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林窗干扰对凋落叶分解过程中微生物生物量和细菌群落结构的影响

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林窗干扰对凋落叶分解过程中微生物生物量和细菌群落结构的影响

作者：张明锦四川农业大学

学位级别：硕士

基于“人工林近自然化改造”的思想,通过人工采伐林窗,探索了林窗干扰及林窗干扰下土壤动物对马尾松凋落叶分解过程中微生物生物量和细菌群落结构以及红椿凋落叶分解过程中微生物生物量的影响。试验从2013年11月起,选取长江上游低山丘陵... 详细信息

基于“人工林近自然化改造”的思想,通过人工采伐林窗,探索了林窗干扰及林窗干扰下土壤动物对马尾松凋落叶分解过程中微生物生物量和细菌群落结构以及红椿凋落叶分解过程中微生物生物量的影响。试验从2013年11月起,选取长江上游低山丘陵区(四川宜宾高县境内)42年生成熟马尾松人工林为研究对象,通过砍伐形成了7种大小不等的近似正方形林窗斑块(G1:100 m2、G2:225 m2, G3: 400 m2、G4:625 m2、G5:900 m2、G6:1225 m2、G7:1600 m2),以纯林林下为对照。采用凋落物袋分解法和孔径排除法分析了林窗大小、林窗位置(林窗中心和林窗边缘)、物种、分解时间以及林窗干扰下土壤动物对马尾松凋落叶分解过程于中微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和细菌群落结构的影响。此外,还监测了温度(AT)、凋落叶含水率(WC)等生态环境因子,测定了凋落物的全碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、可溶性有机碳(DOC)含量,分析了因林窗干扰引起的环境变化和凋落物化学特性与微生物生物量和细菌群落多样性的相关性。结果如下：(1)林窗大小和分解时间对凋落叶中的MBC和MBN都有显著影响,但林窗位置对MBC和MBN的影响不显著。凋落叶中的MBC和MBN分别在中型林窗(G3和G4)和小型林窗(G1和G2)较高。总体来看,中小型林窗(G1-G4)更有利于凋落叶中微生物生物量的增加。从凋落叶中微生物生物量随分解时间的变化来看,红椿凋落叶中的MBC和MBN分别在分解90 d和30 d时最高,而马尾松凋落叶中的MBC和MBN都是在分解180 d时达到最高值。红椿凋落叶中的MBC和MBN显著高于马尾松凋落叶。凋落叶中的MBC和MBN除了与AT、WC显著相关外,与凋落叶的化学特性(C、DOC、DOC/C、N、C/N、P)也密切相关。(2)林窗大小、林窗位置、分解时间以及它们之间的交互作用影响着林窗干扰下土壤动物对马尾松凋落叶中MBC和MBN的作用。从马尾松凋落叶一年的分解过程来看,在G1林窗,土壤动物对凋落叶中MBN的增加有显著的促进作用。在林窗边缘,土壤动物也能显著增加凋落叶中的MBN。从分解时间来看,分解30 d和90 d时,土壤动物分别对凋落叶中MBN和MBC的增加有显著的促进作用;但分解180 d时,土壤动物显著降低了凋落叶中的MBC,而在分解270 d和360 d时,土壤动物对凋落叶中的MBC和MBN都无显著影响。(3)林窗大小和分解时间对马尾松凋落叶中的细菌群落结构和多样性都有显著影响。林窗的形成改变了凋落叶中的细菌群落结构和组成,减小了细菌群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,但增大了优势度指数。分解90 d和270 d时的马尾松凋落叶中的细菌群落结构差异较大,分解90 d时的细菌类群(7大门10大纲)高于分解270 d的(5大门7大纲)。分解90 d时的细菌群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均高于分解270 d的,但优势度指数低于分解270 d的。分解90 d时,细菌群落的多样性与林窗大小(GS)、WC、AT、凋落物的C、N、DOC含量显著相关;分解270 d时,细菌群落的多样性仅与AT和C含量显著相关。总体来看,变形菌门是马尾松凋落叶第一年分解过程中的优势类群,有利于凋落叶分解过程中的碳氮循环。(4)林窗干扰下,林窗大小影响着土壤动物对马尾松凋落叶中细菌群落结构的作用,但无明显的规律。分解时间显著影响着土壤动物对细菌群落结构的作用。分解90 d时,土壤动物对马尾松凋落叶中的优势类群并无显著影响,但对凋落叶中不同细菌类群所占比例有所影响,这种影响随林窗大小的变化尚无明显规律。在分解270 d时,不同孔径处理下的凋落叶中的细菌优势类群存在显著差异,土壤动物对凋落叶中的优势类群有着显著影响。在试验区域及类似地区对马尾松人工林进行“近自然化改造”时,可采用100～625m2尺度的林窗干扰,这有利于凋落叶分解过程中微生物生物量碳和氮的增加,加快凋落叶的分解,提高人工林林地的土壤肥力。同时,中小尺度的林窗干扰还能促进凋落叶分解初期土壤动物对马尾松凋落叶中微生物生物量的作用。

关键词：林窗干扰马尾松人工林凋落物分解微生物生物量细菌群落结构

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林窗干扰对森林公园土壤碳排放的影响

林窗干扰对森林公园土壤碳排放的影响

小兴安岭典型阔叶红松林林窗干扰历史及气候影响

第二届中国林业学术大会——S13 城市森林建设理论与技术

作者：黄石德潘辉叶功富蔡燕徽洪志猛福建省林业科学研究院闽江学院旅游系福建农林大学林学院

利用森林公园林内和林窗的土壤进行室内培养实验,研究林窗干扰和覆盖枯落物对土壤碳排放的驱动。结果表明,在培养的前期,林内和林窗土壤碳排放无显著差异。然而,在经历长期干旱后,林内和林窗土壤碳排放出现分化,林窗土壤碳排放显著高于... 详细信息

利用森林公园林内和林窗的土壤进行室内培养实验,研究林窗干扰和覆盖枯落物对土壤碳排放的驱动。结果表明,在培养的前期,林内和林窗土壤碳排放无显著差异。然而,在经历长期干旱后,林内和林窗土壤碳排放出现分化,林窗土壤碳排放显著高于林内,表明林窗干扰对森林公园土壤碳排放的驱动主要表现在土壤受到极端气候条件(诸如长期干旱)下,土壤的稳定机制遭受破坏,促使原本固持在土壤中的碳被迅速地释放出来。覆盖枯落物后,林内和林窗土壤碳排放速率均表现为显著增加,表明枯落物也是土壤碳排放的一个重要来源。对土壤碳排放和土壤温度的相关分析表明,在不同的培养周期,林窗都有比林内更高的温度敏感性,表明林内土壤由于其理化性质更加稳定性,表现出一定的"自适应"机制。

关键词：林窗干扰森林公园土壤碳排放延长干旱

来源： cnki会议评论

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小兴安岭典型阔叶红松林林窗干扰历史及气候影响

作者：朱良军东北林业大学

学位级别：硕士

在全球气候变暖及森林干扰日趋频繁的大背景下,我国东北顶极地带性植被阔叶红松(Pinus koraiensis)林资源逐年锐减,森林干扰问题日益凸显。本文依托凉水国家级自然保护区典型阔叶红松林内的9 hm2森林动态监测样地,开展了以下3个方面研究... 详细信息

在全球气候变暖及森林干扰日趋频繁的大背景下,我国东北顶极地带性植被阔叶红松(Pinus koraiensis)林资源逐年锐减,森林干扰问题日益凸显。本文依托凉水国家级自然保护区典型阔叶红松林内的9 hm2森林动态监测样地,开展了以下3个方面研究：(1)运用传统的生态学和常规的树木年代学方法,以小兴安岭典型阔叶红松林内大、中型林窗(面积大于50 m2)为研究对象,确定小兴安岭典型阔叶红松林内大、中型林窗干扰的基本特征及其形成原因;(2)运用树轮生态学方法,对样地内林窗边缘主要树种红松和臭冷杉(Abies nephrolepis)进行生长释放判定分析,建立干扰年表以重建小兴安岭典型阔叶红松林林窗干扰历史并探讨其干扰形成的机制;(3)利用树轮气候学方法,建立小兴安岭典型阔叶红松林内林窗与非林窗红松和臭冷杉树木年轮宽度年表,探讨显著(1980年后)升温对林窗与非林窗树木径向生长的影响。主要研究结果如下：该区大、中型林窗平均密度为7.67个/hm2,平均产生速率为0.08个hm-2.a-1,干扰频率为0.42%.a-1,干扰周转期约240a。林窗主要由多种方式共同形成(3种以上形成方式占67.39%),形成木主要死亡方式包括干基折断(BB,占54.9%)、掘根风倒(U,占16.7%)、干中折断(B T,占12.9%)、枯立(S,占10.7%)和人工砍伐(A,占4.9%)。林窗形成树种主要是红松(50.2%)、臭冷杉(9.78%)、枫桦(Betula costata,7.78%)以及腐烂程度较严重无法判别的树种(10.44%)。形成木腐烂等级较高,平均9.38株/林窗。小径级倒木是林窗形成的受害者,针叶树种对林窗形成的贡献远大于阔叶树。林窗边缘木以红松为主(63.08%),平均胸径为46.68 cm,平均高度为23.6 m。边缘木中臭冷杉生长最快,红皮云杉(Picea koraiensis)和色木槭(Acer mono)生长最慢。林窗大小对形成木和边缘木的种类和组成影响不大,林窗形成木界定标准的不同将对判定林窗形成方式产生很大影响。综合多种方法调查大、中型林窗及大径级形成木,可提高林窗干扰历史重建及林窗成因判定的准确性。此外,利用分层解析法可更合理地将发生过二次或多次伤害大、中型林窗形成与发展过程动态解析,这对理解林窗动态变化及森林群落动态过程至关重要。整体上林窗木与非林窗木的生长变化百分率变化规律基本一致,而不同林窗间生长变化百分率存在明显差异,林窗干扰及其产生的影响存在较大的变异性。在1733-1738、1748-1752.1769-1771、1798-1801、1827-1833、1841-1844、1935-1939及1968-1973年间,红松生长释放较强,其中1752、1770、1800、1830、1842、1937及1970年出现了明显的干扰峰;在1889-1904、1932-1938、1947-1973和1986-2005年间,臭冷杉生长释放较强,其中1894、1951和1990年出现了明显的干扰峰。红松干扰存在2.0 a、3.5 a、3.8 a、7.3-7.9 a和9.1-18.2 a的显著周期,臭冷杉干扰存在3.5-3.6 a、7.5-48.8 a和65-85 a的显著周期。风干扰是典型阔叶红松林干扰释放的主要因子,异常温度也影u向该地区树木生长释放事件。太阳活动通过影响局地风速、温度、降水等气候因子以及其他大尺度气候模态影响林窗动态,可能是小兴安岭典型阔叶红松林的干扰机制之一显著(1980年后)升温减缓了非林窗红松生长,却加快了林窗红松生长,林窗木对温度的正响应高于非林窗木。升温后,非林窗红松受温度影响减弱,而林窗红松则增强;林窗和非林窗红松径向生长与帕默尔干旱指数(Palmer severity drought index, PDSI)均由负相关变为正相关。林窗干扰导致臭冷杉径向生长减缓,升温导致林窗与非林窗臭冷杉年生长量均下降了约50%,非林窗木对温度的负响应要高于林窗木。升温后,5-10月温度对非林窗木抑制作用明显;非生长季(1-5月)降水对非林窗臭冷杉的抑制作用加强,而对林窗臭冷杉则由抑制变为促进。PDSI与非林窗臭冷杉由升温前的负相关变为升温后的正相关,而林窗臭冷杉则负相关更显著。综上所述：林窗干扰减少耐荫喜湿树木径向生长,而对阳性树种影响不大或略有增加。林窗木比非林窗木更易受外界环境变化的影响,林窗干扰可使喜湿耐荫树种提前适应暖干环境,以提高对升温适应性。升温导致林窗木与非林窗木年轮气候响应差异变大。

关键词：林窗干扰树木年轮阔叶红松林小兴安岭气候变暖

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大兴安岭南段次生林林窗干扰特征研究

大兴安岭南段次生林林窗干扰特征研究

作者：张波内蒙古农业大学

学位级别：硕士

本论文选择大兴安岭南段次生林林窗为研究对象,以内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家定位观测研究站(以下简称:赛罕乌拉森林生态站)大样地为基础,采用野外调查的方法,分析了不同坡位(坡上、坡中和坡下)和不同林窗面积(大、中和小)的林窗边... 详细信息

本论文选择大兴安岭南段次生林林窗为研究对象,以内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家定位观测研究站(以下简称:赛罕乌拉森林生态站)大样地为基础,采用野外调查的方法,分析了不同坡位(坡上、坡中和坡下)和不同林窗面积(大、中和小)的林窗边界木、林窗形成木和林窗幼苗更新特征,揭示了大兴安岭南段次生林林窗干扰对森林动态的短期影响,得出以下主要研究结果:1.大兴安岭南段次生林林窗平均面积是134m2,主要集中在50～170m2之间分布。边界木树种有白桦(Betula platyphylla)、蒙古栎(Quercus mongolica)、黑桦(***)、山杨(Populus davidiana)、蒙椴(Tilia mongolica),白桦边界木最多,占72%。林窗形成木的形成方式有站干(27%)、干中折断(58%)、干基折断(15%),干中折断数量最多;形成木形成类型和形成时间有明显的树种差异。林窗更新幼苗种类主要是蒙古栎(79%)、山杨(14%)和白桦(2%),蒙古栎更新幼苗数量最多。2.大兴安岭南段次生林坡位影响林窗面积、林窗边界木、林窗形成木和林窗幼苗更新。坡上大林窗数量较多,坡下小林窗数量较多。坡位对小林窗边界木平均树高和胸径影响显著(P林窗形成木主要是干中折断,坡下主要是站干和干中折断。坡上和坡中林窗抑制幼苗更新数量,但促进幼苗高生长和水平生长。3.林窗面积影响林窗边界木、林窗形成木和林窗幼苗更新。坡上和坡下林窗面积对边界木平均树高和胸径影响显著(P林窗面积对形成木胸径影响显著(P林窗形成木胸径最小(11.11±7.23cm)。4.大兴安岭南段次生林中,白桦多是近期死亡,而蒙古栎多是远期死亡,坡中和坡下白桦选择保留树高较高和胸径较大的边界木,林窗改变了大兴安岭南段次生林树种组成。林窗幼苗更新以蒙古栎为主,白桦幼苗更新只有极少数,白桦更新得不到及时补充,推测未来森林树种更替。

关键词：林窗干扰边界木形成木幼苗更新

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野生杜鹃群落林窗与天然更新研究

野生杜鹃群落林窗与天然更新研究

作者：唐凤华贵州师范大学

学位级别：硕士

百里杜鹃分布有全球最为集中的野生杜鹃群落,但是杜鹃群落的天然更新非常困难。林窗扰动是森林更新和演替过程的重要干扰类型,为了解林窗扰动对贵州百里杜鹃国家森林公园天然杜鹃林天然更新障碍的影响,本研究以百里杜鹃普底景区和金坡... 详细信息

百里杜鹃分布有全球最为集中的野生杜鹃群落,但是杜鹃群落的天然更新非常困难。林窗扰动是森林更新和演替过程的重要干扰类型,为了解林窗扰动对贵州百里杜鹃国家森林公园天然杜鹃林天然更新障碍的影响,本研究以百里杜鹃普底景区和金坡景区的野生杜鹃群落林窗为主要研究对象。实地踏查进行植物资源调查和样品采集测定分析的基础上,运用多元统计分析方法对林窗与林下的植物物种多样性和环境因子进行分析比较,并分析探讨环境因子对杜鹃林林窗植物多样性的影响。通过在林窗和林窗周围的林下进行野外人工辅助天然更新,播种二月兰种子试验,野外考察林窗及林下二月兰种子萌发,分析环境因子对二月兰生长过程的影响。同时对不同林窗及林下的野生杜鹃幼苗分布特征进行实地踏查。本研究取得的主要研究结果如下:(1)百里杜鹃杜鹃林林窗数量较多,面积小于50m的林窗数量最多,林窗的主要原因是人为砍伐。杜鹃林光照强度均表现为林窗>林缘(林窗边缘)>林下,林窗土壤表层温度表现为林窗>林缘>林下。凋落物厚度整体上呈现林下>林窗>林缘的变化特征。林窗中杜鹃幼苗以种子萌发更新为主,其次是树桩发芽更新。不同大小尺度林窗中植物的Margalef指数与Simpson指数均显著大于林下,面积>300m林窗植物的Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数值最大,均显著大于林缘和林下。林窗表层土壤p H值、林窗大小、土壤含水率、林窗表层坡度与Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数显著相关。(2)杜鹃林窗中土壤TP,TK和AK在不同坡位和坡度的含量均有所提高;小林窗中AK含量显著增加,林下表层土壤C/P比值显著下降。在中坡位林窗中检测到土壤AK含量显著较高,土壤C/P比值较低。中坡度林窗表层土壤TP和AK含量显著增加,土壤C/P比值下降。土壤p H和AK是影响土壤性质空间分布的最重要变量,其次是TP。土壤p H、Ca和海拔是决定小林窗物种空间分布的重要环境因素,土壤Na、TK、TP、Mg和p H在林下影响较大。(3)与国家土壤环境质量(GB 15618—2018)筛选值相比,小林窗土壤中Cd的平均含量是土壤环境质量筛选值的1.53倍,林下是筛选值的1.47倍,小林窗样点土壤Cd含量超标率高于林下27%;林窗干扰促进了Hg、Cd在林区表层土壤的富集,生态风险较高。林窗的综合潜在生态风险高于林下。(4)调查发现林窗中种子萌发形成的杜鹃苗占杜鹃幼苗总数的97.65%,林窗中通过人工播种的二月兰发芽成苗占其总数的72%。林窗幼苗的数量和分布受到林窗大小、表层坡度的影响。面积小于50m的林窗的杜鹃苗和二月兰幼苗数量均比较大,分别占其总数的56.34%和62.83%,面积林窗中表层土壤温度和光照强度均小于面积>50 m林窗。面积>300m林窗中表层土壤p H、含水率和坡度显著大于林下。林窗中实生杜鹃幼苗数为中坡度>陡坡>缓坡,林窗中陡坡二月兰数量最多,占林窗林下幼苗总数的56.31%。不同坡度林窗的表层土壤温度和林窗表层光照强度均是林窗显著高于林下,在缓坡和陡坡林窗中表层凋落物显著低于林下。(5)林窗坡向和坡位也影响幼苗的数量和分布,阳坡林窗实生杜鹃幼苗数量是阴坡林窗的13.33倍,阳坡林窗实生二月兰苗数量是阴坡林窗的7.93倍。阳坡林窗中林窗土壤温度、p H值、表层凋落物厚度、光照强度、表层温度差和光照强度差均高于阴坡林窗。林窗表层光照强度与土壤温度显著高于林下。林窗实生杜鹃幼苗数量数量是中坡位最多,而林窗二月兰实生幼苗数量为下坡位最多,占二月兰幼苗总数的60.86%。下坡林窗的表层土壤p H值显著高于上坡位和下坡位林窗,中坡位林窗的表层土壤温度显著高于上坡位和下坡位林窗。上坡位和中坡位林窗中表层土壤温度与光照强度均显著高于林下,不同大小、林窗土壤表层坡度、坡向的林窗凋落物厚度显著低于林下。林窗的形成促进了杜鹃及二月兰苗种子在林窗的萌发和幼苗的生长。

关键词：林窗干扰野生杜鹃群落天然更新植物物种多样性环境因子人工辅助更新

马尾松人工林林窗对土壤有机碳及团聚体的影响

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马尾松人工林林窗对土壤有机碳及团聚体的影响

作者：宋小艳四川农业大学

学位级别：硕士

马尾松林作为四川盆地低山丘陵区主要造林树种,面积已超过200万hm2,但大面的马尾松纯林带来了地力衰退、病虫害集中暴发以及地上／地下生物多样性降低等生态安全问题,严重制约着林业的可持续发展。人工砍伐林窗是提高马尾松人工林生态... 详细信息

马尾松林作为四川盆地低山丘陵区主要造林树种,面积已超过200万hm2,但大面的马尾松纯林带来了地力衰退、病虫害集中暴发以及地上／地下生物多样性降低等生态安全问题,严重制约着林业的可持续发展。人工砍伐林窗是提高马尾松人工林生态系统功能的有效改造手段。而土壤碳库及团聚体对林窗干扰的响应是生态系统功能改善的重要方面,是林窗大小选择的重要考虑因素,决定着生态系统生产力和可持续性。本研究选取宜宾高县来复镇39年生马尾松人工林中7种不同大小林窗(G1:100 m2、 G2:225 m2, G3:400 m2, G4:625 m2, G5:900 m2, G6:1225 m2, G7:1600m2)以及马尾松纯林为研究对象,分析了干湿季节下林窗中心和边缘土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(ROC)、碳库管理指数(CMI)以及团聚体组成、有机碳和易氧化有机碳含量的变化趋势。结果显示：(1)林窗大小对湿季和干季土壤MBC、WSOC、ROC含量及其占总有机碳的比例均有影响,且湿季影响更为显著。随林窗面积增大,林窗中心MBC、WSOC、 ROC含量及其比例基本呈升高趋势;由于边缘效应,林窗边缘各形态活性有机碳含量及其比例对林窗大小的响应与林窗中心有所不同。林窗大小仅对湿季土壤团聚体组成及各粒径有机碳和活性有机碳含量有显著影响。在湿季,林窗大小显著影响大团聚体比例,0.5-0.25mm团聚体有机碳含量以及各粒径团聚体易氧化有机碳含量。总体而言,中大型林窗(900-1225m2)内微生物活性强,活性有机碳含量高,表现出较好的有机碳库稳定性,并且具有更高的大团聚比例以及有机碳和易氧化有机碳含量。(2)大部分林窗中心与边缘土壤MBC、WSOC、ROC含量及其占总有机碳的比例无显著差异,仅G1林窗中心与边缘土壤MBC、ROC及MBC/SOC差异显著。但林窗内土壤微生物量碳含量及其比例高于林下,水溶性有机碳含量及比例与易氧化碳含量所占比例低于林下。说明林窗内土壤微生物活性比纯林下有较大提高,利于土壤有机质的增加,但可能增加湿季水溶性有机碳流失。采样位置仅湿季对大团聚体比例、有机碳含量以及各粒径易氧化有机碳含量影响显著。在湿季,林窗中心与边缘土壤团聚体易氧化有机碳含量差异显著,其中>1mm团聚体易氧化有机碳含量林窗中心高于边缘,而林窗中心低于边缘。G3和G4林窗土壤>5 mm团聚体所占比例显著低于林下,1-0.5和0.5-0.25 mm团聚体所占比例显著高于林下。林窗中心0.5-0.25和2-1 mm团聚体有机碳含量显著低于林下。(3)采样季节显著影响土壤各形态有机碳含量及其占总有机碳的比例。湿季土壤SOC、WSOC及MBC含量都高于干季,但ROC含量表现例外,可能与湿季较高的有机碳积累有关。季节亦显著影响土壤团聚体组成及各粒径团聚体有机碳和易氧化有机碳含量。湿季团聚体有机碳及易氧化有机碳含量高于干季,且仅在湿季林窗大小及采样位置对土壤团聚体具有显著影响。

关键词：马尾松人工林林窗干扰土壤碳库土壤活性有机碳土壤团聚体

林窗对马尾松人工林土壤微生物生物量和养分的初期影响

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林窗对马尾松人工林土壤微生物生物量和养分的初期影响

作者：欧江四川农业大学

学位级别：硕士

以近自然森林经营思想为指导,采用林窗干扰的方法,探索了马尾松人工林生态系统土壤微生物生物量和养分对干扰的响应。本研究选取长江上游低山丘陵区39年生的马尾松人工林7种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:225 m2. G3:400 m2、G4:625 m2. G... 详细信息

以近自然森林经营思想为指导,采用林窗干扰的方法,探索了马尾松人工林生态系统土壤微生物生物量和养分对干扰的响应。本研究选取长江上游低山丘陵区39年生的马尾松人工林7种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:225 m2. G3:400 m2、G4:625 m2. G5:900 m2、G6:1225 m2、G7:1600 m2)以及纯林林下为研究对象,分析了林窗中央和林窗边缘土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、有效磷(AP)、有机质(SOM)、全氮(TN)和全磷(TP)的变化趋势。结果显示：(1)林窗大小对两个土层MBC均有显著影响,对0～10 cm土壤MBN、MBP影响达到显著程度。MBN与MBC变化趋势基本相同,均随林窗增大呈先升后降的变化,但MBN在次年春季有较大升高,MBP仅林窗中央与此相同。MBC、MBN和MBP分别在面积为400～900 m2、225～625 m2和625～900 m2的林窗较高。总体来看,中型林窗更有利于微生物生物量的增值。而林窗大小对土壤有效养分的影响,仅10～20 cm土壤AP显著。0～10 cm土壤AP为≥900 m2林窗中央和225～625 m2林窗的边缘较高,10～20 cm为中型林窗较低。另外,林窗大小对两个土层SOM均有极显著影响,但TN和TP均不显著。SOM总体上呈先升后降的趋势。(2)林窗中央与边缘间土壤各指标差异均不显著,但各指标总体上较林下有一定提高,尤其是MBC、MBN、SOM和AP。说明较之马尾松纯林,林窗内土壤微生物活性和有较大提高,有机残体更易破碎进入土壤。另外,两个层次土壤MBC、 MBN、MNP、NH4+-N、SOM和TN有显著差异,可见林窗形成初期,0～10 cm土壤微生物活动更为剧烈,有机质摄入更为快速。(3)季节变化对两个层次土壤MBC、MBN、MBP均有极显著影响。0～10 cm土壤MBC为夏高春低,10～20 cm总体冬高秋低;MBN为夏季和次年春季显著高于其他三季;MBP总体为0～10 cm秋季和次年春季较高,10～20 cm为春高冬低。而土壤有效养分也均有极显著的季节变化。其中,0～10 cm土壤NH4+-N和NO3--N第一年春夏两季明显高于其他两季;10～20 cm土壤NH4+-N为秋季最高,NO3--N与此相反。0～10 cm各林窗AP总体表现为先升后降的趋势,但峰值多出现在夏季;10～20 cm次年春季最高。另外,季节变化对土壤SOM、TN均有显著影响,对TP影响不显著。总体上,0～10cm土壤SOM为第一年春、夏季显著高于其他各季,10～20 cm秋季较高。TN的季节变化与SOM变化规律几近相反。(4)相关分析结果表明,土壤有机质、微生物生物量和养分之间具有密切的联系,说明土壤林窗形成后,改善了土壤养分的循环过程,这有利于地上植被的恢复与更新。同时,土壤温度促进了微生物量碳氮的增值及有效氮和有机质的积累,土壤含水量仅对有机质的累积有所促进,但对MBN和NH4+-N有所抑制。由此可见,土壤温度是林窗形成初期影响土壤养分循环主要的环境因子。

关键词：马尾松人工林林窗干扰土壤微生物生物量有机质有效养分

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林窗理论在山地型城市森林建设中的应用前景

林业调查规划 2013年第4期38卷 107-110,122页

作者：宋聚学马立辉黄世友正安县林业局贵州正安563400 重庆市林业科学研究院重庆400036 重庆瀚业园林工程有限公司重庆400036

从森林循环演替、森林特殊的生境、边缘效应、森林植被物种多样性及森林景观格局多样性等方面论述了林窗干扰作用,并讨论了林窗理论在山地型城市森林建设中森林动态管理、森林景观格局优化和林相改造等方面的应用前景。

关键词：林窗理论山地型城市森林林窗干扰边缘效应植被物种多样性森林景观格局