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广西科学 2019年第2期26卷 199-206页

作者：覃志伟周晓果温远光朱宏光李海燕阮友维蔡道雄贾宏炎黄雪蔓尤业明广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西南宁530004 广西友谊关森林生态系统定位观测研究站广西凭祥532600 中国林业科学研究院热带林业实验中心广西凭祥532600

为探讨凋落物输入量改变对马尾松×红锥混交林碳排放的影响,以马尾松×红锥异龄混交林为研究对象,通过添加和去除凋落物人为地改变碳输入,研究凋落物处理方式对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)去除凋落物可降低土壤湿度、提高土壤温度,而... 详细信息

为探讨凋落物输入量改变对马尾松×红锥混交林碳排放的影响,以马尾松×红锥异龄混交林为研究对象,通过添加和去除凋落物人为地改变碳输入,研究凋落物处理方式对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)去除凋落物可降低土壤湿度、提高土壤温度,而添加凋落物则提高土壤湿度、降低土壤温度。去除凋落物使土壤年均呼吸速率显著降低27.88%,而添加凋落物则使土壤年均呼吸速率显著增加34.02%。(2)去除凋落物能降低四季的土壤呼吸累积排放量,而添加凋落物则提高四季的土壤呼吸累积排放量。对照、去除和添加凋落物的土壤呼吸的年累积排放量(以C计)分别为(9.51±0.12)t·hm^-2、(6.88±0.21)t·hm^-2和(12.70±0.53)t·hm^-2,可见去除凋落物使土壤呼吸年累积排放量降低27.66%,而添加凋落物使土壤呼吸年累积排放量提高33.54%。(3)不同凋落物处理方式下土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著相关,土壤温度解释了土壤呼吸速率变异程度的74.26%~94.28%。去除凋落物增加了土壤呼吸温度敏感性系数Q10值,而添加凋落物则降低Q10值。凋落物处理方式对马尾松×红锥异龄混交林土壤呼吸产生了显著影响,证明凋落物对于改变森林生态系统土壤呼吸和碳循环具有重要作用。

关键词：马尾松×红锥混交林凋落物土壤呼吸土壤温度

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桂西南马尾松、红锥人工幼林及其混交林生物量和碳氮特征研究

桂西南马尾松、红锥人工幼林及其混交林生物量和碳氮特征研究

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作者：刘凯广西大学

学位级别：硕士

马尾松(Pinu smassoniana)和红锥(Castanopsis hystrix)是桂西南地区重要的乡土树种或珍贵树种,具有广阔的发展前景。本研究以位于广西宁明县的广西国有派阳山林场为研究区域,通过选取林龄相同、立地条件相似且相互毗邻的3种幼龄(8年生... 详细信息

马尾松(Pinu smassoniana)和红锥(Castanopsis hystrix)是桂西南地区重要的乡土树种或珍贵树种,具有广阔的发展前景。本研究以位于广西宁明县的广西国有派阳山林场为研究区域,通过选取林龄相同、立地条件相似且相互毗邻的3种幼龄(8年生)人工林类型[马尾松、红锥人工林和马尾松×红锥混交林]为研究对象,采用定位监测与实验室分析的研究方法,对不同林分类型的生长特性、生物生产力和生态系统碳氮特征进行比较系统的研究,以期为桂西南地区人工林经营过程中的树种及营林方式的合理选择提供科学依据。主要研究结果如下:(1)马尾松、红锥幼龄纯林和马尾松×红锥混交林生长量存在差异。8年生马尾松纯林平均树高、胸径和单株材积分别为9.70 m、14.07 cm和0.07714m3;红锥纯林平均树高、胸径和单株材积分别为8.80 m、9.10 cm和0.03024 m3;马尾松×红锥混交林中马尾松平均树高、胸径和单株材积分别为10.03 m、14.40 cm和0.08848 m3,红锥平均树高、胸径和单株材积分别为 10.37 m、11.20 cm和0.05276 m3。(2)马尾松、红锥幼龄纯林和马尾松×红锥混交林总生物量分别为95.22 t·hm-2、42.91 t·hm-2和86.23t·hm-2。马尾松幼龄纯林不同结构层次生物量分配为乔木层>凋落物层>草本层>灌木层,红锥幼龄纯林和马尾松×红锥混交林不同结构层次生物量分配均为乔木层>凋落物层>灌木层>草本层。乔木层不同结构层次生物量分配比例均以干材最大(占51.83%-58.66%),其次是树根(占18.11%-19.39%)、树枝(占10.42%-18.90%)和干皮(占5.91%-7.02%),树叶最小,仅占4.53%-5.25%。(3)马尾松、红锥不同器官碳氮含量及其排列次序均存在差异。马尾松不同器官碳素含量表现为树叶>树干>树皮>树枝>树根,氮素含量表现为树叶>树根>树皮>树枝>树干;红锥不同器官碳素含量表现为树干>树叶>树皮>树根>树枝,氮素含量表现为树叶>树皮>树枝>树根>树干。3种人工幼林各层次植物碳素含量均表现为乔木层>灌木层>草本层,土壤(0-80 cm)中碳素含量均随土层深度增加而下降;各层次植物氮素含量均表现为草本层>灌木层>乔木层,0-80 cm土层中碳素含量均随土层深度增加而下降,土壤中氮素含量均表现出与碳素含量相同的变化趋势,即随土层深度增加而逐渐下降。(4)马尾松、红锥幼龄纯林和马尾松×红锥混交林生态系统碳素总储量分别为123.74t·hm-2、101.44t·hm-2和125.29t·hm-2,氮素总储量分别为5.73t·hm-2、5.77t·hm-2和6.08t·hm-2。3种人工幼林生态系统不同结构层次碳氮储量空间分布基本一致,其碳氮储量大部分储存于0O-80 cm 土壤层中,分别占生态系统碳、氮总储量的62.97%-84.28%和94.59%-97.05%;其次为乔木层,分别占16.34%。-33.60%和1.91%-4.19%;灌草层、凋落物层所占比例最小,分别占1.15%-1.98%、0.35%-0.87%和1.45%-2.20%、0.35%-0.69%。马尾松、红锥幼龄纯林及马尾松×红锥混交林林地土壤中碳、氮主要集中于0-20cm土层,分别占土壤层碳氮储量的42.31%-43.17%和34.11%-36.23%。由此可见,马尾松、红锥幼龄纯林及马尾松、红锥混交林生态系统地上与地下部分碳氮分配比例较低,表明3种人工幼林仍具有较强的碳氮固持潜力。(5)马尾松、红锥幼龄纯林及马尾松×红锥混交林乔木层年净生产力分别为 10.69 t/(hm2·a)、4.41 t/(hm2·a)和9.59 t/(hm2·a),年净固碳量分别为5.20t/(hm2·a)、2.06t/(hm2·a)和4.61 t/(hm2·a),年净氮素积累量分别为0.0297 t/(hm2·a)、0.0137 t/(hm2·a)和0.0275 t/(hm2·a)。

关键词：马尾松人工林红锥人工林马尾松×红锥混交林生态系统碳储量氮储量桂西南

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南亚热带过熟马尾松人工纯林及其混交林的生物量和碳储量特征

南亚热带过熟马尾松人工纯林及其混交林的生物量和碳储量特征

引用

作者：阮友维广西大学

学位级别：硕士

虽然学者们对人工林生物量和碳储量开展了大量的研究,也获得了许多新的发现,但对过熟林的相关研究尚少,尤其缺乏对人工过熟纯林及其混交林的比较研究,亟待深入探讨。本研究以60年生的过熟马尾松人工纯林和马尾松×红锥异龄混交林为对象... 详细信息

虽然学者们对人工林生物量和碳储量开展了大量的研究,也获得了许多新的发现,但对过熟林的相关研究尚少,尤其缺乏对人工过熟纯林及其混交林的比较研究,亟待深入探讨。本研究以60年生的过熟马尾松人工纯林和马尾松×红锥异龄混交林为对象,利用野外调查、生化分析、综合比较等方法,探讨了过熟马尾松人工纯林及其混交林生态系统生物量和碳储量特征,验证了混交林提高森林生态系统生物量和碳储量以及老龄林具有高碳固持能力的科学假说,主要结果如下:(1)过熟马尾松人工纯林及其混交林群落生物量分别是584.17 t/hm2和655.34t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层和枯落物层的生物量分别是569.09 t/hm2、4.26 t/hm2、3.02 t/hm2、7.80 t/hm2和645.56 t/hm2、1.88 t/hm2、0.98 t/hm2、6.92 t/hm2;混交林的群落总生物量和乔木层生物量高于纯林,但差异不显著(p>0.05),而灌木层、草本层和枯落物层的生物量均低于纯林,且纯林灌木层和草本层的生物量极显著高于混交林(p马尾松人工纯林及其混交林生态系统碳储量分别是483.08t/hm2和524.80t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层、枯落物层和土壤层的碳储量分别是300.62 t/hm2、2.26 t/hm2、1.47 t/hm2、4.58 t/hm2、174.15 t/hm2和338.11 t/hm2、1.05 t/hm2、0.51 t/hm2、4.21t/hm2、180.92t/hm2。混交林生态系统碳储量、乔木层碳储量和土壤碳储量均高于纯林,但差异不显著(p>0.05),而灌木层、草本层和枯落物层的碳储量均低于纯林,且纯林灌木层和草本层的碳储量极显著高于混交林(p马尾松人工纯林及其混交林群落生物量分配格局相似,为乔木层>枯落物层>灌木层>草本层,即乔木层生物量占群落生物量的97.42%～98.51%,枯落物层1.06%～1.34%,灌木层0.29%～0.73%,草本层0.15%～0.52%。纯林和混交林林分保留木和更新树的生物量分别占乔木层总生物量的91.55%、8.45%和99.62%、0.38%。林分保留木和更新树器官生物量分配规律不同,马尾松器官生物量分配的大小顺序为树干(50.55%～51.35%)>树根(19.83%～20.02%)>树枝(14.91%～15.56%)>树皮(8.37%～8.69%)>树叶(5.21%～5.51%);红锥与马尾松相似,为树干(59.30%)>树根(16.84%)>树枝(13.04%)>树皮(7.26%)>树叶(3.55%),更新树与保留木的不同,为树干(42.81%～55.02%)>树根(18.22%～22.22%)>树叶(7.49%～19.34%)>树枝(13.93%～15.64%)>树皮(0.00～5.34%)。(4)过熟马尾松人工纯林及其混交林生态系统碳储量分配格局相似,数值不同,其中纯林为乔木层(61.95%)>土壤层(36.32%)>枯枝落叶层(0.96%)>灌木层(0.47%)>草本层(0.31%),混交林是乔木层(64.75%)>土壤层(34.16%)>枯枝落叶层(0.79%)>灌木层(0.20%)>草本层(0.10%)。纯林中植被和土壤碳储量分别占生态系统碳储量的64.08%和36.05%;混交林相应为65.53%和34.47%。乔木层和土壤是森林生态系统的主要碳库,两者合占98.28%～98.90%,但以乔木层的碳储量最高,占62%～64%。在乔木层碳库中,纯林林分保留木贡献了91.34%的碳,更新树贡献了8.66%碳;而混交林中林分保留木贡献了99.61%的碳(其中马尾松:85.10%,红锥:14.51%),更新树仅提供0.39%的碳。(5)本研究结果支持混交林提高森林生态系统生物量和碳储量以及老龄林具有高碳固持能力的科学假说。

关键词：过熟林马尾松人工纯林马尾松×红锥混交林生物量碳储量

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广西凭祥两种过熟人工林凋落物对土壤呼吸的影响

广西凭祥两种过熟人工林凋落物对土壤呼吸的影响

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作者：覃志伟广西大学

学位级别：硕士

土壤呼吸是全球碳循环的一个重要组成部分,是土壤碳库的主要输出途径和大气CO2的主要来源。研究土壤呼吸变化特征及影响机制对于确定陆地生态系统中碳源与汇的关系对全球气候变化有着重要意义。本研究以广西凭祥过熟马尾松纯林(以下简... 详细信息

土壤呼吸是全球碳循环的一个重要组成部分,是土壤碳库的主要输出途径和大气CO2的主要来源。研究土壤呼吸变化特征及影响机制对于确定陆地生态系统中碳源与汇的关系对全球气候变化有着重要意义。本研究以广西凭祥过熟马尾松纯林(以下简称马尾松纯林)和马尾松×红锥异龄混交林(以下简称混交林)为对象,设置去除凋落物、添加凋落物处理,从2017年9月至2018年8月,对两种林分的土壤呼吸速率、水热因子等主要影响因子进行测定,并对不同凋落物处理下两种林分的土壤碳排放量进行了初步的估算,得到以下主要结论:(1)马尾松纯林与混交林凋落物月际动态变化模式相近,均呈现双峰型。马尾松纯林和混交林年凋落物量分别为6.48±0.11 t·hm-2和8.03±0.17 t··hm-2,成熟马尾松纯林转变为马尾松×红锥异龄混交林后,其年凋落物量显著增加了23.92%。(2)马尾松纯林对照、去除和添加凋落物处理的年平均土壤温度分别为19.42±0.04℃、20.30±0.03℃ 和 20.05±0.19℃,混交林的相应为20.71±0.04℃、20.89±0.03℃和20.54±0.03℃,去除凋落物处理分别使马尾松纯林和混交林土壤温度显著升高了4.53%和0.87%,添加凋落物处理使马尾松纯林土壤温度也显著升高了0.87%,使混交林土壤温度显著降低了0.92%。两林分在季节上均表现出夏季>春季>秋季>冬季的变化规律。成熟马尾松纯林转变为马尾松异龄混交林后,其土壤温度显著增加了 18.43%。(3)马尾松纯林对照、去除和添加凋落物处理的年平均土壤湿度分别为19.66±0.09%、19.67士0.13%和20.41±0.31%,混交林的相应为21.24±0.15%、20.44±0.14%和22.04±0.20%,去除凋落物处理对马尾松纯林土壤湿度无显著影响,但使混交林土壤湿度显著降低了3.77%,添加凋落物处理分别使马尾松纯林和混交林土壤湿度显著升高了3.81%和3.77%。成熟马尾松纯林转变为异龄混交林后,其土壤湿度显著增加了8.04%。(4)马尾松纯林对照、去除和添加凋落物处理的年平均土壤呼吸速率分别为2.06±0.14、1.54±0.19和2.60±0.08 μmolCO2·m-2s-1,混交林的相应为2.44±0.06、1.76±0.12和3.2和3.27±0.29 μmolCO2·m-2s-1,去除凋落物处理分别使马尾松纯林和混交林土壤呼吸速率显著降低了25.24%和27.87%,而添加凋落物使马尾松纯林和混交林土壤呼吸速率显著升高了26.21%和34.02%。(5)马尾松纯林对照、去除和添加凋落物处理的土壤呼吸的年累积排放量分别为8.03士0.23 t·***-2、6.00±0.33 t.C·hm-2和 10.01土0.14t·***-2,混交林相应为9.51士0.12t·***-2、6.88±0.21 t·C·hm-2和12.70士0.53 t·***-2。去除凋落物处理分别使马尾松纯林和混交林的年累积排放量显著减少了25.28%和27.66%,而添加凋落物处理分别使马尾松纯林和混交林的年累积排放量显著增加了24.66%和33.54%,马尾松纯林转变为混交林后,其土壤呼吸的年累积排放量显著增加了 18.43%。(6)马尾松纯林和混交林对照、去除和添加凋落物处理的土壤呼吸速率与土壤温度之间均呈极显著指数相关(p马尾松纯林中去除、对照和添加处理土壤呼吸速率83.87%、87.67%和88.46%的变化,而混交林的相应为74.26%、94.28%和93.31%。混交林添加凋落物的土壤呼吸速率与土壤湿度均呈显著线性关系(P0.05)。(7)马尾松纯林对照、去除凋落物和添加凋落物土壤呼吸温度敏感性系数的Q10值分别为2.09、1.83和1.92,去除和添加凋落物均降低Q10值;混交林的Q10值相应为2.01、2.13和1.94,去除凋落物处理增加了Q10值,而添加凋落物降低了Q10值。

关键词：过熟林马尾松纯林马尾松×红锥混交林土壤呼吸 Q10

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