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紫金山两种典型林分土壤磷组分特征及其影响因素

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森林与环境学报 2024年第2期44卷 136-147页

作者：谷雨晴袁在翔牛莹莹吴茜邹朋峻关庆伟南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liqui... 详细信息

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liquidambar formosana)针阔混交林为研究对象,测定了0~20 cm和20~40 cm土层的磷组分、微生物生物量磷、凋落物和细根的化学组成以及磷酸酶活性,并对土壤磷组分和环境因子进行了冗余分析。结果表明:阔叶混交林的活性磷、中等活性磷和稳定性磷含量均高于针阔混交林,表明阔叶混交林土壤具有较高的磷有效性和供应能力;阔叶混交林和针阔混交林各磷组分占总磷(TP)比例具有相似规律,从高到低依次为:稳定性磷>中等活性磷>活性磷,其中,NaHCO_(3)-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-Pi、Residual-P在不同林分和土层间均存在显著差异(P<0.05),NaHCO_(3)-Pi仅在土层间具有显著差异(P<0.05);冗余分析表明,阔叶混交林土壤磷组分受凋落物碳磷比(C/P_(L))、细根碳氮比(C/N_(F))、土壤可溶性有机碳(DOC)调控,除NaHCO_(3)-Po、NaOH-Po、HCl-Pi外,其余磷组分与DOC呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),7种磷组分与C/P_(L)呈正相关,与C/N_(F)呈负相关,但均不显著。针阔混交林土壤磷组分受土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、凋落物氮磷比(N/P_(L))、细根磷含量(P_(F))调控,除NaHCO_(3)-Pi外,其余磷组分与NH_(4)^(+)-N呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),与P_(F)呈正相关,与N/P_(L)呈负相关,但均不显著。综上,阔叶混交林能够显著提高土壤有效性磷含量,两种林分类型下土壤磷组分受不同因素调控,其中,土壤中氮元素含量、微生物生物量磷含量是导致两种林分土壤磷组分变化的共同调控因素。

关键词：土壤磷组分阔叶混交林针阔混交林微生物生物量磷凋落物细根酸性磷酸酶活性

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闽楠挥发性组分提取工艺优化及组学分析

森林与环境学报 2024年第3期44卷 289-297页

作者：刘桐语李荣生杨锦昌袁在翔余纽吴伟煌中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520 南京林业大学林学院江苏南京210037

为优化闽楠挥发性组分水蒸气蒸馏工艺,并探究闽楠各部位挥发性组分差异。以广东省乐昌市闽楠试验林的叶片、枝条、树干及根系4个部位为试验材料,采用水蒸气蒸馏法,开展单因素试验及正交试验,考察离子溶液浓度、料液比及提取时间3个影响... 详细信息

为优化闽楠挥发性组分水蒸气蒸馏工艺,并探究闽楠各部位挥发性组分差异。以广东省乐昌市闽楠试验林的叶片、枝条、树干及根系4个部位为试验材料,采用水蒸气蒸馏法,开展单因素试验及正交试验,考察离子溶液浓度、料液比及提取时间3个影响因素对挥发性组分产率的影响,确定最佳工艺参数;用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术测定各部位挥发性组分含量。结果表明:(1)叶片挥发性组分最优提取工艺为NaCl浓度45 g·L^(-1)、料液比1∶6、提取时间5 h,产率为0.056%;检测出110种挥发性组分,含量最高的5种组分为β-瑟林烯、β-桉叶醇、双环大根香叶烯、香橙烯、α-衣兰油烯。(2)枝条挥发性组分最优提取工艺为NaCl浓度45 g·L^(-1)、料液比1∶8、提取时间5 h,产率为0.083%;检测出80种挥发性组分,含量最高的5种组分为愈创醇、乙酸愈创木酯、茅苍术醇、γ-桉叶醇和δ-杜松烯。(3)树干挥发性组分最优提取工艺为NaCl浓度30 g·L^(-1)、料液比1∶8、提取时间5 h,产率为0.323%;检测出64种挥发性组分,含量最高的5种组分为茅苍术醇、γ-杜松烯、愈创醇、γ-桉叶醇和马鞭草烯酮。(4)根系挥发性组分最优提取工艺为NaCl浓度30 g·L^(-1)、料液比1∶9、提取时间5 h,产率为1.025%;检测出69种挥发性组分,含量最高的5种组分为茅苍术醇、γ-杜松烯、愈创醇、γ-桉叶醇和马鞭草烯酮。(5)闽楠各部位挥发性组分以萜类和醇类物质居多,占总含量80%以上,4个部位的共有成分仅15种,叶片与其他3个部位的成分差异较大。

关键词：闽楠挥发性组分提取工艺水蒸气蒸馏法正交试验气相色谱-质谱联用(GC-MS) 代谢组学

苏州生态景观林土壤微生物生物量及其化学计量特征

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安徽农业大学学报 2024年第2期51卷 305-311页

作者：唐建姚新华王亚军林雪茜谭芊芊邹朋峻袁在翔关庆伟苏州市林业站苏州215128 南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037

本研究目的是调查苏州市不同生态景观林土壤微生物生物量及其化学计量特征,分析林分差异对土壤微生物生物量的影响,为城市生态景观林的构建提供微生物方面的基础数据。以苏州市香樟人工林(Cinnamomum camphora plantation)、喜树人工林(... 详细信息

本研究目的是调查苏州市不同生态景观林土壤微生物生物量及其化学计量特征,分析林分差异对土壤微生物生物量的影响,为城市生态景观林的构建提供微生物方面的基础数据。以苏州市香樟人工林(Cinnamomum camphora plantation)、喜树人工林(Camptotheca acuminata plantation)、水杉人工林(Metasequoia glyptostroboides plantation)、栾树人工林(Koelreuteria paniculata plantation)和池杉人工林(Taxodium distichum *** plantation)5种生态景观林为研究对象,测定分析了各林分的0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm和80~100 cm 5个土壤层次全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)以及微生物生物量碳氮磷(MBC、MBN和MBP)。结果表明:(1)试验地各土层微生物生物量碳氮磷分别在447.0~957.1、1.4~56.2和1.2~3.3 mg·kg^(-1)之间,并且在不同景观林之间差异显著。其中,栾树人工林0~100 cm土壤具有较高MBC和MBN的平均含量,香樟人工林土壤则有较高的MBP平均含量。(2)林分类型对微生物生物量化学计量比(MBC∶MBN、MBC∶MBP、MBN∶MBP)、熵值(qMBC、qMBN和qMBP)以及土壤与微生物之间化学计量不平衡性有显著影响。其中,针叶林一般具有较高的MBC∶MBN、MBC∶MBP和qMBC,而阔叶林总体具有较高的MBN∶MBP、qMBN、qMBP和土壤-微生物之间化学计量不平衡性。(3)试验地土壤微生物生物量及其化学计量比主要与土壤容重、全碳、全氮以及全磷有显著或极显著相关关系。生态景观林类型显著影响0~100 cm土壤微生物生物量及其化学计量特征;相较于针叶林,阔叶林一般具有较高的MBN、MBP以及土壤-微生物之间化学计量不平衡性,表明阔叶林微生物生物量更易受土壤氮磷的影响。

关键词：微生物生物量化学计量比生态景观林微生物熵土壤

苏州生态景观林土壤有机碳储量及活性组分的垂直分布特征

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安徽农业大学学报 2024年第2期51卷 312-318页

作者：姚新华唐建毕雷雷唐盛兰夏秀丽顾海波袁在翔关庆伟苏州市林业站苏州215128 南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037

为探究生态景观林类型对土壤有机碳(SOC)固持的影响,选择苏州市香樟人工林(Cinnamomum camphora plantation)、喜树人工林(Camptotheca acuminata plantation)、水杉人工林(Metasequoia glyptostroboides plantation)、栾树人工林(Koelreuteria paniculata plantation)和池杉人工林(Taxodium distichum *** plantation)5种生态景观林为研究对象,测定分析了各林分的0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~80 cm、80~100 cm 5个土壤层次有机碳、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)以及易氧化有机碳(EOC)的含量与储量。结果表明:(1)各土层有机碳含量及储量分别在3.34~18.91 g·kg^(-1)和12.98~66.99 t·hm^(-2)之间,并且在不同林分之间差异显著,尤其是表层土壤有机碳;并且,香樟和喜树人工林0~100 cm土壤有机碳储量要显著高于其余3种林分。(2)不同生态景观林土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳差异显著,且具有明显的表聚效应;在不同林分之间,栾树和水杉人工林0~100 cm土壤可溶性有机碳与微生物生物量碳的储量最高,喜树和香樟人工林0~100 cm土壤易氧化有机碳储量最高。(3)试验地土壤有机碳及其活性组分主要与全氮、全磷极显著正相关,与容重极显著负相关。生态景观林类型显著影响0~100 cm土壤有机碳及活性组分的含量和储量;相较于水杉、栾树和池杉人工林,香樟和喜树人工林更有利于试验区土壤有机碳固持。

关键词：土壤有机碳活性有机碳生态景观林土壤层次垂直分布

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紫金山南麓枫香种群结构与动态特征

南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第3期47卷 157-163页

作者：邹朋峻关庆伟袁在翔谷雨晴吴茜牛莹莹陈霞金雪梅南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 中山陵园管理局江苏南京210014

【目的】明晰自然演替下枫香(Liquidambar formosana)种群的数量动态特征,为南京紫金山地区森林的可持续经营提供参考。【方法】以南京紫金山南麓受人为干扰较小的固定样地中枫香种群为研究对象,记录样地内所有枫香个体的胸径、树高、... 详细信息

【目的】明晰自然演替下枫香(Liquidambar formosana)种群的数量动态特征,为南京紫金山地区森林的可持续经营提供参考。【方法】以南京紫金山南麓受人为干扰较小的固定样地中枫香种群为研究对象,记录样地内所有枫香个体的胸径、树高、冠幅等指标;根据调查样地内枫香个体胸径的大小,划分为9个径级(以0~7.5 cm径阶为径级Ⅰ,后每间隔5 cm划分径级直至径级Ⅸ),用径级来对应种群个体的龄级,绘制枫香种群年龄结构图,并用结构动态指数定量描述种群数量动态。通过编制植物种群静态生命表,绘制种群存活率、死亡率和消失率曲线,利用生存分析函数和线性平稳时间序列对该种群的结构特征现状及未来变化趋势进行分析和预测。【结果】(1)枫香种群个体年龄结构为“金字塔”型,在干扰下种群整体的龄级结构数量变化指数为0.02,表明种群个体数量在当前演替阶段能够维持正增长。(2)种群存活曲线趋于Deevey-Ⅰ型,种群个体生存率逐渐下降,死亡率、消失率、累积死亡率和危险率总体上逐渐上升,死亡密度则趋于稳定。(3)时间序列模型的预测结果表明枫香种群能够在未来较长的演替时间内仍呈增长趋势。(4)枫香树在胸径达到≥32.5~37.5 cm后可能逐渐进入寿命后期阶段,抗外界环境干扰能力较差。【结论】作为北亚热带、暖温带区域地带性树种,枫香种群在南京紫金山地区能够保持较多的个体数量以及完整的年龄结构,具有较强的天然更新能力,这使得枫香种群在未来演替阶段有占据先锋树种马尾松(Pinus massoniana)种群生态位的可能。但是枫香种群个体在胸径达到Ⅶ龄级(≥32.5~37.5 cm)后逐渐进入生理寿命,抗外界环境干扰能力较差。因此,为进一步发挥紫金山地区景观功能,建议加强对胸径达到32.5 cm的枫香个体的保护力度,增加该种群的抵抗力稳定性和生态空间扩展潜力,促进森林群落的进展性演替。

关键词：枫香种群结构数量动态静态生命表生存分析

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不同植被恢复模式对紫金山森林土壤理化性质的影响

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东北林业大学学报 2022年第1期50卷 52-57页

作者：袁在翔关庆伟李俊杰韩梦豪金雪梅陈霞南方现代林业协同创新中心(南京林业大学) 南京210037 中山陵园管理局

为了探讨不同植被恢复模式对土壤理化性质的影响,为城市森林的生态系统构建和经营管理提供基础数据。以紫金山马尾松-栎树混交林(Pinus massoniana×Quercus variabilis, PQ)、马尾松-枫香混交林(Pinus massoniana×Liquidamabar formos... 详细信息

为了探讨不同植被恢复模式对土壤理化性质的影响,为城市森林的生态系统构建和经营管理提供基础数据。以紫金山马尾松-栎树混交林(Pinus massoniana×Quercus variabilis, PQ)、马尾松-枫香混交林(Pinus massoniana×Liquidamabar formosana, PL)、朴树-糙叶树混交林(Celtis sinensis×Aphananthe aspera, CA)、栎树-枫香混交林(Quercus variabilis×Liquidamabar formosana, QL)和枫香纯林(Liquidamabar formosana, LF)等林分为研究对象,分析各林分下土壤质地、养分和速效养分等理化特征。结果表明:(1)混交林的土壤和枫香纯林相比,混交林的土壤pH值和土壤密度较低,含水率和粉粒比例较高。(2)马尾松-栎树混交林、马尾松-枫香混交林和朴树-糙叶树混交林的土壤有机质、全氮、全磷、硝态氮、速效磷和速效钾质量分数高于或显著高于栎树-枫香混交林和枫香纯林,铵态氮质量分数则低于或显著低于栎树-枫香混交林和枫香纯林。(3)林分类型、土层深度、林分密度和林龄是影响紫金山土壤理化性质的关键因子。因此,由马尾松为先锋树种演替形成的马尾松-栎树、马尾松-枫香等针阔混交林与地带性朴树-糙叶树混交林都具有良好的土壤质地、养分状况及其可利用性。

关键词：植被类型土壤养分速效养分有机质紫金山

紫金山落叶阔叶林主要树种空间分布格局及种间关联性

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2023年第10期51卷 71-79页

作者：吴茜袁在翔关庆伟谷雨晴邹朋峻牛莹莹陈斌陈霞南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 中山陵园管理局江苏南京210014

【目的】探讨我国北亚热带落叶阔叶林主要树种的空间分布格局及种间关联性,揭示当前群落演替趋势,为紫金山森林群落的科学管理以及南京丘陵地带的森林植被恢复提供依据。【方法】以南京市紫金山落叶阔叶林为研究对象,采取相邻格子样方... 详细信息

【目的】探讨我国北亚热带落叶阔叶林主要树种的空间分布格局及种间关联性,揭示当前群落演替趋势,为紫金山森林群落的科学管理以及南京丘陵地带的森林植被恢复提供依据。【方法】以南京市紫金山落叶阔叶林为研究对象,采取相邻格子样方法先划分10 m×10 m的调查样方,再在每个调查样方的对角线建立2 m×2 m小样方(4个角及中心),采用每木调查法确定落叶阔叶林中各树种的重要值,进而确定该群落内重要值前7位的主要树种,并分析了这些主要树种在100 m^(2)林分尺度下种群的胸径分布、空间分布状况以及种间关联性。【结果】(1)紫金山南坡落叶阔叶林主要树种为糙叶树、朴树、山胡椒、黄连木、马尾松、枫香和栓皮栎。其中朴树和山胡椒为进展种群,糙叶树、黄连木、枫香和栓皮栎为稳定种群,针叶树马尾松为衰退种群。(2)主要阔叶树种群的空间格局为集群分布,聚集程度依次为山胡椒>朴树>黄连木>枫香>栓皮栎>糙叶树;先锋树种马尾松则为均匀分布。(3)7个主要种群间的整体关联性为显著正关联;其中不同树种间的正联结有14个,负联结有7个,且均不显著。【结论】在自然演替过程中,紫金山落叶阔叶林乡土落叶阔叶树种占据主要地位,群落仍处于进展演替的动态变化阶段。

关键词：落叶阔叶林空间分布格局种间关联性紫金山森林

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农田转化林地土壤可溶性氮的初期变化

东北林业大学学报 2022年第3期50卷 87-92页

作者：袁在翔关庆伟邹朋峻谷雨晴吴茜金雪梅陈霞南方现代林业协同创新中心(南京林业大学) 南京210037 中山陵园管理局

探讨农田转化林地对土壤可溶性氮的初期影响,及其在不同造林树种和土层中的差异,为城市森林营造中的树种选择提供基础数据。以邻近传统水稻田为对照,分析农田转化林地7 a后,水杉(Metasequoia glyptostroboides)、香樟(Cinnamomum campho... 详细信息

探讨农田转化林地对土壤可溶性氮的初期影响,及其在不同造林树种和土层中的差异,为城市森林营造中的树种选择提供基础数据。以邻近传统水稻田为对照,分析农田转化林地7 a后,水杉(Metasequoia glyptostroboides)、香樟(Cinnamomum camphora)和重阳木(Bischofia polycarpa)纯林林地0

关键词：土地利用变化可溶性有机氮硝态氮铵态氮

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南京紫金山2种典型林分土壤碳库与养分特征

南京紫金山2种典型林分土壤碳库与养分特征

作者：袁在翔南京林业大学

学位级别：硕士

为了明晰紫金山两种典型林分碳固持能力、土壤有机碳库大小及其稳定性、土壤养分含量等差异,并试图找出土壤有机碳库的差异形成原因,本研究以南京市紫金山70年林龄的朴树糙叶树阔叶混交林(简称:落叶阔叶林)与马尾松枫香针阔混交林(简称... 详细信息

为了明晰紫金山两种典型林分碳固持能力、土壤有机碳库大小及其稳定性、土壤养分含量等差异,并试图找出土壤有机碳库的差异形成原因,本研究以南京市紫金山70年林龄的朴树糙叶树阔叶混交林(简称:落叶阔叶林)与马尾松枫香针阔混交林(简称:针阔混交林)为研究对象,比较分析了二者不同层次碳储量、土壤碳库特征,探讨了土壤有机碳库大小及其稳定性差异,并通过pearson相关系数找出二者土壤有机碳库共同的显著相关因素,以此来解释土壤有机碳库大小差异形成的原因。通过上述研究,其主要目的是为土壤保育型城镇景观林生态系统服务功能的评估提供参考,进而为城镇景观林构建提供科学指导。主要研究结果如下:(1)落叶阔叶混交林比针阔混交林,更有利于土壤养分的保存与速效养分的释放。落叶阔叶林0-40 cm土壤养分全量即有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为66.89、3.07、0.31、3.28 g·kg,土壤速效养分即铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾含量分别为2.52、11.17、5.23、11.88 mg·kg;针阔混交林分别为60.20、2.57、0.25、3.20 g·kg,分别为2.05、12.32、5.24、11.60 mg·kg。相比于针阔混交林,落叶阔叶林有机质、全氮、全磷、全钾分别提高了11.11%、19.46%、24%、2.5%,铵态氮、速效钾分别增加了22.93%、2.41%,硝态氮、速效磷分别减少了9.33%、0.19%。(2)落叶阔叶混交林比针阔混交林,具有更大的碳库,及更强的土壤碳固持能力,因而更有利于有机碳的长期封存。落叶阔叶与针阔混交林碳储量分别为236.28、229.44 t·hm,其中土壤有机碳储量分别为130.49、107.06 t·hm。相比于针阔混交林,落叶阔叶林碳储量、土壤有机碳储量分别提高了2.98%和21.9%,并且土壤有机碳储量在森林碳储量中的比例增加了8.56%。(3)落叶阔叶混交林比针阔混交林,具有更好的土壤有机碳库的稳定性。落叶阔叶林0-40 cm土壤可溶性有机碳(SDOC)、微生物生物量碳(SMBC)、易氧化有机碳(SROC)、粗颗粒有机碳(CSPOC)、细颗粒有机碳(FSPOC)以及重组有机碳(HFOC)含量分为0.12、0.26、12.08、18.32、12.31、36.94 g·kg,针阔混交林分别为0.14、0.17、9.49、13.98、8.51、27.68 g·kg。相比于针阔混交林,落叶阔叶林SDOC含量和所占有机碳(SOC)含量的比例减少了14.3%、0.17%,易周转碳的碳组分SMBC、SROC含量分别提高了52.9%和27.3%,所占SOC比例仅增加0.07%、1.1%,均不显著(p>0.05);占SOC的绝大部分慢性有机碳组分,CSPOC、FSPOC、HFOC含量及其它们所占的比例分别显著提高了,31.04%、44.65%、33.45%,7.16%、5.86%、9.13%。(p<0.05)。(4)落叶阔叶林与针阔混交林的土壤有机碳库之间的差异,主要是由土壤有机碳含量与稳定性的差异所决定的,即SOC、TN、SROC、CSPOC、FSPOC、HFOC含量之间差异。综述所述,在南京丘陵山区,由乡土树种组成的地带性顶级森林群落类型(即落叶阔叶混交林)更有利于碳固持及土壤养分保存,建议在今后的南京城市森林构建过程中,应以落叶阔叶混交林为主。

关键词：碳库土壤有机碳库有机碳组分土壤养分典型林分