国家自然科学基金(31170426)
- 作品数：14 被引量：214H指数：10
- 相关作者：项文化方晰张仕吉李雷达辜翔更多>>
- 相关机构：中南林业科技大学更多>>
- 发文基金：国家林业公益性行业科研专项国家自然科学基金湖南省科技厅项目更多>>
- 相关领域：农业科学生物学更多>>
- 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
- 湘中丘陵区4种森林类型土壤微生物生物量碳氮含量被引量：32
- 2014年
- 采用氯仿熏蒸浸提法,比较湘中丘陵区4种不同森林类型（杉木人工林、马尾松＋石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎＋青冈常绿阔叶林）土壤微生物生物量碳和氮含量及其季节动态变化,分析土壤微生物生物量碳氮含量与土壤养分含量、含水率的相关性.结果表明：4种森林各层土壤总有机碳、全氮平均含量的变化趋势基本一致,呈现出随着林分组成树种数量的增加而增大;南酸枣落叶阔叶林和青冈＋石栎常绿阔叶林各土层土壤微生物生物量碳和氮含量均高于马尾松＋石栎针阔混交林和杉木人工林,且以南酸枣落叶阔叶林最高,杉木人工林最低;土壤微生物生物量碳含量占土壤总有机碳含量的2.3％ ～2.9％,土壤微生物生物量氮含量占全氮含量的4.5％ ～6.4％,均以南酸枣落叶阔叶林最高,马尾松＋石栎针阔混交林最低;4种森林土壤微生物生物量碳和氮含量的季节变化均表现为“单峰曲线型”,呈现出“夏高冬低”型或“秋高春低”型,杉木人工林、马尾松＋石栎针阔混交林土壤微生物生物量碳含量季节波动幅度较其他2种森林明显,但其土壤微生物生物量氮含量季节波动幅度没有其他2种森林明显;土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤总有机碳、全氮、碱解氮含量之间均极显著正相关（P＜o.o1）,但与土壤含水率不存在显著的相关性（P＞0.05）,初步揭示该地区4种森林土壤微生物生物量碳和氮含量的季节变化不直接受控于土壤自然含水率,4种森林与环境因子长期共同作用导致土壤总有机碳和全氮含量的差异是影响不同森林土壤微生物生物量碳和氮含量差异及其季节动态变化的主要因素之一.
- 李胜蓝方晰项文化孙伟军张仕吉
- 关键词：湘中丘陵区杉木人工林演替阶段天然次生林
- 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
- 湘中丘陵区4种森林土壤水溶性有机碳含量及其与土壤养分的关系被引量：14
- 2014年
- 为了解亚热带天然次生林保护对森林土壤有机碳库的影响,研究了湘中丘陵区杉木人工林和3种天然次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)土壤水溶性有机碳(DOC)含量季节动态及其与土壤自然含水率、p H、养分含量的相关性。结果表明:土壤DOC含量0~15 cm土层高于15~30 cm土层,秋季土层之间的含量差异最小,土壤DOC的分配比例15~30 cm土层高于0~15 cm土层;马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林土壤DOC含量分别较杉木人工林高3.15%~9.81%,3.85%~8.19%和11.24%~12.00%,夏季不同森林类型之间的含量差异最大;4种森林土壤DOC的分配比例在2.00%~2.54%之间,杉木人工林土壤DOC的分配比例高于3种次生林;4种森林土壤DOC含量季节变化明显,均表现为:春、夏、冬季较高,秋季最低,秋季与春(除杉木人工林外)、夏季之间差异显著;各森林土壤DOC含量与土壤自然含水率、有机碳(SOC)、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量之间呈极显著或显著正相关。可见,地带性常绿阔叶林或天然次生林转变为杉木人工林后,土壤DOC含量下降,土壤DOC含量可作为衡量土壤潜在生产力的敏感指标。
- 李岩方晰项文化孙伟军张仕吉李胜蓝
- 关键词：湘中丘陵区杉木人工林次生林水溶性有机碳
- 中亚热带石栎-青冈群落物种组成、结构及区系特征被引量：34
- 2013年
- 利用1 hm2固定样地数据,分析湖南省长沙县大山冲国有林场石栎-青冈群落的种类组成、群落结构及区系特征。结果表明:群落中胸径≥1 cm的植物共38科55属73种,常绿种(50.68%)和落叶种(49.32%)所占的比例相当,没有大型木质藤本;壳斗科重要值最大,达35.94,是群落的优势建群科;植物种数、个体数量、胸径级和高度级呈倒"J"型分布,表明群落垂直结构的层次分化明显,结构稳定,更新良好;该群落具有典型亚热带区系性质,与日本森林植物群落具有极大的相似性,属于东部典型常绿阔叶林的石栎-青冈群系组,起源应不迟于第三纪。
- 赵丽娟项文化李家湘邓湘雯刘聪
- 关键词：地理成分
- 石栎-青冈常绿阔叶林土壤有机碳和全氮空间变异特征被引量：16
- 2014年
- 在1hm2(100 m×100 m)石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林内100个10 m×10 m小样方的中心位置,按0—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土层采集土壤样品,测定土壤有机碳(C)和全氮(N)含量。基于区域化变量理论和地质统计软件(GS+Version 9)的空间分析功能,应用地统计学的半方差函数定量研究该常绿阔叶林土壤有机C和全N的空间变异特征。结果表明:该林地土壤有机C含量平均值为18.61 g/kg,变化范围为9.53—39.40 g/kg,全N含量平均值为1.63g/kg,变化范围为0.73—3.32 g/kg。土壤有机C半方差函数的理论模型符合球状模型,全N半方差函数的理论模型符合高斯模型。土壤有机C和全N的空间异质性主要是由结构性因素引起的,且空间自相关程度均为中等程度。分形维数反映了有机C和全N空间格局差异及尺度依赖特征,有机C分形维数较大,空间格局比全N略为复杂。采用Kriging插值方法,1hm2森林内土壤有机C和全N具有相似的空间分布格局,呈现明显的条带状和斑块状的梯度变化。土壤有机C含量与海拔、凹凸度呈负相关,但相关性不显著,与林地凋落物量呈极显著正相关。土壤全N含量与海拔、凹凸度呈显著负相关,与林地凋落物量呈正相关,反映出土壤N的淋溶特性。
- 杨丹项文化方晰樊纲惟许玉庆文丽邹丽梅
- 关键词：地统计学土壤有机碳空间异质性常绿阔叶林
- 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
- 湘中丘陵区石栎-青冈栎常绿阔叶林土壤钾含量空间异质性及其影响因子研究被引量：10
- 2015年
- 钾（K）是植物生长的必需元素之一，土壤中K含量主要受多种因素的影响。由于森林经营活动和树种组成不同，森林土壤中K含量差异性较大，表现一定的空间异质性。本研究在1hm2石栎-青冈栎常绿阔叶林样地内的10m×10m小样地中心位置，分采集0～10、10～20和20～30cm层的土壤样品，测定土壤中K元素含量，用地统计学理论分析土壤K含量空间变异特征，研究土壤K含量与土壤其它养分元素f有机C、N、P1、地形因子（海拔、凸凹度和坡度）和凋落物量之间的关系。结果表明：0～30cm土壤K含量平均值为28．04g/kg，为中等变异强度，具有明显的空间异质性。除20～30cm土层中K含量符合线性模型外，0～10＼10～20土层和0～30cm土层K含量符合球状模型分布，各土层土壤K含量具有较强的空间自相关性。0～10、10～20、20～30cm和0～30cm土层中K含量的空间自相关变程范围分别为37．51、25．38、39．78和28．92m，土壤K含量有较小的空间异质性尺度。各土层K含量随地形的变化趋势较为明显，表现为斑块状空间分布，低值出现在中下部的山脊，高值出现在上部山脊和西南角的部分沟谷。土壤K含量与海拔高度、土壤粘粒含量呈显著的正相关，K含量的空间异质性主要受成土母质和地形等结构因素影响。
- 梁贵项文化赵仲辉樊刚惟杨丹
- 关键词：空间异质性湘中丘陵区地形因子凋落物量
