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湖南会同不同退耕还林模式初期碳密度、碳贮量及其空间分布特征

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生态学报 2010年第22期30卷 6297-6308页

作者：田大伦尹刚强方晰项文化闫文德中南林业科技大学生态研究室长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004 国家野外科学观测研究站会同418307 国家林业局北京100714

对湖南会同5种退耕还林模式初期森林生态系统碳密度、碳贮量及其空间分布特征进行了研究。结果表明:主要造林树种马尾松、樟树、杜英、乐昌含笑、红花木莲不同器官的平均碳密度分别为:0.5296、0.5188、0.5178、0.5376、0.5355gC/g,树种... 详细信息

对湖南会同5种退耕还林模式初期森林生态系统碳密度、碳贮量及其空间分布特征进行了研究。结果表明:主要造林树种马尾松、樟树、杜英、乐昌含笑、红花木莲不同器官的平均碳密度分别为:0.5296、0.5188、0.5178、0.5376、0.5355gC/g,树种间同一器官的平均碳密度排序为:树干>树根>树叶>树枝>树皮;5种退耕还林模式中活地被物层、死地被物层碳密度分别介于0.4380—0.5380gC/g、0.5060—0.5200gC/g之间,土壤层(0—60cm,下同)平均有机碳密度介于0.00786—0.01485gC/g之间;退耕还林3a后,乐昌含笑×红花木莲混交林、杜英×乐昌含笑混交林、杜英×樟树混交林、樟树林土壤层有机碳密度比原坡耕地分别提高了53.57%、39.19%、38.57%、24.82%,而马尾松林地下降了18.72%。林木不同器官中的碳贮量基本上与各器官的生物量成正比例,同一造林时间的4种模式中,以杜英×樟树混交林各器官的碳贮量最大,为1.219tC/hm2,杜英×乐昌含笑混交林最小,仅为0.199tC/hm2,均以干根碳贮量为最大,占其各器官碳贮量的57.50%以上。5种退耕还林模式恢复初期的生态系统中,土壤层碳贮量最大,为74.518—119.312tC/hm2,占96.180%以上,植被层为其次,在0.633—2.960tC/hm2之间,仅占0.642%—3.820%,死地被物层为最小。退耕后,樟树林、杜英×樟树混交林、乐昌含笑×红花木莲混交林、杜英×乐昌含笑混交林生态系统碳贮量分别增加了19.477、27.722、41.643、26.821tC/hm2,马尾松林下降了1.675tC/hm2。

关键词：湖南会同退耕还林碳密度碳贮量

长沙城市森林土壤7种重金属含量特征及其潜在生态风险

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生态学报 2012年第23期32卷 7595-7606页

作者：方晰唐志娟田大伦项文化孙伟军中南林业科技大学长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

采用调查分析方法,研究长沙城市森林土壤Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg7种重金属含量,并以长沙市土壤背景值和湖南省土壤背景值为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价不同城市化梯度森林土壤重金属潜在生态风险。结果表明:7种重金... 详细信息

采用调查分析方法,研究长沙城市森林土壤Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg7种重金属含量,并以长沙市土壤背景值和湖南省土壤背景值为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价不同城市化梯度森林土壤重金属潜在生态风险。结果表明:7种重金属的平均含量均随着城市化程度提高而增加,Pb增幅最大,As增幅最小。同一城市化梯度森林土壤均以Zn平均含量最高,Cd最低,但均未超过土壤环境质量标准(GB15618—1995)Ⅱ级标准值。在城市中心区,桂花树林、樟树+桂花树混交林土壤Zn、Cu、Pb、As、Hg平均含量普遍较高,而樟树+马尾松混交林、桂花树+杜英混交林土壤Cu、Ni、As、Cd、Hg平均含量普遍较低,Pb、Zn空间分布差异明显,Cd、Ni、As空间分布比较均匀,Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg之间(除Cd与As、Ni之间外)均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关性,与土壤有机质之间也呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关性,Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg主要是人为输入;中心区森林土壤重金属的潜在生态危害已达到中等生态危害程度,边缘区接近中等生态危害程度,郊区为轻微生态危害程度,Zn、Cu、Ni、Pb、As均为轻微生态危害程度,Cd、Hg已达到中等生态危害程度以上。

关键词：长沙市城市森林土壤重金属潜在生态风险

亚热带4种林分类型枯落物层和土壤层的碳氮磷化学计量特征

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林业科学 2016年第10期52卷 10-21页

作者：喻林华方晰项文化石俊刘兆丹李雷达中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

【目的】探讨亚热带森林恢复过程中枯落物层和土壤层的C,N,P含量及其化学计量比的变化规律,为阐明亚热带次生林恢复对土壤养分的影响及森林恢复提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区杉木人工纯林、马尾松+石栎针... 详细信息

【目的】探讨亚热带森林恢复过程中枯落物层和土壤层的C,N,P含量及其化学计量比的变化规律,为阐明亚热带次生林恢复对土壤养分的影响及森林恢复提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区杉木人工纯林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林和石栎+青冈常绿阔叶林作为1个恢复系列,分别在其1 hm^2的长期定位观测样地内,沿着坡面选择6块10 m×10 m小样地,每块小样地随机设置2个1.0 m×1.0 m样方,采集地表未分解层、半分解层、已分解层枯落物和0~10,10~20和20~30 cm土层土壤样品,测定C,N,P含量并计算C,N,P的化学计量比。【结果】随着森林恢复和阔叶树比例增大,同一分解层枯落物C含量呈下降趋势,而N和P(除已分解层外)含量大体呈增加趋势;C含量随枯落物分解而下降;马尾松+石栎针阔混交林N含量表现为半分解层>已分解层>未分解层,杉木人工林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林表现为半分解层>未分解层>已分解层;南酸枣落叶阔叶林P含量表现为未分解层>半分解层>已分解层,杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林和石栎+青冈常绿阔叶林均表现为半分解层最高,已分解层最低(除马尾松+石栎针阔混交林外);同一分解层枯落物C∶N、C∶P和N∶P比值随森林恢复而下降;C∶N、C∶P比值随枯落物分解而下降,N∶P比值无明显变化规律;同一土层C,N,P含量随森林恢复而增加;4种林分0~30 cm土壤层C∶N和C∶P平均比值变化趋势基本一致,石栎+青冈常绿阔叶林最高,其次是马尾松+石栎针阔混交林,杉木人工林最低;4种林分0~30 cm土壤层N∶P平均比值无显著差异;未分解层枯落物C含量与0~10和0~30 cm土层C,N,P含量显著负相关,而N,P含量与0~10和0~30 cm土壤层C,N(除N外),P含量显著正相关;未分解层枯落物C∶N、C∶P和N∶P比值与0~10和0~30 cm土壤层C(除N∶P比值外),N,P含量显著负相关;枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比值与土壤层C∶N、C∶P和N∶P比值相关性不显著。【结论】随着森林恢复,阔叶树比例增大,枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比值逐渐下降,土壤层C,N,P含量增加,未分解层枯落物C,N,P含量及其化学计量比对土壤层C,N,P含量影响显著。在森林恢复和森林经营过程中,如何调整林分树种组成,改变枯落物层的质量显得十分关键。

关键词：养分含量地表枯落物分解层生态化学计量比杉木人工林次生林

洞庭湖西岸区防护林土壤和植物营养元素含量特征

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生态学报 2010年第21期30卷 5832-5842页

作者：柏方敏田大伦方晰闫文德梁小翠中南林业科技大学长沙410004 湖南省林业厅长沙410007 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004 国家重点野外科学观测研究站会同418307

对洞庭湖西岸区4种防护林地土壤与植物中营养元素含量进行研究。结果表明:环湖低丘平原封山育林和补植封山育林的水土保持林、平原湖区防护林pH值为4.54—5.27,呈酸性反应;防浪护堤林pH值为8.18,呈碱性反应。有机质和全N含量以环湖低丘... 详细信息

对洞庭湖西岸区4种防护林地土壤与植物中营养元素含量进行研究。结果表明:环湖低丘平原封山育林和补植封山育林的水土保持林、平原湖区防护林pH值为4.54—5.27,呈酸性反应;防浪护堤林pH值为8.18,呈碱性反应。有机质和全N含量以环湖低丘平原封山育林的水土保持林地高于其余3种防护林,N素和P素有效率均低,速效N仅占全N含量的1.46%—3.35%,速效P仅占全P的0.5%—1.6%,全K含量亦不高,除环湖低丘平原封山育林的水土保持林地含K量适量外,其余3种防护林地均为严重缺K型土壤,防浪护堤林地全Ca及Mg含量高于其余3种防护林地。各防护林群落中植物体内不同营养元素含量差异很大,同一元素在不同植物体内含量的变化范围亦很大,高低值达几倍到十几倍,甚至几十倍。植物对土壤中营养元素的积累能力分为最强、中等和最弱3个层次。研究结果可为防护林体系建设和土壤肥力评价提供科学依据。

关键词：洞庭湖区防护林土壤植物营养元素含量

湖南省马尾松林生物量动态特征及其对龄组结构变化的响应

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中南林业科技大学学报 2015年第7期35卷 81-87页

作者：郭屹项文化刘聪方晰中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004 湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站湖南会同438107

2009年我国马尾松林的面积达1．20×10^9hm^2，湖南省的马尾松林面积为1．21×10^6hm^2。马尾松林在木材和非木质产品生产、区域生态系统服务方面特别是森林碳吸存等方面发挥着重要作用。生物量是研究森林生态系统碳吸存的基础数据。本... 详细信息

2009年我国马尾松林的面积达1．20×10^9hm^2，湖南省的马尾松林面积为1．21×10^6hm^2。马尾松林在木材和非木质产品生产、区域生态系统服务方面特别是森林碳吸存等方面发挥着重要作用。生物量是研究森林生态系统碳吸存的基础数据。本研究利用湖南省1983～2009年的森林资源数据，分别采用各龄组林分平均生物量和材积源法估算湖南省及14个地市（州）马尾松林总生物量，分析过去25年间马尾松总生物量动态变化，研究龄组结构变化对总生物量的影响。结果表明：过去25年湖南省马尾松林生物量变化为40．87×10^6～80．06×10^6t，各地市（州）的马尾松林总生物量差别较大，不同时期总生物量也明显不同，总体表现为马尾松林生物量从1983～1995年间增加，1995～1999年下降，2004年增加，2009年有所下降。回归分析显示各龄组所占面积的比例对马尾松林生物量影响显著，其中成熟林和过熟林所占面积比例的影响最大；龄组面积比例变化值对总生物量变化的影响达到极显著，其中幼龄林和中龄林比例变化对生物量影响最大，龄组结构调整和培育大径材马尾松有利于增加区域森林生物量。

关键词：马尾松林生物量龄组湖南省亚热带相对生长方程材积源法

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桤木人工林的碳密度、碳库及碳吸存特征

林业科学 2010年第6期46卷 15-21页

作者：文仕知田大伦杨丽丽方晰中南林业科技大学林学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

对不同年龄阶段桤木人工林生态系统碳密度、碳库和碳吸存的研究结果表明:桤木各器官的碳密度算术平均值随年龄的增长而增加,5,8和14年生的分别为478.8,485.7和495.8g·kg-1,变异系数在0.25%～9.58%之间,不同器官碳密度由高至低排序大致... 详细信息

对不同年龄阶段桤木人工林生态系统碳密度、碳库和碳吸存的研究结果表明:桤木各器官的碳密度算术平均值随年龄的增长而增加,5,8和14年生的分别为478.8,485.7和495.8g·kg-1,变异系数在0.25%～9.58%之间,不同器官碳密度由高至低排序大致为:树干>树枝>树叶>树根>树皮,林下植被各组分和死地被物的碳密度随着林龄的变化规律不明显,土壤层(0～60cm)平均碳密度也随着林龄的增长逐渐增加,且在垂直分布上随着土层深度的增加而逐渐下降。不同器官的碳贮量与其生物量成正比例关系,随着林龄增长,乔木层碳贮量的优势逐渐增强,从5年生的25.88t·hm-2增加到14年生的49.63t·hm-2。桤木人工林生态系统的碳库主要由植被层、死地被物层和土壤层组成,按其碳库大小顺序排列为:土壤层>植被层>死地被物层,5,8和14年生桤木林生态系统中的碳库分别为95.89,122.12和130.75t·hm-2,土壤碳贮量占整个生态系统碳库的59.42%以上,且随着林龄增长,地上部分与地下部分碳贮量之比有逐渐下降的趋势,5,8和14年生桤木年净固定碳量分别6.51,6.26和7.82t·hm-2a-1。湖南省现有桤木林植被碳库为2.8034×106t,为其潜在碳库的47.51%。

关键词：桤木人工林碳密度碳库碳吸存

进城截冠行道树碳贮量及固碳潜力的估算方法与应用

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中南林业科技大学学报 2011年第5期31卷 152-160页

作者：唐志娟方晰项文化中南林业科技大学生态研究室湖南长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室湖南长沙410004

利用几何数学方法,以自然生长和未截冠行道树为对照,以长沙市韶山路栽植的截冠行道树为例,测定主要测树因子,推导出进城截冠行道树地上各部分生物量的估算模式,进而估算韶山路栽植的截冠行道树的生物量、现实的碳贮量以及其潜在的生物... 详细信息

利用几何数学方法,以自然生长和未截冠行道树为对照,以长沙市韶山路栽植的截冠行道树为例,测定主要测树因子,推导出进城截冠行道树地上各部分生物量的估算模式,进而估算韶山路栽植的截冠行道树的生物量、现实的碳贮量以及其潜在的生物量和固碳能力。结果表明:13km的韶山路截冠行道树地上部分的现实生物量和碳贮量分别为159 564.44kg、78 380.40kg,其中韶山北路的最高,韶山南路为其次,韶山中路最低,均以树干的生物量和碳贮量占绝对的优势;韶山路不同路段单株截冠行道树平均生长潜力和固碳的潜力不同,平均生产潜力最大的是韶山北路,韶山中路为其次,韶山南路最小,分别为809.08kg、304.63kg、73.01kg,平均固碳潜力最大的也是韶山北路,韶山中路为其次,韶山南路最小,分别为409.55kg、154.16kg、37.37kg。韶山路采用截冠大树进行绿化后,固碳潜力达619 299.23kg,相当于固定CO22 270 763.73kg;平均每1km行道树潜在固碳量为47 638.40kg,可固定CO2174 674.13kg。

关键词：进城截冠大树行道树碳贮量固碳潜力长沙市韶山路

锰矿区重金属污染土壤对栾树和杜英光合作用的影响

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中南林业科技大学学报 2010年第5期30卷 110-116页

作者：周仁飞李雄华方晰中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004

采用湘潭锰矿区重金属污染土壤进行盆栽试验,设计了5个方案(对照CK:100%自然土;W1:25%矿区废弃地土壤+75%自然土;W2:50%矿区废弃地土壤+50%自然土;W3:75%矿区废弃地土壤+25%自然土;W4:100%矿区废弃地土壤),对比研究了锰矿区重金属污染... 详细信息

采用湘潭锰矿区重金属污染土壤进行盆栽试验,设计了5个方案(对照CK:100%自然土;W1:25%矿区废弃地土壤+75%自然土;W2:50%矿区废弃地土壤+50%自然土;W3:75%矿区废弃地土壤+25%自然土;W4:100%矿区废弃地土壤),对比研究了锰矿区重金属污染土壤对栾树Koelreuteria paniculata、杜英Elaeocarpus decipens光合生理特性的影响。结果表明:(1)7月份杜英的净光合速率平均值高于栾树。(2)不同处理(W1、W2、W3、W4)下,栾树净光合速率日均值分别是对照区的66%、87%、106%、117%,杜英分别是对照区的73%、83%、72.7%、57%。(3)栾树的气孔导度日变化幅度的大小顺序为CK>W3>W4>W2>W1,杜英为CK>W3>W2>W4>W1,4种处理降低了其日变化幅度;栾树胞间CO2浓度日变化幅度大小顺序为W4>W1>CK>W3>W2,杜英为W1>W2>W4>CK>W3;4种处理减少了2树种蒸腾速率日变化幅度,且对应处理组的杜英最大值均高于栾树。

关键词：栾树杜英锰矿重金属污染土壤净光合速率日变化

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药用植物血水草生长的土壤化学元素含量特征

中南林业科技大学学报 2009年第2期29卷 34-38,54页

作者：刘铭田大伦方晰梁小翠中南林业科技大学湖南长沙410004 湖南师范大学湖南长沙410081 南方林业生态应用技术国家工程实验室湖南长沙410004 国家野外科学观测研究站湖南会同418307

对药用植物血水草生长的土壤化学元素含量特征进行了研究．结果表明：（1）血水草生长的土壤呈酸性，pH值为5．52．（2）有机质含量为56．13g·kg-1，大量元素含量以Mg最高，为8．48g·kg-1，P最低，仅为0．76g·kg-1．（3）微量元素含... 详细信息

对药用植物血水草生长的土壤化学元素含量特征进行了研究．结果表明：（1）血水草生长的土壤呈酸性，pH值为5．52．（2）有机质含量为56．13g·kg-1，大量元素含量以Mg最高，为8．48g·kg-1，P最低，仅为0．76g·kg-1．（3）微量元素含量高低排序为Fe〉Mn〉Zn〉Pb〉Ni〉Cu〉Co〉Cd．其生物吸收系数分为4个层次：极强（生物吸收系数≥1000）、强（生物吸收系数200～600）、弱（生物吸收系数10～100）及极弱（生物吸收系数≤10）．（4）根据我国土壤环境质量标准（GB156181995）规定，血水草生长的土壤中，除Cd元素含量在规定的三级标准内，其余Cu、Zn、Ni、Pb元素含量均达到国家规定的一级标准，表明血水草生长的土壤环境质量较高．研究结果可为我国扩大天然生态型绿色药用植物栽培提供科学依据。

关键词：血水草土壤大量营养元素微量元素含量