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基于土壤生态化学计量的红壤侵蚀退化区植被恢复过程中的养分平衡机制

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江苏农业科学 2024年第11期52卷 238-247页

作者：翟林韩雪洁李启艳刘陵桦孟维彩蔡翠婷侯晓龙福建农林大学林学院福建福州350002 南方红壤区水土保持国家林业和草原局重点实验室福建福州350002 福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站福建龙岩364000 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

土壤化学计量对退化地植被恢复后土壤养分限制变化有重要的指示作用,目前红壤退化生态系统恢复过程中的养分限制机理还不清楚,以福建省长汀县红壤侵蚀区不同植被恢复阶段马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,调查测定不同恢复阶段马... 详细信息

土壤化学计量对退化地植被恢复后土壤养分限制变化有重要的指示作用,目前红壤退化生态系统恢复过程中的养分限制机理还不清楚,以福建省长汀县红壤侵蚀区不同植被恢复阶段马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,调查测定不同恢复阶段马尾松林植被组成和土壤理化特性,分析不同植被恢复阶段群落特征与土壤化学计量间的内在关系。结果表明,随着植被的恢复,植物丰富度(DG、DM)、植物多样性(H′)、植物优势度(DS)及植物均匀度(E)均明显提升,针叶林(CF)和针阔混交林(CBF)与阔叶林(BF)恢复阶段的灌木层和乔木层差距主要体现为植物种类变化显著,说明恢复后期植物多样性提升变缓;随着植被的恢复,土壤理化特性逐渐改善,土壤持水特性、孔隙性、TC含量和TN含量呈逐渐增加趋势,而土壤TP含量不同恢复阶段间无显著差异(P>0.05);与全国土壤平均值相比,土壤C∶N、C∶P总体较高,而N∶P总体较低,N、P是研究区持续存在的限制性营养元素;植物多样性与土壤C、N、P及其化学计量显著相关,土壤化学计量的决定系数为32.4%~65.1%;灰色关联分析结果表明,C∶P、N∶P对DG、DS变化的响应效果要比单个因子TC含量、TN含量更好,E与C∶N最为相关(关联度为0.777),DG与土壤TC含量、TN含量和N∶P变化关联度最高,其次为DS。综上,土壤化学计量与植物群落组成多样性密切相关,可作为退化地植被恢复后期土壤养分平衡的重要评判指标。

关键词：红壤侵蚀退化区水土流失植被恢复马尾松生态化学计量养分平衡机制

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中国南北方植物对土壤加固机制的差异性

农业工程学报 2024年第8期40卷 98-106页

作者：王丹马超王云琦王玉杰吕柏伟徐淑蕾朱锦奇南昌大学流域碳中和教育部工程研究中心江西生态文明研究院资源与环境学院南昌330031 北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 山西省交通环境保护中心站(有限公司) 太原030032

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植... 详细信息

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植物的固土效能和贡献度。结果表明:2地种植的物种平均根直径的差异不显著(P>0.05),重庆种植的乔木(火炬树、榆树)的根长、分叉数和根尖数显著高于延安,灌木未出现显著差异(P研究结果可为不同地区固土护坡的树种选择提供理论依据。

关键词：土壤根系植物抗拉特性抗剪强度综合固土能力

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晋西蔡家川小流域植被恢复区水化学特征

生态与农村环境学报 2024年

作者：朱洪盛赵炯昌池金洺于洋张建军张志强北京林业大学水土保持学院山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站

探究自退耕还林以来，黄土高原地区植被恢复对小流域水质的影响，为流域水环境质量评价、水资源管理利用及生态环境的建设与保护提供参考依据。以晋西黄土丘陵沟壑区蔡家川小流域为研究对象，依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规... 详细信息

探究自退耕还林以来，黄土高原地区植被恢复对小流域水质的影响，为流域水环境质量评价、水资源管理利用及生态环境的建设与保护提供参考依据。以晋西黄土丘陵沟壑区蔡家川小流域为研究对象，依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范，对小流域地表水和地下水水质开展长期定位监测。采用方差分析检验2006与2023年地表水和地下水水质指标的差异显著性，采用配对t检验分析汛期与非汛期水质指标的差异。结果发现：（1）2006、2023年研究流域地表水水体中阴离子以HCO3-含量最高，分别为339.71 mg·L-1、384.11 mg·L-1，地下水水体中阴离子以HCO3-和SO42-含量最高，2006年分别为295.1 mg·L-1、384.11 mg·L-1，2023年分别为339.71 mg·L-1、384.11 mg·L-1；2006年地表水、地下水阳离子均以Ca2+含量最高，分别为46.47 mg·L-1、92.2 mg·L-1，2023年地下水阳离子仍以Ca2+含量最高，为82.97 mg·L-1，地表水阳离子Na+含量最高，为56.11 mg·L-1。（2）相较于2006年，2023年地表水Mg2+、Cl-含量分别增加了74.63%、97.78%，K+含量减少了73.50%，地下水Mg2+、Na+、SO42-、NO3-含量分别增加了228.77%、44.62%、185.15%、353.64%，K+含量减少了26.67%。（3）2006年，非汛期地表水TDS、HCO3-和地下水SO42-、pH值显著高于汛期（P研究结果可以为小流域水环境综合治理提供科学依据。

关键词：水质森林水文水化学特征植被恢复晋西黄土区

黄土丘陵沟壑区典型人工林植物-凋落物-土壤化学计量特征及互作关系

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中国水土保持科学 2024年第4期22卷 119-128页

作者：达安韩海荣李华一吴会峰程小琴北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 内蒙古七老图山森林生态系统国家定位观测研究站内蒙古赤峰024423

人工造林是黄土丘陵沟壑区治理水土流失和恢复退化土地的重要措施,而人工林植物-凋落物-土壤化学计量特征是影响植被重建的关键限制因素。以山西省静乐县退耕还林示范区油松纯林、油松+柠条锦鸡儿混交林、华北落叶松纯林和华北落叶松+... 详细信息

人工造林是黄土丘陵沟壑区治理水土流失和恢复退化土地的重要措施,而人工林植物-凋落物-土壤化学计量特征是影响植被重建的关键限制因素。以山西省静乐县退耕还林示范区油松纯林、油松+柠条锦鸡儿混交林、华北落叶松纯林和华北落叶松+柠条锦鸡儿混交林为研究对象,分析乔木层各器官(叶、枝、干、根)、凋落物和土壤(土层深度0~30 cm)碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其相互关系,为黄土高原植被重建模式提供科学支撑。结果表明:1)4种人工林乔木C、N、P质量分数变化均呈叶>枝>干>根,华北落叶松+柠条锦鸡儿混交林叶片N质量分数显著增加3.18 g/kg,叶片C∶N和C∶P降低,且区域乔木生长表现出P限制。2)华北落叶松+柠条锦鸡儿混交林凋落物N质量分数显著增加1.35 g/kg,同时凋落物C∶N降低,油松+柠条锦鸡儿混交林凋落物化学计量无显著变化。3)4种人工林土壤C、P质量分数随土层深度增加而减少,其中0~10 cm土层C、P质量分数显著高于其他土层,分别是8.92和0.31 g/kg。华北落叶松+柠条锦鸡儿各土层C质量分数升高,其中0~10 cm土层增加最明显,显著增加49.15%。4)Pearson分析和结构方程模型表明,凋落物层N质量分数直接对土壤层C∶N产生影响,进而影响乔木层养分特征,而乔木层C∶N又正向影响凋落物层。混交可有效改善研究区人工林养分状况,且华北落叶松+柠条锦鸡儿混交林最优,研究结果可为该区植被恢复提供理论依据。

关键词：人工林土壤生态化学计量黄土高原

山东省2001-2020年植被覆盖时空演变及其对地形的响应

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西部林业科学 2024年第4期53卷 137-144,161页

作者：王如岩李岩董智安淳淳泰安市水文中心山东泰安271000 山东农业大学林学院/泰山森林生态系统国家定位观测研究站山东泰安271018

基于2001—2020年MODIS-EVI数据,采用像元二分模型提取山东省植被覆盖度,并应用空间分析技术结合海拔、坡度等地形因子,对植被覆盖时空演变及地形分异特征进行分析。结果显示:(1)山东省植被覆盖相对较好,高、较高、中、较低、低覆盖类... 详细信息

基于2001—2020年MODIS-EVI数据,采用像元二分模型提取山东省植被覆盖度,并应用空间分析技术结合海拔、坡度等地形因子,对植被覆盖时空演变及地形分异特征进行分析。结果显示:(1)山东省植被覆盖相对较好,高、较高、中、较低、低覆盖类型面积比例分别为45.22%、31.91%、12.99%、4.25%、5.29%。整体上呈现出西高东低、南高北低的空间分布格局。(2)西部地区海拔低、坡度小,植被覆盖度高于其他地区,且高覆盖类型优势明显。鲁中南和胶东半岛低山丘陵区,随海拔升高、坡度增加,覆盖比例降低,较高覆盖比例升高,植被覆盖度有所减小。(3)2001—2020年间,山东省植被覆盖变化相对较为稳定,稳定型面积比例为46.49%;退化型、增加型面积占比分别为30.53%、22.01%。(4)在平原以及水域周边,海拔较低(300 m)地势陡峭(>15°),植被覆盖度增加的区域面积比例(>30%)远远高于降低的面积比例(研究结果可为山东省不同地形条件下生态恢复工作提供决策支持。

关键词：植被覆盖度植被指数时空演变山东省

黔东南丘陵山地5种林分类型土壤有机碳与理化性质间的关系

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水土保持研究 2024年第5期31卷 26-34页

作者：陈梦袁丛军舒德远龙文峰戴晓勇丁访军贵州省林业科学研究院西南喀斯特山地生物多样性保护国家林业和草原局重点实验室贵阳550005 贵州雷公山森林生态系统国家定位观测研究站贵州雷山557100 贵州大学林学院贵阳550025 天柱县林业局贵州天柱556600

[目的]探明贵州省黔东南地区不同林分类型土壤有机碳含量与土壤理化因子间的关系,以期为营造合理的林分类型和树种结构,有效提升森林碳汇潜力提供科学参考。[方法]以天柱国营林场马尾松林、杉木林、针叶混交林、阔叶混交林及针阔混交林... 详细信息

[目的]探明贵州省黔东南地区不同林分类型土壤有机碳含量与土壤理化因子间的关系,以期为营造合理的林分类型和树种结构,有效提升森林碳汇潜力提供科学参考。[方法]以天柱国营林场马尾松林、杉木林、针叶混交林、阔叶混交林及针阔混交林为研究对象,在5种林分类型中分别设置3个25.82 m×25.82 m样地,采集各样地0—20 cm,20—40 cm,40—60 cm层土样,测定土壤有机总碳、pH、含水量、容重、石砾含量、氮、磷、钾等理化指标及相关性,并分析不同林分类型土壤有机碳及土壤理化性质间的相关性。[结果](1)马尾松林土壤总有机碳含量22.25~42.08 g/kg,杉木林土壤总有机碳含量30.12~50.33 g/kg,针叶混交林土壤总有机碳含量22.93~48.17 g/kg,阔叶混交林土壤总有机碳含量24.01~67.68 g/kg,针阔混交林土壤总有机碳含量32.99~92.36 g/kg。针阔混交林土壤有机碳含量最高,且各林分类型均出现表层富集特征。(2)马尾松林土壤有机碳含量与水解氮极显著正相关;杉木林与全氮、水解氮显著负相关;针叶混交林与土壤pH显著负相关,与土壤含水量、全氮及全钾显著正相关;阔叶混交林与土壤pH极显著正相关;针阔混交林与土壤含水量、全氮、全磷、全钾含量极显著正相关。(3)各相关因子中,水解氮是马尾松林土壤有机碳含量的主导因子,全氮是杉木林与针叶混交林的主导因子,土壤pH是阔叶混交林的主导因子,土壤含水量是针阔混交林的主导因子。[结论]不同林分类型土壤环境的差异对土壤有机碳积累的影响有所不同。受枯落物、根系、养分迁移等影响,针阔混交林土壤有机碳含量较其他4种林分类型高。

关键词：林分类型土壤有机碳生态化学计量特征土壤容重相关性

红壤丘陵区马尾松林和湿地松林物候特征的时空变异及影响因素

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林业科学 2024年第8期60卷 67-78页

作者：陈炳楠杨风亭孟盛旺戴晓琴寇亮陈奕帆王辉民付晓莉中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室千烟洲生态站北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 国家林业和草原局产业发展规划院北京100013

【目的】探究马尾松林和湿地松林物候期的时空变异及影响因素,为红壤丘陵区森林碳汇时空格局精准评估与预测提供理论支撑。【方法】基于2017—2021年的数码相机时间序列数据,提取29块样地(马尾松林18块,湿地松林11块)的有效叶面积指数(L... 详细信息

【目的】探究马尾松林和湿地松林物候期的时空变异及影响因素,为红壤丘陵区森林碳汇时空格局精准评估与预测提供理论支撑。【方法】基于2017—2021年的数码相机时间序列数据,提取29块样地(马尾松林18块,湿地松林11块)的有效叶面积指数(LAIe)时空动态。采用有效叶面积指数的广义双重逻辑斯蒂模型确定物候期指标(生长季开始时间,SOS;生长季结束时间,EOS;生长季长度,LOS)。利用变异系数表征物候期时空变异幅度。通过皮尔逊相关分析和线性混合模型,解析气候(干旱指数、空气温度、降水量、饱和水汽压差、光合有效辐射)、土壤(土壤温湿度、土层厚度、石砾含量)和生物因子(林分密度、林下植被丰富度)对物候期的驱动作用。【结果】1)马尾松林和湿地松林物候特征均为单峰曲线(但马尾松林无明显峰值)。与马尾松林相比,湿地松林的SOS较晚,但LAIe的季节变化幅度更大且值更高。2)马尾松林的物候期在时空尺度上不如湿地松林稳定。马尾松林的SOS、EOS、LOS在空间上的变异系数和SOS在时间上的变异系数均大于湿地松林。3)在年际尺度上,马尾松林的SOS和EOS分别与早春和旱季0~120 cm土层的土壤含水量呈负相关和正相关;湿地松林的EOS与旱季0~60 cm土层的土壤含水量呈正相关。4)在空间尺度上,马尾松林物候期受林分密度、草本层物种丰富度和0~60 cm土壤石砾含量影响。【结论】马尾松林和湿地松林的物候特征在曲线峰值、SOS、LAIe变化幅度和数值大小等方面存在明显差异。湿地松林的物候期在时空尺度上更稳定。种内、种间竞争强度和土壤资源异质性共同驱动了红壤丘陵区马尾松林物候的时空变异格局。

关键词：森林物候有效叶面积指数时空变异石砾含量竞争强度土壤含水量

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湖南省主推油茶晚熟品种配置研究

植物生理学报 2024年第9期60卷 1424-1440页

作者：杨昕悦张婷舒含玉曹中宇陈隆升张震刘雪峰李泽中南林业科技大学经济林培育与保护教育部重点实验室湖南省“一带一路”热带干旱经济林国际联合研究中心湖南省南方丘陵山地生态经济林产业工程技术研究中心湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站湖南省林业科学院国家油茶工程技术研究中心衡东县苗圃

以4个湖南省主推油茶晚熟品种‘华硕’‘湘林1’‘湘林27’‘衡东大桃2号’为试材,调查花期并开展人工授粉试验,设计4个油茶品种正反交及自然授粉共计16个异交授粉组合,对不同品种配置组合的坐果率、果实发育情况、果实经济性状、含油... 详细信息

以4个湖南省主推油茶晚熟品种‘华硕’‘湘林1’‘湘林27’‘衡东大桃2号’为试材,调查花期并开展人工授粉试验,设计4个油茶品种正反交及自然授粉共计16个异交授粉组合,对不同品种配置组合的坐果率、果实发育情况、果实经济性状、含油率及脂肪酸含量等指标进行了测定,筛选出最佳配置组合。结果表明,‘衡东大桃2号’‘湘林1’‘华硕’ 3个油茶良种的盛花期彼此之间重叠时间较长,为15～19 d;‘湘林27’与‘湘林1’盛花期重叠时间较长,为15 d;以‘华硕’作为父本为‘衡东大桃2号’授粉的坐果率高、果实较大、较重,果实含油率显著高于其他组合,且‘衡东大桃2号’为父本为‘华硕’授粉的坐果率高,果实单果重、鲜籽重、干籽重显著高于其他组合,二者可互为授粉树;此外,‘湘林1’也可以作为‘华硕’的授粉树;♀‘湘林27’×♂‘湘林1’果实的鲜籽出仁率、干籽出仁率、百籽重显著高于其他组合,且果实较大、种籽含油率最高;‘湘林1’花粉在提高‘湘林27’授粉结实率的基础上,授粉果实的鲜出籽率及鲜籽出仁率也显著高于其他组合,因此‘湘林1’与‘湘林27’可互为授粉树;另外,♀‘衡东大桃2号’×♂‘湘林1’坐果率高、果实性状较优,也可推荐为品种配置组合。

关键词：油茶花期人工授粉果实品种配置

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酸沉降强度对马尾松土壤活性铝的影响

森林与环境学报 2024年第4期44卷 376-386页

作者：朱君琳刘敏王云琦李成郑永林张晓明北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司四川成都610057 重庆地质矿产研究院重庆401120 中国水利水电科学研究院北京100038

为探究长期自然环境中酸沉降强度对马尾松林下土壤活性铝的影响,以酸沉降强度依次增大的重庆四面山、缙云山、铁山坪为研究区,选取母质相同的马尾松土壤为研究对象,分析不同酸沉降强度下土壤pH值、营养元素含量、交换性阳离子含量、酶... 详细信息

为探究长期自然环境中酸沉降强度对马尾松林下土壤活性铝的影响,以酸沉降强度依次增大的重庆四面山、缙云山、铁山坪为研究区,选取母质相同的马尾松土壤为研究对象,分析不同酸沉降强度下土壤pH值、营养元素含量、交换性阳离子含量、酶活性与土壤活性铝的相互作用关系。结果表明:随着酸沉降强度的增大,土壤pH值及全碳(TC)、全氮(TN)、交换性铝(Ex-Al)、单聚体羟基铝(Hy-Al)、酸溶无机铝(Ac-Al)含量显著下降(P研究区活性铝以Ac-Al和腐殖质酸铝(Hu-Al)为主,共占比77.1%~84.9%。酸沉降条件下,土壤各形态活性铝含量与TC含量、TN含量、全硫(TS)含量、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量、脲酶(UE)活性显著相关(P<0.05),活性铝总量的主要影响因子为NH_(4)^(+)-N含量。酸沉降强度改变影响土壤活性铝的主导因子。在四面山,TC、TN、TS含量与各形态活性铝含量显著正相关(P<0.05);在缙云山,Mg^(2+)含量与Ac-Al含量显著正相关(P<0.05),与Ex-Al、Hy-Al、Hu-Al含量显著负相关(P<0.05);在铁山坪,硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量与Ex-Al含量极显著负相关(P<0.01),与Hy-Al、Ac-Al、Hu-Al含量极显著正相关(P<0.01)。随着酸沉降强度的增大,马尾松土壤碳氮元素流失,活性铝淋溶,交换性Mn^(2+)含量升高。经冗余分析可知,随酸沉降强度增大,影响土壤各形态活性含量的主要因子由TC、TN、TS含量转变为交换性Mg^(2+)含量,后为NO_(3)^(-)-N含量。

关键词：酸沉降强度土壤活性铝土壤交换性阳离子土壤酶活性