国家自然科学基金(30771720)
- 作品数：10 被引量：219H指数：7
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- 中亚热带森林植物多样性增加导致细根生物量“超产”被引量：38
- 2011年
- 细根在森林生态系统C分配和养分循环过程中发挥着重要作用,但对地下细根与植物多样性之间关系的研究相对较少。该研究选择中亚热带从单一树种的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林到多树种的常绿阔叶林(青冈(Cyclobalanopsis glauca)-石栎(Lithocarpus glaber)林)的不同植物多样性梯度,用根钻法采集细根并测定其生物量,用Win-RHIZO2005C根系分析系统测定细根形态参数,以验证以下3个假设:1)植物种类丰富度高的林分其细根生产存在"地下超产"现象;2)根系空间生态位的分离水平是否随着植物多样性增多而增大?3)细根是否通过形态可塑性对林木竞争做出响应?结果显示:从单一树种的杉木人工林到植物种类较复杂的青冈-石栎常绿阔叶林,0-30cm土层的林分细根总生物量和活细根生物量均呈增加的趋势,即细根总生物量为杉木林(305.20g·m-2)<马尾松(Pinus massoniana)林(374.25g·m-2)<南酸枣(Choerospondias axillaris)林(537.42g·m-2)<青冈林(579.33g·m-2),活细根生物量为杉木林(268.74g·m-2)<马尾松林(299.15g·m-2)<南酸枣林(457.32g·m-2)<青冈林(508.47g·m-2),各森林类型之间的细根总生物量差异显著(p<0.05),但活细根生物量差异不显著。土壤垂直剖面上,除杉木林细根生物量随土层变化不显著外,其他森林类型的活细根生物量和总细根生物量均随土层变化显著,表层细根生物量随树种多样性的升高呈减小趋势,据此推测树种间的生态位分离水平逐渐增大。植物多样性的不同对林分的细根形态及空间分布格局影响不显著,细根形态可塑性对生物量变化响应不明显。
- 刘聪项文化田大伦方晰彭长辉
- 关键词：生物量细根植物多样性中亚热带
- 中亚热带植被恢复对土壤有机碳含量、碳密度的影响被引量：28
- 2018年
- 为揭示植被恢复对土壤有机碳(SOC)库的影响机制,采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致的檵木(Loropetalum chinense)-南烛(Vaccinium bracteatum)-杜鹃(Rhododendron simsii)灌草丛(LVR)、檵木-杉木(Cunninghamia lanceolata)-白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana)-柯(又名石栎)(Lithocarpus glaber)-檵木针阔混交林(PLL)和柯-红淡比(Cleyera japonica)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林(LAG)作为一个恢复演替序列,设置固定样地,采集0–10、10–20、20–30、30–40 cm土层土壤样品,测定不同恢复阶段SOC含量(CSOC)和SOC密度(DSOC),通过主成分分析方法和逐步回归分析方法分析影响CSOC、DSOC变化的主要因子。结果表明:(1)各土层CSOC、DSOC随着植被恢复呈增加趋势,且LAG显著高于其他3个恢复阶段。LAG 0–40 cm土层CSOC分别比LVR、LCQ、PLL增加12.5、9.3和4.7 g·kg–1,分别提高了248.5%、113.1%和58.5%;DSOC分别增加67.1、46.1和32.5 t C·hm–2,分别提高了182.0%、79.7%和45.6%。(2)CSOC、DSOC与群落植物多样性指数、群落总生物量、地上部分生物量、根系生物量、凋落物层现存量、凋落物层全氮(N)含量、凋落物层全磷(P)含量、土壤全磷(TP)、土壤有效磷(AP)含量、土壤C/N(除CSOC外)、C/P、N/P、<0.002 mm黏粒百分含量呈显著或极显著正相关关系,与凋落物层C/N(除DSOC外)、凋落物层C/P、土壤p H值和土壤容重呈极显著负相关关系,表明CSOC、DSOC随着植被恢复的变化受到植被因子和土壤因子诸多因子的影响。其中,土壤C/P、土壤p H值和凋落物层C/P对CSOC、DSOC影响显著;此外,<0.002 mm黏粒百分含量也显著影响着DSOC,而土壤C/P对CSOC和DSOC影响最显著。植被恢复过程中,凋落物层C/P和土壤C/P、p H值、质地的变化是影响SOC库变化的重要因素。
- 辜翔张仕吉刘兆丹李雷达陈金磊王留芳方晰
- 关键词：湘中丘陵区植被恢复灌草丛针阔混交林植被因子
- 湖南东部植被恢复对土壤有机碳矿化的影响被引量：5
- 2018年
- 为阐明中亚热带植被恢复对土壤有机碳(SOC)稳定性的影响机制,采用空间代替时间方法,在湘东丘陵区选取檵木(Loropetalumchinense)-南烛(Vacciniumbracteatum)-杜鹃(Rhododendronsimsii)灌草丛(LVR)、檵木-杉木(Cunninghamia lanceolata)-白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana)-柯(Lithocarpus glaber)-檵木针阔混交林(PLL)、柯-红淡比(Cleyera japonica)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林(LAG)作为一个恢复系列,采用室内恒温培养(碱液吸收法)测定SOC矿化速率及其累积矿化量(Cm),结合主成分和逐步回归方法分析Cm、SOC矿化率与植被因子和土壤因子的关系。结果表明:(1)不同植被恢复阶段SOC矿化速率随着培养时间呈现基本一致的变化趋势,培养初期矿化速率较高,且快速下降,培养中后期缓慢下降并趋于平稳,倒数方程能很好地拟合不同植被恢复阶段SOC矿化速率与培养时间的关系。(2)植被恢复显著提高各土层SOC矿化速率和Cm,LAG显著高于其他3个植被恢复阶段,LAG0–40cm土层Cm比LVR、LCQ、PLL分别高出359.06%–716.31%、112.38%–232.61%、94.40%–105.74%。(3) 4种植被恢复阶段0–10、10–20、20–30、30–40 cm土层SOC矿化率分别为2.13%–4.99%、3.42%–4.18%、4.05%–4.64%、4.02%–5.64%,但不同植被恢复阶段之间差异不显著。(4)植被恢复过程中,Cm的变化主要受土壤全氮(TN)含量、根系生物量的驱动,土壤TN含量、根系生物量可分别解释Cm变异的96.9%、0.9%。而土壤C:N是SOC矿化率的主要调控因子,可单独解释SOC矿化率变异的49.4%。表明植被恢复促进了SOC矿化,降低了SOC中矿化C的比例,有利于提高土壤固C能力;随着植被恢复,土壤TN含量和根系生物量增加是影响Cm的主要因子,而土壤SOC的质量差异是影响SOC矿化率的主要因子。
- 辜翔张仕吉刘兆丹李雷达陈金磊王留芳方晰
- 关键词：中亚热带地区植被恢复有机碳矿化植被因子土壤因子
- 亚热带不同植被恢复阶段生态系统N、P储量的垂直分配格局被引量：1
- 2022年
- 氮(N)、磷(P)是影响生态系统生产力的主要养分因子,为科学评估植被恢复对生态系统N、P积累、分配及其耦合关系的影响,采用时空互代法,以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致,且处于不同恢复阶段的4个植物群落(4—5年灌草丛、10—12年灌木林、45—46年马尾松针阔混交林和>90年常绿阔叶林)作为一个恢复序列,设置固定样地,采用收获法和建立主要树种各器官生物量相对生长方程估算群落生物量,采集植被层(叶、枝、干、根)、凋落物层(未分解层、半分解层、已分解层)、土壤层(0—10、10—20、20—30、30—40 cm)样品,测定全N、全P含量,估算生态系统各组分(植被层、凋落物层、土壤层)全N、全P储量。结果表明:植被层全N、全P储量均随植被恢复增加,全N储量增长速率呈先慢后快的特征,而全P储量则呈慢—快—慢增长,地上(叶、枝、干)、地下(根)部分表现为异速增长;随植被恢复,凋落物层全N、全P储量先增加后下降,增长速率为先快后慢,4—5年灌草丛全N、全P储量最低;土壤层全N、全P储量随植被恢复显著增加(P<0.05),全N储量增长速率呈快-慢-快特征,而全P储量呈先慢后快特征;从4—5年灌草丛到>90年常绿阔叶林,生态系统全N、全P储量分别增加了6031.5、454.7 kg/hm^(2),增幅分别为231.5%、41.1%;不同恢复阶段生态系统全N、全P均主要存储于土壤中,分别占生态系统全N、全P储量的87.3%—99.0%、96.5%—99.9%;生态系统全N、全P储量的垂直分配格局随植被恢复而变化,植被层全N、全P储量贡献率增加,而土壤层全N、全P储量贡献率下降,凋落物层变化较小;植被层、凋落物层、土壤层全N、全P含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01),随植被恢复,植被层、凋落物层、土壤层N、P含量协同发展,P变化滞后于N。因此,可通过合理的经营管理措施促进植被恢复,提高植被层生物量以及N、P间的耦�
- 陈婵朱小叶陈金磊王留芳李尚益张仕吉方晰
- 关键词：凋落物层
- 中亚热带4种森林类型土壤活性有机碳的季节动态特征被引量：20
- 2016年
- 2011年12月至2012年9月,在湘中丘陵区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、马尾松(Pinus massoniana)-石栎(Lithocarpus glaber)针阔混交林、南酸枣(Choerospondias axillaries)落叶阔叶林、石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林1 hm2的长期定位观测样地,采集0–15 cm、15–30 cm土层土壤样品,测定土壤微生物生物量碳(MBC)、可矿化有机碳(MOC)、易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)含量,分析4种森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量的季节变化特征,为揭示天然林保护与恢复对土壤有机碳(SOC)库的影响机理过程提供基础数据。结果表明:森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量具有明显的季节动态,且不同森林同一土壤活性有机碳组分的季节变化节律基本一致,MBC、MOC、ROC含量表现为夏、秋季较高,春、冬季较低;DOC含量表现为春、夏、冬季较高,秋季最低;同一森林不同土壤活性有机碳组分含量的季节变化节律不同;土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量与土壤自然含水率、SOC、全N、水解N、全P(除杉木人工林土壤MBC、MOC、ROC外)、速效P含量显著或极显著正相关,与土壤p H值、全K、速效K含量相关性不显著,表明不同森林类型外源碳库投入和土壤理化性质的差异是导致不同森林类型土壤活性有机碳含量差异显著的主要原因,该区域森林土壤活性有机碳各组分含量的季节变化与各森林类型组成树种生长节律及其土壤水分含量和SOC、N、P的可利用性,以及土壤活性有机碳各组分的来源有关,森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量可作为衡量森林土壤C、N、P动态变化的敏感性指标。
- 辜翔张仕吉项文化李雷达刘兆丹孙伟军方晰
- 关键词：湘中丘陵区次生林杉木人工林土壤活性有机碳
- 亚热带区4种林地土壤微生物生物量碳氮磷及酶活性特征被引量：29
- 2019年
- 在位于亚热带丘陵区的长沙县大山冲林场选取地域毗邻、环境条件(立地、土壤、气候)基本一致的杉木人工林(CL)和3种次生林:马尾松-柯(又名石栎)针阔混交林(PM-LG)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、柯-青冈常绿阔叶林(LG-CG),每种林地随机设置5个20 m×20 m的样地,分别采集表层(0-15 cm)和亚表层(15-30 cm)土壤样品,测定土壤微生物生物量碳(BC)、氮(BN)、磷(BP)和蔗糖酶(INV)、脲酶(URE)、酸性磷酸酶(ACP)、过氧化氢酶(CAT)活性,分析4种林地土壤微生物生物量和酶活性及其与土壤化学性质的关系。结果表明:表层和亚表层土壤BC、BN、BP和ACP活性依次为:CA> LG-CG> PM-LG> CL,INV和URE活性依次为:LG-CG> CA> PM-LG> CL,CAT活性依次为:CA> PM-LG> LG-CG> CL,说明森林植被恢复对土壤微生物生物量和酶活性有明显的促进作用。通径分析表明,土壤BC、BN、BP的直接影响因素和主要影响因素分别为SOC和TN/TP,TN和TN/TP,TP和SOC/TP,而TN/TP与BC之间,TN与B_N之间具有较强的负相关;INV、ACP活性的直接影响因素主要是TN、TN/TP,其中TN/TP与INV、ACP活性具有较强的负相关;URE、CAT活性分别为B_P/TP和BP,BC/SOC和SOC,其中B_P与URE活性具有较强的负相关,BC/SOC、SOC两者与CAT活性具有较强的正相关。此外,土壤BC、BN、BP以及INV、URE、ACP、CAT活性的剩余余项通径系数较低,说明土壤化学性质对土壤微生物生物量,以及土壤化学性质和微生物生物量对土壤酶活性具有较大的影响。土壤BC、BN、BP之间及其与土壤酶活性呈显著正相关。
- 张雅茜方晰冼应男王振鹏项文化
- 关键词：湘中丘陵区土壤微生物生物量酶活性森林植被恢复
- 第2代杉木林土壤有机碳、全氮对细根分布及形态特征的影响被引量：19
- 2009年
- 以20年生杉木人工林为研究对象，分析了杉木细根的生长分布情况及形态学特征．结果表明：第2代杉木人工林的土壤有机碳与全氮主要分布在0～30cm土壤中，随着土壤深度的增加而明显减少；杉木细根生物量在不同土壤层次间差异显著，随土壤深度的增加而显著减少，主要分布在0～15cm的表层土壤中，占总量的50．35％，15～30cm层占30．04％，30～45cm层占19．61％；细根表面积在不同层次土壤间差异不显著，主要分布在0～30cm层中，为2．86m2·m^-3，占总量的79．88％；随着土壤深度的增加，杉木细根比根长增加不明显；土壤有机碳含量与杉木细根生物量、比根长和根表面积密度之间相关性均不显著；土壤全氮含量与杉木细根生物量和根表面积密度之间存在明显的正相关，与细根比根长存在不太明显的负相关．
- 张雷项文化田大伦赵仲辉陈瑞
- 关键词：细根
- 亚热带不同植被恢复阶段林地凋落物层现存量和养分特征被引量：17
- 2020年
- 为揭示亚热带森林植被自然恢复过程中,凋落物层现存量及其养分元素储存能力的演变,采用空间代替时间的方法,在位于亚热带丘陵区的长沙县选取地域相邻、生境条件基本一致的檵木+南烛+杜鹃灌草丛(Loropetalum chinense+Vaccinium bracteatum+Rhododendron simsii scrub-grass-land,LVR)、檵木+杉木+白栎灌木林(L.chinense+Cunninghamia lanceolata+Quercus fabri shrubbery,LCQ)、马尾松+柯+檵木针阔混交林(Pinus massoniana+Lithocarpus glaber+L.chinense coniferous-broad leaved mixed forest,PLL)、柯+红淡比+青冈常绿阔叶林(L.glaber+Cleyera japonica+Cyclobalanopsis glauca evergreen broad-leaved forest,LAG)作为一个恢复序列,设置固定样地,采集未分解层(U层)、半分解层(S层)、已分解层(D层)凋落物样品,测定凋落物层现存量和主要养分元素含量、储量及其释放率,分析植物多样性指数与凋落物层现存量、养分元素含量的相关性。结果表明:1)凋落物层及各分解层凋落物现存量随着植被恢复而增加;同一恢复阶段D层凋落物现存量最高,占凋落物层现存量的41.59%—51.02%,不同分解层凋落物现存量的差异随着植被恢复而增大;各恢复阶段凋落物分解率为0.44—0.61,周转期为1.65—2.28 a。2)凋落物层及各分解层凋落物主要养分元素含量均表现为:N>Ca>Mg>K>P,随着植被恢复呈现出不同的变化特征,其中N、P含量总体上呈增加趋势,K含量LAG(除U层外)最高,PLL最低,Ca含量LCQ最高,PLL最低,Mg含量LAG(除U层外)最高,LVR最低;同一恢复阶段N、P(除PLL、LAG外)、K、Ca、Mg含量随着凋落物的分解而下降。3)不同恢复阶段凋落物层主要养分元素的储量依次为:N>Ca>Mg>K>P;凋落物层及各分解层凋落物主要养分元素总储量及各种养分元素的储量总体上随着植被恢复而增加;同一恢复阶段随着凋落物的分解,N、P储量增加,而K、Ca、Mg储量变化不大;随着植被恢复,凋落物层养分元素储存能�
- 陈金磊张仕吉李雷达辜翔刘兆丹王留芳方晰
- 关键词：湘中丘陵区凋落物层养分元素
