管理措施。为研究森林利用方式转变对土壤微生物量的影响,我们在中国科学院会同森林生态实验站比较了天然次生阔叶林、第一代和第二代杉木人工林土壤理化性质和微生物量。杉木人工林土壤有机碳、全氮、铵态氮和微生物量碳氮含量明显低于天然次生阔叶林。第一代、二代杉木人工林土壤微生物量碳仅为天然次生阔叶林的53%和46%,微生物氮为97%和79%。杉木人工林土壤微生物量碳占有机碳的比例也低于天然次生阔叶林土壤,但微生物量氮则相反,为杉木人工林高于天然次生阔叶林。因此可以得出,天然次生阔叶林转变为杉木人工林以及杉木林连栽引起了土壤生物学特性和土壤质量降低。图2表3参36。     

杉木人工林土壤酶活性对氮沉降的响应

对12年生杉木人工林开展N0(0kgN·hm-2a-1)、N1(60kgN·hm-2a-1)、N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平的模拟氮沉降试验,探讨亚热带森林土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶)活性对氮沉降增加的响应。试验采取2种施氮方式,即在缓冲区采取1年1次性施入氮,而在中心区每月施入等量氮。结果表明:缓冲区1次性施氮后30天内每10天土壤酶活性变化趋势和中心区按月施氮后酶活性动态均表现为N1始终促进3种酶活性(相对于N0处理);N1和N2处理对土壤酶活性的影响依施氮时间和土层深度不同而异,没有表现出明显的促进增加或抑制作用;随土层深度增加,3种酶活性均表现出明显降低趋势。     

立地管理措施对2代6年生杉木林生长的影响

在福建省南平峡阳国有林场进行5种不同立地管理措施对29年生第1代杉木人工林采伐后营造的6年生第2代杉木人工林生产力影响的研究.结果表明:BL3(收获树干和树皮、加倍采伐剩余物)处理的6年生2代杉木林生长最好,其次为BL1(全树收获)和SB(收获树干和树皮,炼山)处理,BL2(收获树干和树皮,不炼山)和BL0(收获地上所有有机质)处理杉木生长最差.5种处理的第2代杉木林地位指数与第1代相比,BL3和BL0处理分别上升0.56和0.27,其余3种处理则有下降.BL1、SB和BL2处理地位指数分别比1代下降0.39、045和0.63.不同处理之间的差异均未达到统计上的显著水平.     

杉木人工林林地土壤CO2释放量及其影响因子的研究

采用碱液吸收法对湖南省会同生态定位站郁闭杉木人工林林地土壤CO2 释放量进行测定 ,并分析温度、水分和土壤C N比对林地土壤CO2 释放量的影响。结果表明 :郁闭杉木人工林林地土壤CO2 释放量在 0 10 5 2～0 5 5 90g·m- 2 h- 1 之间变化 ,且具有一定的季节变化规律 ,总体趋势是夏季高 ,其他季节低 ;林地土壤CO2 释放量与林内气温、土壤各层 (0、5、10、15、2 0cm)温度和土壤各层 (0、10、2 0cm)含水量在一定范围内呈一元线性正相关 ,与土壤C N比也呈一元线性正相关 ;以林内气温、土壤各层 (0、5、10、15、2 0cm)温度为依据得到的Q1 0 依次为 2 0 8、2 2 2、1 94、2 2 8、2 5 1、2 2 3;林地土壤CO2 释放量与林内气温的相关性最强 ,为极显著相关 ,偏相关系数为 0 916 (p <0 0 1) ,与土壤各层 (0、5、10、15、2 0cm)温度也是极显著相关 ,偏相关系数均在 0 818以上 (p <0 0 1) ,但与土壤C N比和土壤各层 (0、10、2 0cm)含水量相关不显著 ,偏相关系数为 0 4 5 2～ 0 6 12 (p >0 0 5 )     

第二代杉木人工林生物量的研究

根据湖南会同生态站１０ａ的定位实测数据，对第二代杉木人工林的生物量进行了研究．结果表明：第二代１０年生杉木林的生物量为６３．８３ｔ·ｈｍ－２，年净生产力为１０．９１ｔ·ｈｍ－２，干和根的增长幅度大体持平；生态系统生物量分配为乔木层＞草本层＞灌木层＞死地被物层．该项研究可为杉木连栽造成的影响提供基础数据．     

连栽杉木人工林土壤肥力变化的主分量分析

对江西分宜县大岗山不同立地指数(12、14、16指数)、不同生长阶段(幼龄林、中龄林和成熟林)的1、2代杉木人工林23项土壤因子进行了测定,运用主分量分析筛选出评价杉木人工林土壤肥力的3个综合因子,并用主分量分析结果进一步对所选的样地进行综合评分、排序。2代杉木人工林综合得分均低于对应的1代杉木人工林,表明连栽杉木人工林土壤肥力下降的事实;1代杉木人工林不同发育阶段土壤肥力的变化趋势为：从幼龄林发育至中龄林阶段,林地综合地力呈下降趋势;从中龄林发育至成熟林阶段,林地综合地力略有回升,说明杉木人工林土壤肥力下降孕育在1代林阶段。     

杉木林土壤渗滤水溶解有机碳含量与迁移

森林是陆地生态系统中最重要的碳库,森林土壤中的碳占全球土壤有机碳的73%,在全球碳循环中起着重要作用(David et al.,1988).溶解有机碳(dissolved organic carbon,简称DOC)虽然仅占有机碳的很小部分,但对调节阳离子淋洗、金属溶解、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义.     

杉木林杆材阶段能量积累和分配的研究

目前森林生态系统生产力的研究 ,多以干物质量作为指标 ,这对深入了解生态系统的功能 ,生态效益都有一定的局限性。必须把生物量与能量结合起来 ,因为生物量和能流的研究 ,是人工林生态系统结构和功能的研究中最主要的一环 ,是研究物质生产、物质循环和能量流动的基础。关于森林各组织器官的热值和能量的研究 ,国内外许多学者做过这方面的工作。刘世荣等 (1990 )研究了落叶松 (Larixgmelinii)林群落能量积累、分配、固定和转化的规律 ;陶金川等 (1990 )探讨了银鹊树 (Tapisciasinensis)群落的生物量和能量的现存量 ;张文其等 (1995 )对鹤山…     

杉木人工林水土流失及养分损耗研究

１９８４～１９９６年在江西分宜县中国林科院亚热带林业实验中心的３个林场,分别对杉木人工林幼龄林、中龄林及近熟林进行了８组水土保持及养分循环方面多点的试验观测,对杉木人工林水土流失及养分损耗作了研究。结果表明,杉木人工林水土流失以幼林阶段为最大,其次中龄林阶段,最小是近熟林阶段。幼龄林地表迳流量为５４６．０ｍ＾３．ｈｍ＾－２,土壤侵蚀总量为１０５０．０ｋｇ．ｈｍ＾－２,土壤侵蚀量尤为明显;中龄林地表迳流量为５０６．９８ｍ＾３．ｈｍ＾－２;而近熟林地表迳流量为４７７．２５ｍ＾３．ｈｍ＾－２,土壤侵蚀量可略而不计。幼龄林流失有机质５０．０４９ｋｇ．ｈｍ＾－２,养分为３１．５０８ｋｇ．ｈｍ＾－２;中龄林流失有机质为６．０８０ｋｇ．ｈｍ＾－２,养分流失量为２．０９６ｋｇ．ｈｍ＾－２,而近熟林养分流失量为１０．７８４ｋｇ．     

杉木人工林地力衰退研究进展

杉木作为我国重要速生树种,在我国林业生产中占据不可或缺的重要地位,但其地力衰退问题日益显露,已引起相关学者的高度重视。文中通过查阅大量文献,在前人研究的基础上,论述了杉木人工林地力衰退特征,如土壤酸化、缺磷、富铝和化感等;从不同角度论述了杉木人工林地力衰退的原因,如酸沉降加剧、不适宜的营林活动、肥料施用不当等;提出了一系列维护措施,如轮作、营造混交林、追肥等;概述了杉木人工林地力衰退的最新研究进展及今后的研究方向。