间伐与混交对塞罕坝华北落叶松人工林土壤肥力的影响

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dpf443398
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在可持续发展背景下,维持土壤肥力、防止土壤退化、评估经营管理措施对土壤性质的影响,具有重要的实际意义。针对恢复人工林土壤肥力、提升生态系统稳定和维持功能可持续性的需求,本研究以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为研究对象,设置不同间伐强度(对照,0%间伐;轻度间伐,14%间伐;中度间伐,28%间伐;重度间伐,42%间伐)和不同混交方式(华北落叶松纯林,以下简称落叶松纯林;华北落叶松白桦混交林,简称落桦混交林;华北落叶松樟子松混交林,简称落樟混交林)标准地,研究间伐与混交对土壤肥力特征的影响规律,揭示土壤环境、微生物及酶活性对土壤养分的作用,探究林下植被和凋落物特性对土壤性质的影响,并采用土壤质量指数(SQI)法对不同间伐强度与混交方式下土壤肥力进行综合评价。研究结果表明:(1)间伐后,土壤温度(ST)、质量含水率(SWC)和电导率(EC)提高,p H降低,土壤全碳(STC)、全氮(STN)、全磷(STP)、可溶性有机碳(DOC)和有效磷(SAP)含量显著增加,蔗糖酶(INV)、脲酶(NRE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶+亮氨酸氨基肽酶(NAG+LAP)和酸性磷酸酶(AP)活性显著增强,尤其是中度间伐中土壤养分含量和酶活性增加最为明显。中度间伐和重度间伐显著提高了土壤微生物丰度、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量磷(MBP)。土壤微生物生物量氮(MBN)在中度间伐下显著提高。土壤可溶性有机氮(DON)含量和多酚氧化酶(PPO)活性在不同间伐强度间无显著差异。ST、SWC、MBC、MBP、INV、PPO、BG和NAG+LAP是影响不同间伐人工林中土壤养分变异的重要因子,且土壤微生物和酶对土壤养分变异的解释率高于土壤环境。间伐后,林下植被盖度、地上生物量、物种多样性明显增加,凋落物层生物量和养分储量提高,凋落物年产量和养分年归还量增加,凋落物分解和养分释放加快,从而改善了土壤理化及生物性质。基于土壤生态酶化学计量分析,研究区域的华北落叶松人工林微生物代谢受N限制,中度间伐和重度间伐的N限制强于对照和轻度间伐,且N限制在冬季增强。(2)与落叶松纯林相比,落桦混交林中ST、SWC与EC增加,p H降低,土壤养分含量显著提高,土壤微生物群落丰度、微生物生物量及酶活性明显增强;落樟混交林中ST和SWC降低,养分含量略微减少,土壤微生物群落丰度、微生物生物量及酶活性与落叶松纯林的差异不大。ST、SWC、MBP、INV、BG和AP是影响纯林和混交林中土壤养分变异的重要因子,且土壤酶和土壤环境对纯林和混交林土壤养分变异的解释率高于土壤微生物。与落叶松纯林相比,落桦混交林中林下植被盖度、地上生物量和物种丰富度明显提高,凋落物层N含量和N储量增加,凋落物层C:N降低,凋落物分解和养分释放速率加快;落樟混交林则相反。不同混交方式间林下植被盖度、地上生物量、Shannon-Wiener多样性指数和凋落物分解常数的差异与土壤性质的变化密切相关。基于土壤生态酶化学计量分析,研究区域的落叶松纯林和混交林微生物均受N限制,且落桦混交林中微生物N限制程度低于落叶松纯林和落樟混交林。(3)采用SQI法对不同间伐强度与不同混交方式下土壤肥力进行综合评价。从24个土壤指标中筛选出最小数据集(MDS),不同间伐人工林土壤肥力评价的MDS由DON、MBP、BG和p H构成,纯林和混交林中MDS由NAG+LAP、STP、PPO和p H组成。由于加权求和土壤质量指数(Weighted Additive Soil Quality Index,SQIw)的范围和变异系数都大于Nemoro土壤质量指数(Nemoro Soil Quality Index,SQIn),SQIw优于SQIn。随间伐强度的增大,SQI先上升后下降并在中度间伐处达到最大,且凋落物分解常数、林下植被的Shannon-Wiener指数和林下植被盖度是影响不同间伐人工林中SQIw的重要因子。落桦混交林的SQI高于落叶松纯林和落樟混交林,而落叶松纯林和落樟混交林间SQI无显著差异,且林下植被的地上生物量、凋落物分解常数和林下植被盖度是影响纯林和混交林中SQIw变异的重要因子。SQI法是评估森林土壤肥力的实用的定量工具,可为其它树种或其它地区土壤肥力评价提供参考。综上所述,间伐能显著改善林下植被和凋落物状况,改善土壤环境,促进养分循环,提高土壤肥力。从土壤肥力角度,在四种间伐强度中,28年生华北落叶松人工林宜采用中度间伐。与落叶松纯林相比,落桦混交林能促进林下植被发育,改变凋落物组成,加快凋落物分解,改善林分环境,促进养分循环,华北落叶松与白桦混交能显著提高土壤肥力,而落樟混交林改善土壤肥力的效果不明显。
其他文献
众所周知,儒家所倡导的道德忠义等精神一直以来都是中国古代士人为人处世的准则。同时,中国古代社会也长期存在着一种崇尚义气、崇尚豪气的侠士之风。无论是儒家还是侠士,他们都非常崇尚"仁""义""勇""信"等道德要素。这些优秀的品格在很多历史人物身上也都有所体现,特别是在重大的社会变动时期,这种兼具儒侠特质的英雄人物更是层出不穷。其中东汉末年参与开创江东孙氏政权的首要功臣之一——鲁肃,便是其中的代表
期刊
伊犁河谷地区地处我国西北边陲,由于土地利用不合理,沙漠化发展迅速,植被恢复困难,水土流失在低植被覆盖和高陡边坡区域频发,大规模的公路建设极易对当地生态环境造成负面影响。为促进公路建设与生态环境和谐发展,开展伊犁河谷地区公路边坡植被恢复模式及水土保持效应研究具有重要意义。本研究基于伊犁河谷地区独特的气候特征和生态特征,采用踏查法进行公路路域植物资源调查及特征分析,采用灰色关联分析法评价公路边坡水土保
学位
量子力学和经典信息论都属于人类最伟大的科学成就之一。它们间的学科交叉孕育了一个有意义的研究领域:量子信息论。本论文对该领域两个重要研究方向:离散量子行走和基于熵的不确定性关系进行深入探讨,从计算机科学的角度来分析这两个量子信息论中的问题。论文的第一部分研究离散量子行走。量子行走是经典随机行走的量子对应版本,是设计量子算法的重要工具。除其算法方面的作用,量子行走还能加深人们对量子力学的理解,因而是十
学位
长期以来,太阳系行星都是人类研究行星科学的唯一对象。而从1988年发现第一颗系外行星到现在,已经有近4000颗系外行星被发现并确认。这些发现向我们展示了一个丰富多彩的行星世界,周期短到几天的热木星,有伴星的温木星,质量在几个到十几个地球质量之间的超级地球,以及构型紧凑且在共振的多行星系统,无不体现着行星形成历史的多样性,为行星科学的研究提供了丰富的样本。行星形成机制一般认为有两种,本地形成和迁移。
合理准确地模拟中尺度对流系统(MCS)是大气科学研究中极具挑战的问题之一。尽管现阶段的模拟分辨率已经达到了云分辨尺度,但是模式对于MCS的模拟仍然相比于观测存在不小的偏差。本文利用WRF模式,选取了八种微物理方案模拟了发生在北美地区的一次飑线型MCS过程,采用多源观测资料从动力、热力以及微物理过程的角度分析了模拟中存在的偏差及其原因,并且探究了造成不同微物理方案模拟结果之间差异的主要因素。全文的主
WiMAX网络是基于IEEE802.16标准的高速宽带无线城域网(WMAN),它具有覆盖范围广、传输速率高、面向连接服务、提供QoS支持等优点。基于IEEE802.16m标准的WiMAX-2是ITU认可的4G标准,在5G网络中,WiMAX-Advanced标准与LTE技术相融合。IEEE802.16系列标准及草案主要关注MAC层和PHY层相关技术,规定了WiMAX网络的基本框架、层次结构,帧结构、
学位
上市公司的股票被实施特别处理的现象是其陷入严重财务困境的典型表现之一,在公司陷入财务困境状态之后,如何尽快化解困境成为了首要课题。上市公司通常无法控制在经营过程中所遇到的外部影响因素,但是能够尽可能地通过制定内部预防措施和调整战略方向等方法应对外部因素的负面冲击,此时能够起到关键作用的是公司内部核心高管人员,而首席执行官(CEO)作为企业的灵魂人物,更是起到了举足轻重的作用。具备某一领域专业能力的