万木林自然保护区常绿阔叶林木质残体贮量及其组成

森林木质残体(WD)包括粗木质残体(CWD)和细木质残体(FWD),是森林生态系统中的重要组成部分,具有多种生态功能.通过对福建建瓯万木林自然保护区内中亚热带常绿阔叶林木质残体贮量及其组成的研究表明,木质残体总贮量为28.06 t.hm-2,其中FWD贮量为4.88 t.hm-2,占总贮量的17.39%;CWD贮量为23.18 t.hm-2,占总贮量的82.61%.在CWD中,倒木占了绝大部分(77.26%),其次为枯立木(21.75%),大枝和根桩贮量很小.木质残体贮量中以直径20～60 cm的倒木和枯立木占主体部分,直径大于60 cm的大径级倒木和枯立木数量最少,占总贮量的8.99%.从分解程度来看,CWD中倒木以Ⅲ～Ⅳ级居多,二者合计占了倒木贮量的60%,枯立木以Ⅱ级为主.万木林自然保护区内木质残体的贮量及组成反映了中亚热带地区森林群落演替后期阶段木质残体的结构特征.     

磷添加对中亚热带2种森林类型土壤微生物群落组成的影响

以福建省三明市格氏栲自然保护区米槠(Castanopsis carlesii)天然林土壤和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤为研究对象,通过不同梯度(对照CT-0 g·kg-1、低磷LP-0.1 g·kg-1、高磷HP-0.6 g·kg-1)磷添加室内培养实验,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法,研究磷添加对中亚热带米槠天然林和杉木人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响,结果表明:1)施磷除显著提高总磷和有效磷含量外,亦显著增加土壤pH和可溶性有机碳的含量;2)土壤微生物生物量和群落组成对磷添加的响应因施磷量和森林类型不同而不同,其中高磷处理显著增加杉木人工林和米槠天然林土壤微生物PLFA,杉木人工林增幅大于米槠天然林。低磷处理仅显著增加杉木人工林土壤微生物PLFA,对米槠天然林土壤微生物生物量影响不显著;磷添加显著增加杉木人工林土壤革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比值(GP/GN),对2种森林土壤真菌与细菌比(F/B)影响不显著。该研究表明米槠天然林转变成杉木人工林后,养分流失,加剧了磷限制。因此适当施磷有利于杉木人工林可持续经营。     

鼎湖山木荷(Schima Superba)粗死木质残体的分解研究

以鼎湖山国家自然保护区季风常绿阔叶林优势种之一木荷的粗死木质残体为研究对象,采用目前国际较认可的腐解等级划分方法,对木荷粗死木质残体3个腐解等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的密度及养分含量进行测定分析.结果表明:①木荷粗死木质残体的密度随腐解等级的增加从0.58 g/cm3下降到0.16 g/cm3,分解速率常数K值为0.144 7/a,在自然状态下,木荷粗死木质残体分解95%所需时间约为21 a;②粗死木质残体C/N比值随分解的进行先降后升而N/P则相反;③K、Ca、Na、Mg离子浓度随腐解等级的增加出现不同程度的增加,但增幅不明显.研究结果旨在为系统评估粗死木质残体的分解行为在生态系统养分循环中的作用提供基础数据.     

中亚热带米槠次生林和杉木人工林细根养分含量特征

细根(≤2 mm)在调节森林生态系统的生物地球化学循环中起着较为重要的作用,但目前对不同土层细根化学计量的认识非常有限.本研究在福建省三明陈大国有林场内对米槠次生林和杉木人工林不同土层细根养分含量特征进行了研究.结果显示:(1)杉木人工林0～10 cm、60～80 cm土层0～1 mm细根碳浓度显著高于米槠次生林,10...     

粗木质残体(CWD)的水文生态功能——当前森林水文研究中被忽视的重要环节

目前对森林生态系统粗木质残体的研究主要着眼于数量动态、分布格局、分解速率以及生物多样性保护的作用上，而对江河上游森林生态系统中粗木质残体的水文调蓄、缓洪滞淤等功能至今还未能引起足够的重视。CWD作为森林生态系统的重要部分，茯水文生态功能的发挥主要是通过影响降水在林内的再分配以及林内微环境来实现的。森林CWD水文功能的发挥要同时受到外界环境和其本身持水性能的影响。CWD腐朽级别愈高，自然相对含水量愈高，而且愈容易吸水达到饱和。在长江上游亚高山暗针叶林生态系统中，自然状态下CWD可以蓄持约7.41mm的降水，若使CWD全部达到饱和则可以蓄持降水达9.91mm，这意味着自然状态下的CWD的有效持水量可达到2.50mm，无疑对于长江上游森林生态系统的蓄水调水、滞洪防蚀功能是一大贡献。     

鳞毛蕨天山云杉林粗死木质残体贮量及其分解动态

为了丰富我国森林粗死木质残体研究的对象类型,并为探讨粗死木质残体在天山云杉天然更新中的生态作用奠定基础,借助粗死木质残体5级分类系统,采用临时标准调查法对西天山国家级自然保护区原始鳞毛蕨天山云杉纯林粗死木质残体的贮量、养分含量及其分解动态进行了研究.结果表明:(1)鳞毛蕨天山云杉林粗死木质残体体积贮量为337.61 m3/hm2,生物量为87.98mg/hm2;倒木树干是粗死木质残体的主体组成部分,占总体积的98.09%;(2)以基本密度(比重)为衡量指标,倒木腐朽等级越高,其密度越小,倒木分解符合单项指数衰减模型,分解常数为0.01174.5个不同腐朽等级倒木的平均滞留时间依次为4年、18年、38年、68年和92年.在自然状态下,倒木分解50%、90%和95%所需时间分别为59年、196年和255年;(3)倒木有机碳、全N、全P、全K、Na+的平均含量依次为55.93%±1.42%、0.34%±0.07%、0.12%±0.01%、0.06%±0.01%和0.03%±0.002%,Ca2+、Mg2+的平均含量分别为56.74±4.87 g/kg和34.89±3.66 g/kg,不同养分的变化趋势不同,但同一养分在不同腐朽等级倒木之间的差异不显著.     

森林转换对土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的影响

对中亚热带米槠天然林转换为米槠人工林后,两林分土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的变化及其影响因素进行研究。结果表明,森林转换后,土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳分别平均下降28.8%、11.0%(P0.05)。米槠天然林和米槠人工林0~10 cm土壤可溶性有机碳含量分别为306 mg·kg-1、209 mg·kg-1,分别占土壤有机碳的0.71%、0.91%;10~20 cm分别为210 mg·kg-1、158 mg·kg-1,分别占土壤有机碳的0.71%、0.88%;两林分0~10cm土层微生物生物量碳分别为508 mg·kg-1、460 mg·kg-1,10~20 cm土层微生物生物量碳分别为373 mg·kg-1、327 mg·kg-1。米槠天然林和米槠人工林中的土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳在不同季节表现出极显著差异(P0.01),两林分土壤可溶性有机碳最高值出现在秋季,最低值出现在冬季;而微生物生物量碳夏秋季显著高于春冬季(P0.05)。     

格氏栲天然林与人工林枯枝落叶层和粗木质残体有机化学组成研究

对福建省三明市格氏栲天然林及在其采伐迹地上营造的33年生格氏栲人工林和杉木人工林这3种林分的枯枝落叶层及粗木质残体物质化学组成进行研究．结果表明：在分解过程中3种林分枯叶和枯枝水溶性物质和纤维素含量不断下降,而枯枝中苯醇溶性物质和粗蛋白质含量有所上升．除半纤维素和纤维素外,3种林分粗木质残体水溶性物质、木质素和粗蛋白质含量均为L层〉F层,而苯醇溶性物质含量为L层〈F层．格氏栲天然林枯叶和枯枝水溶性物质、木质素、粗蛋白质、半纤维素和纤维素总贮量最高,而苯醇溶性物质总贮量以格氏栲人工林的最高．3种林分F层枯叶和枯枝有机物质的总贮量高于L层．与2种人工林相比,格氏栲天然林粗木质残体中各种有机物质贮量均最高．     

格氏栲天然林与人工林枯枝落叶层和粗木质残体有机化学组成研究

对福建省三明市格氏栲天然林及在其采伐迹地上营造的33年生格氏栲人工林和杉木人工林这3种林分的枯枝落叶层及粗木质残体物质化学组成进行研究．结果表明：在分解过程中3种林分枯叶和枯枝水溶性物质和纤维素含量不断下降,而枯枝中苯醇溶性物质和粗蛋白质含量有所上升．除半纤维素和纤维素外,3种林分粗木质残体水溶性物质、木质素和粗蛋白质含量均为L层〉F层,而苯醇溶性物质含量为L层〈F层．格氏栲天然林枯叶和枯枝水溶性物质、木质素、粗蛋白质、半纤维素和纤维素总贮量最高,而苯醇溶性物质总贮量以格氏栲人工林的最高．3种林分F层枯叶和枯枝有机物质的总贮量高于L层．与2种人工林相比,格氏栲天然林粗木质残体中各种有机物质贮量均最高．     

老龄杉木人工林生态系统碳库及分配

对福建省南平市安曹下87年生的杉木人工林碳库及其分配进行研究.采用分层切割法和相对生长方程计算乔木层生物量,样方收获法测定林下植被生物量、枯枝落叶层和粗木质残体现存量,CN元素分析仪测定碳含量,研究结果表明:老龄杉木人工林生态系统碳库为287.89 t·hm-2,其中乔木层碳库占生态系统碳库的68.18%,矿质土壤层碳库占26.39%,而林下植被层、枯枝落叶层和粗木质残体碳库所占比例之和不超过6%.老龄杉木林的干材(干 皮)碳库占乔木层碳库的79.61%.87年生与40年生杉木人工林碳库很接近,前者比后者仅高出7.15%,主要是因为两者占生态系统主体的乔木层碳库和土壤层碳库很接近,前者分别仅高出后者的4.51%和10.39%,前者林下植被层和粗木质残体碳库较大,分别是后者的2.05倍和2.80倍,而枯枝落叶层碳库则低于后者.因此,老龄阶段杉木人工林生态系统碳库增幅不大,但在碳库分配上变化明显.     

中亚热带2种天然林表层土壤N_2O排放速率

运用静态箱-气相色谱法对中亚热带地区米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率进行了1年(2012年1月—2013年1月)原位观测,分析了土壤温度及含水量对土壤N2O排放速率的影响,并探讨土壤无机N含量变化与土壤N2O排放速率的关系。结果表明,观测期间,2种天然林均表现为大气N2O排放源,米槠天然林和阿丁枫天然林平均土壤N2O排放速率分别为7.29μg·m-2·h-1、7.41μg·m-2·h-1;米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率季节变化明显,最高排放速率均出现在夏季6月,分别为16.51μg·m-2·h-1、18.86μg·m-2·h-1;2个林分N2O排放速率最低值分别出现在2012年1月和2012年9月,分别为3.04μg·m-2·h-1和2.17μg·m-2·h-1。2种天然林土壤N2O排放速率均与土壤温度无显著相关性,与土壤含水量显著正相关(P0.05);2种天然林土壤N2O排放速率与NH4+含量均无显著相关性,米槠天然林和阿丁枫天然土壤N2O排放速率与NO3-含量分别呈显著负相关和显著正相关(P0.05)。研究结果表明,土壤含水量及NO3-含量的变化对中亚热带天然林土壤N2O排放速率有着重要的影响。     

米槠天然林转变成杉木人工林后土壤可溶性有机碳的变化

对中亚热带米槠天然林及其采伐迹地形成的36年生杉木人工林0～20cm层土壤可溶性有机碳（DOC,dissolved organic carbon）含量进行研究,分析米槠天然林改造成杉木人工林后土壤DOC平均含量及其季节的变化情况．结果表明：米槠天然林0—20cm层土壤DOC平均含量为60．79mg·kg^-1,比杉木人工林（41．24mg·kg^-1）高47．41％;2个林分0～10cm、10～20cm层土壤DOC平均含量差异明显（P〈0．05）,且都是0—10cm层大于10～20cm层;米槠天然林和杉木人工林土壤DOC含量在季节变化中都表现为秋季最大、冬季最小,但是两者的季节变化模式不完全一致;米槠天然林和杉木人工林土壤DOC的差异和人为干扰因素有关．     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林空心树木质残体呼吸作用初步研究

对云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林空心树木质残体雨季和干季的呼吸速率进行测定,并对木质残体呼吸速率与木质密度和含水量之间的相关关系进行比较,分析了呼吸速率对温度的敏感性.结果表明:树干表层木质残体雨季呼吸速率显著高于树干内层和洞内的(p＜0.05),干季三个部位木质残体呼吸速率之间差异不显著(p＞0.05).含水量和呼吸速率存在季节差异,在树干表层和洞内雨季的含水量和呼吸速率显著高于干季的(p＜0.05),而在树干内层季节差异不显著(p＞0.05).三个部位木质残体密度与呼吸速率在雨季显著负相关(p＜0.01),三个部位的含水量和呼吸速率在雨季和干季都显著正相关(p＜0.01);木质残体的温度系数(Q10)大小顺序为:洞内(2.08)＞树干表层(2.01)＞树干内层(1.73),树洞内部木质残体对温度响应最敏感.哀牢山地区干季空心树木质残体较低的含水量和全年温凉的气候条件可能成为该区中山湿性常绿阔叶林空心树木质残体分解重要的限制因子.     

亚热带6种老龄天然林及杉木人工林的枯落物持水性能

通过对福建建瓯万木林自然保护区6种老龄天然林:木荷(Schima superba,SCS)、罗桴栲(Castanopsis fabri,CAF)、观光木(Tsoongiodendron odorum,TSO)、浙江桂(Cinnamo-mum chekiangense,CIC)、细柄阿丁枫(Altingia gracilipes,ALG)、米槠(Castanopsis carlesii,CAC)及杉木人工林(Cunninghamia lanceolata,CUL)枯落物现存量和持水特性的研究表明,各林分枯落物现存量分别为木荷7.22 t.hm-2、细柄阿丁枫6.79 t.hm-2、浙江桂6.70 t.hm-2、观光木6.66 t.hm-2、罗桴栲6.57 t.hm-2、米槠5.96 t.hm-2和杉木人工林4.82 t.hm-2.最大持水率平均值是人工林(207.98%)天然林(179.38%).各林分最大持水量分别为木荷13.33t.hm-2、细柄阿丁枫13.32 t.hm-2、观光木13.18 t.hm-2、罗桴栲10.84 t.hm-2、浙江桂10.52t.hm-2、米槠10.30 t.hm-2和杉木人工林9.95 t.hm-2.枯落物平均现存量和平均最大持水量均为天然林(6.65 t.hm-2,11.95 t.hm-2)大于杉木人工林(4.82 t.hm-2,9.95t.hm-2).影响林地枯落物持水量的主要因素是枯落物现存量.各林分主要树种半分解层的枯落物现存量及最大持水量均大于未分解层.     

中亚热带2种天然林表层土壤N2O排放速率

运用静态箱-气相色谱法对中亚热带地区米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率进行了1年（2012年1月—2013年1月）原位观测,分析了土壤温度及含水量对土壤N2O排放速率的影响,并探讨土壤无机N含量变化与土壤N2O排放速率的关系。结果表明,观测期间,2种天然林均表现为大气N2O排放源,米槠天然林和阿丁枫天然林平均土壤N2O排放速率分别为7.29μg·m^-2·h^-1、7.41μg·m^-2·h^-1;米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率季节变化明显,最高排放速率均出现在夏季6月,分别为16.51μg·m^-2·h^-1、18.86μg·m^-2·h^-1;2个林分N2O排放速率最低值分别出现在2012年1月和2012年9月,分别为3.04μg·m^-2·h^-1和2.17μg·m^-2·h^-1。2种天然林土壤N2O排放速率均与土壤温度无显著相关性,与土壤含水量显著正相关（P〈0.05）;2种天然林土壤N2O排放速率与NH4＋含量均无显著相关性,米槠天然林和阿丁枫天然土壤N2O排放速率与NO3-含量分别呈显著负相关和显著正相关（P〈0.05）。研究结果表明,土壤含水量及NO3-含量的变化对中亚热带天然林土壤N2O排放速率有着重要的影响。     

亚热带地区3种典型林分土壤DOM数量及光谱特征

可溶性有机质(DOM)是土壤有机质库中最为活跃的部分,也是土壤有机库中对环境变化最敏感的部分,它参与了有机质在土壤中的腐殖化和微生物的新陈代谢等一系列生物地球化学过程。因此,在调节土壤养分周转和森林生态系统碳氮循环过程中起到重要的桥梁作用。采用水浸提法,结合紫外-可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱等技术,探讨了亚热带米槠人促林(AR)、米槠次生林(SF)、杉木人工林(CF)的土壤DOM的数量和光谱特征,以期深入评价森林转换对不同林分土壤肥力及其养分有效性的影响。结果表明:各林分A层土壤DOC、DON浓度均高于B层。B层土壤中,米槠人促林的DOC浓度显著低于其他2种林分(P0.05),而各林分A层土壤的DOC和DON浓度并无显著差异。各林分A、B层土壤DOM的芳香化指数无显著差异。米槠次生林A层土壤DOM的荧光发射光谱腐殖化指数(HIXem)、荧光效率(Feff)显著高于其他2种林分(P0.05),其HIXem分别是米槠人促林、杉木人工林的1.3、1.2倍,其Feff分别是米槠人促林、杉木人工林的2.7、2.5倍。三维荧光光谱表明,各林分A层土壤DOM主要以类腐殖酸物质为主;B层土壤中,米槠人促林和杉木人工林以类蛋白物质为主。各林分土壤的荧光指数(FI)均大于1.4,且B层土壤DOM的鲜度指数(β∶α)均高于A层。傅里叶红外光谱表明,米槠人促林土壤DOM没有羧酸的吸收,土壤pH最高;而米槠次生林土壤羧酸的相对含量最高;杉木林土壤DOC含量少,芳香化合物、羧酸等难分解物质相对富集。综合来看,除了建群树种的影响外,林下植被对土壤肥力的作用也很突出。     

老龄杉木人工林生态系统碳库及分配

对福建省南平市安曹下87年生的杉木人工林碳库及其分配进行研究．采用分层切割法和相对生长方程计算乔木层生物量,样方收获法测定林下植被生物量、枯枝落叶层和粗木质残体现存量,CN元素分析仪测定碳含量,研究结果表明：老龄杉木人工林生态系统碳库为287.89t·hm^-2,其中乔木层碳库占生态系统碳库的68.18％,矿质土壤层碳库占26.39％,而林下植被层、枯枝落叶层和粗木质残体碳库所占比例之和不超过6％。老龄杉木林的干材（干＋皮）碳库占乔木层碳库的79．61%。87年生与40年生杉木人工林碳库很接近,前者比后者仅高出7．15％,主要是因为两者占生态系统主体的乔木层碳库和土壤层碳库很接近,前者分别仅高出后者的4．51％和10．39％,前者林下植被层和粗木质残体碳库较大,分别是后者的2．05倍和2．80倍,而枯枝落叶层碳库则低于后者。因此,老龄阶段杉木人工林生态系统碳库增幅不大,但在碳库分配上变化明显。     

外源磷在2种母质发育米槠林土壤中的分配及影响因素

了解外源磷在不同母质森林土壤中的转化特性,对合理施肥和森林生态系统可持续发展和经营具有重要意义.分别以砂岩和花岗岩发育米槠林土壤为研究对象,通过添加NaH2PO4的室内培养实验,测定磷添加后土壤磷组分变化特征,旨在探究外源磷在亚热带不同母质森林土壤中磷转化特性,并通过建立磷组分变化量与土壤理化性质、土壤质地等的关联性,...     

中亚热带地区森林土壤真菌生物量及影响因子研究

为了解中亚热带地区不同植被类型土壤真菌生物量特征及影响因子,采用玻璃珠细胞破碎提取麦角甾醇法对福建省建瓯市万木林自然保护区内米槠天然林和杉木人工林土壤真菌进行研究,结果表明：1）米槠天然林和杉木人工林0~10 cm土层真菌生物量均显著高于10~20 cm土层。2）相同植被类型,随着海拔高度增加,米槠天然林0~10 cm和10~20 cm土层真菌生物量分别由1.34 mg·g^-1和0.63 mg·g^-1增加到3.28 mg·g^-1和1.46 mg·g^-1,增幅分别达到144.8%和131.7%,但只有0~10 cm土层差异显著。3）不同植被类型,米槠天然林0~10 cm和10~20 cm土层真菌生物量均显著高于杉木人工林相应土层,分别是杉木人工林的1.65和1.91倍。真菌生物量与土壤理化因子的相关分析结果表明：中亚热带地区森林土壤真菌生物量主要受pH值、土壤有机碳、硝态氮、总氮和C/N的影响,表现为真菌生物量与总氮呈显著正相关,与土壤有机碳和C/N呈极显著正相关,与pH值和硝态氮呈极显著负相关。     

万木林自然保护区不同分解等级粗木质残体呼吸的温度敏感性

粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)呼吸是森林生态系统碳收支的一个重要组分,而温度是影响CWD排放CO2的重要因素.本研究通过室内设定5℃、15℃、25℃、35℃、45℃5个温度梯度,采用密闭室红外气体分析法(Li-8100 IRGA)对万木林自然保护区5个分解等级CWD呼吸通量及其温度敏感性进行研究.结果表明,5个分解等级CWD呼吸速率均随温度升高呈指数增加;CWD呼吸速率随分解程度增加而增高.不同温度区间各分解等级CWD的Q10值范围为1.06~2.76;在15~25℃,CWD呼吸的温度敏感性最强(Q10=2.31).分解等级对Q10值的影响与温度区间有关,在5~45℃、25~35℃,Ⅲ分解等级CWD的Q10值显著高于Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ等级,在15~25℃、35~45℃,Q10值与分解等级成负相关.