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杉木人工林土壤养分及酸杆菌群落结构变化杨安娜;陆云峰;张俊红;吴家森;徐金良;童再康【摘要】[目的]研究浙江开化杉木人工林连栽过程中土壤养分及寡营养细菌酸杆菌群落变化规律,揭示不同类型杉木林地导致土壤肥力变化的酸杆菌分子生态学机制,为该地区杉木人工林林分结构调整、土壤资源的科学管理以及构建健康土壤生态系统提供科学依据.[方法]以马尾松林(对照)、马尾松林皆伐后的一代杉木林、杉木林迹地自然更新二代林土壤为研究对象,测定不同深度土层(0～20 cm,20～ 40 cm)的土壤pH、束缚水含量、有机碳及主要速效养分含量,比较分析土壤肥力水平,同时进行土壤细菌16S rDNA高通量测序分析了优势酸杆菌群的结构变化.[结果]1)马尾松林改植杉木后土壤酸化显著,碱解氮、有效磷及速效钾含量显著降低(P＜0.05),不同林地肥力水平大致规律表现为马尾松林＞杉木一代林＞杉木连栽林.2)3种森林类型的土壤细菌中酸杆菌门均占明显优势(32.68％～49.17％),且连栽后的杉木连栽林0～ 20 cm土层酸杆菌占比显著高于马尾松林0～ 20 cm土层(P＜0.05).3)共检测出18个酸杆菌类群,其中Gp2在各个样地中均为绝对优势菌群,占酸杆菌群的47.74％～68.80％,Gp1占21.69％～29.72％,其次是Gp3占13.30％～22.41％.酸杆菌类群中Gp2优势加强,同时Gp3具有由优势菌属转变为次优势菌属的趋势.Gp1和Gp10相对丰度分别与土壤pH呈显著负相关(P=0.035)和显著正相关(P=0.035),Gp2相对丰度与土壤有效磷呈显著负相关(P=0.010).[结论]马尾松林改植杉木及杉木人工林连栽过程中土壤肥力水平降低,而土壤寡营养细菌酸杆菌相对丰度提高,酸杆菌群落作为土壤优势菌群随土壤环境变化而不断调整,这预示着酸杆菌在杉木人工林土壤物质循环中起非常重要作用.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2019(055)001【总页数】9页(P119-127)【关键词】杉木人工林;土壤肥力;16S rDNA测序;土壤酸杆菌;群落结构【作者】杨安娜;陆云峰;张俊红;吴家森;徐金良;童再康【作者单位】浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300;浙江省宁波市林业局林特种苗繁育中心宁波315012;浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300;浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300;浙江省开化县林场开化324300;浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300【正文语种】中文【中图分类】S714杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国特有速生针叶树种，在我国南方山区栽培面积最大。
杉木人工林的土壤性质变化
盛炜彤;杨承栋;范少辉
【期刊名称】《林业科学研究》
【年(卷),期】2003(016)004
【摘要】系统研究和分析了不同代、不同发育阶段杉木林的土壤物理性质、化学性质和生物特性的变化过程,揭示了杉木人工林随着栽植代数增加(2-3代),土壤物理性质变劣,pH值下降,养分含量降低,速效P和水解N的下降尤为明显,微生物区系及酶活性也朝着生物活性下降的方向变化,也反映出杉木人工林不同发育阶段土壤肥力的差别.一般从幼龄林到中龄林土壤肥力呈下降趋势,到了成熟林阶段土壤肥力稍有上升,但不能恢复到原来的状态.在现行栽培制度下,杉木人工林连作能导致土壤功能衰退,这是杉木人工林不能保持长期生产力的主要原因之一.
【总页数】9页(P377-385)
【作者】盛炜彤;杨承栋;范少辉
【作者单位】中国林业科学研究院林业研究所,北京,100091;中国林业科学研究院林业研究所,北京,100091;中国林业科学研究院林业研究所,北京,100091
【正文语种】中文
【中图分类】S791.27
【相关文献】
1.江西大岗山连栽杉木人工林土壤性质的变化 [J], 孙启武;杨承栋;焦如珍
2.杉木人工林根际土壤性质变化的研究 [J], 杨承栋;焦如珍
3.间伐强度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响 [J], 徐雪蕾;孙玉军;周华;张鹏;胡杨;王新杰
4.林分密度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响 [J], 舒韦维;卢立华;李华;农友;何日明;陈海;黄彪
5.杉木人工林不同发育阶段土壤性质变化的研究 [J], 王丹;戴伟;王兵;李萍;邓宗付;赵超
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不同发育阶段杉木人工林林下植被的多样性贾亚运;周丽丽;吴鹏飞;刘雨晖;马祥庆【期刊名称】《森林与环境学报》【年(卷),期】2016(036)001【摘要】为揭示不同发育阶段杉木人工林林下植被多样性的变化规律,对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林（幼龄林、成龄林和过熟林）林下植被的种类、数量、丰富度、盖度、高度等指标进行调查。
结果表明：不同发育阶段杉木人工林林下植被物种丰富度（S）差异不大,个体丰富度（N）差异较大,表现为成龄林（478个）〉过熟林（308个）〉幼龄林（223个）;幼龄林林下植被以玉叶金花等耐阴树种占优势,成龄林及过熟林中网脉酸藤子、毛冬青等喜阳植物重要地位明显上升,在各发育阶段均处于优势地位的物种如裸花紫珠、杜茎山、狗脊蕨、江南卷柏等,可以考虑作为恢复林分物种多样性的启动物种;随着林分的发育,林下植被Simpson指数（D）、Shannon-Wiener指数（H）、Pielou均匀度指数（J＇）和生态优势度指数（DMc）均表现为先升高后降低的趋势。
可见林下植被的物种多样性与杉木林分的生长发育阶段密切相关,及时进行抚育间伐是提高杉木人工林林下植被物种多样性和维持生态系统稳定性的有效途径。
【总页数】6页(P36-41)【作者】贾亚运;周丽丽;吴鹏飞;刘雨晖;马祥庆【作者单位】[1]福建农林大学林学院,福建福州350002;[2]国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;[3]福建农林大学莘口教学林场,福建三明365000【正文语种】中文【中图分类】S718.542【相关文献】1.不同发育阶段杉木人工林林下植被的多样性2.不同发育阶段兴安落叶松林下植被多样性特征3.杉木人工林不同发育阶段林下植被,土壤微生物,酶活性及养分的…4.塞罕坝不同发育阶段白杆人工林林下植被多样性研究5.不同经营措施对杉木人工林林下植被生物多样性的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律【知识】不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律导语：杉木人工林作为中国主要的人工造林类型之一，对于改善生态环境和保护土壤资源起到了重要作用。
然而，近年来人们对于杉木人工林中土壤磷循环的研究相对较少。
本文将分析不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律，探讨其对于降低土地退化、促进土壤肥力的意义。
目录：一、磷循环在土壤生态系统中的重要性及机制二、杉木人工林对土壤磷循环功能基因的影响2.1 杉木人工林密度对磷循环功能基因的影响2.2 杉木人工林林龄对磷循环功能基因的影响三、杉木人工林土壤磷循环功能基因变化规律的解读3.1 phoc基因变化规律的分析3.2 phod基因变化规律的分析四、不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因变化的意义五、个人观点与总结一、磷循环在土壤生态系统中的重要性及机制磷是土壤肥力的重要指标之一，能够影响植物的生长发育和养分吸收。
在土壤生态系统中，磷的循环主要通过磷循环功能基因来实现。
磷酸根酶（phosphatase）是负责水解有机磷酯、底物是无机磷化合物生成有机磷酸酪氨酸（Pi）的酶，即phoc基因。
而磷酸二酯酶（phosphodiesterase）是负责水解底物是有机磷酯生成Pi的酶，即phod基因。
这两种酶的功能对于磷循环在土壤中的进行至关重要。
二、杉木人工林对土壤磷循环功能基因的影响2.1 杉木人工林密度对磷循环功能基因的影响杉木人工林的密度是影响磷循环功能基因的一个关键因素。
随着杉木人工林密度的增加，磷循环功能基因的丰度和活性也会相应增加。
研究表明，较高密度的杉木人工林可以提高phoc和phod基因的表达水平，加速土壤磷的循环速率，从而促进土壤磷的有效利用和提高土壤肥力。
2.2 杉木人工林林龄对磷循环功能基因的影响杉木人工林的林龄也会对磷循环功能基因产生影响。
杉木林皆伐后土壤养分的变化的开题报告
一、选题背景
杉木林是我国重要的经济林种之一，但是由于其林龄长、生长快、
伐期不当等原因，导致部分杉木林已经出现了退化现象，需要进行伐后
治理。
然而，在进行杉木林伐后治理时，需要考虑土壤养分的变化情况，以保证伐后的杉木林生长质量和经济效益。
二、选题意义
杉木林伐后土壤养分的变化对杉木林的生长质量和经济效益有重要
影响，因此对杉木林伐后土壤养分的变化进行研究，可以为杉木林的伐
后治理提供科学依据。
三、研究内容和目标
本研究的目标是探究杉木林伐后土壤养分的变化情况，通过分析不
同伐区的土壤理化性质和营养元素含量，总结影响杉木林伐后土壤养分
变化的关键因素，为杉木林伐后土壤改良提供科学依据，提高其生长质
量和经济效益。
四、研究方法
本研究主要采用野外调查和实验室分析相结合的方法，对不同伐区
的土壤理化性质和营养元素含量进行实地采样和实验室分析，以探究杉
木林伐后土壤养分的变化情况和关键因素。
五、研究进展与展望
本研究尚处于初期阶段，预计未来将重点分析杉木林伐后土壤养分
变化的关键因素和规律，以探索适合杉木林伐后土壤改良的方法和技术，提高杉木林生长质量和经济效益，在经济、社会、生态等方面具有广泛
的应用价值。
杉木人工林树高曲线的变化规律杉木人工林是我国广泛种植的一种重要经济林木，它具有生长快、树形美丽、木材用途广泛等优点，被广泛应用于建筑、家具、造纸等领域。
杉木人工林的树高曲线是一个重要的评估指标，它能够反映出杉木人工林的生长速度和生长状态，对于合理经营和管理杉木人工林具有重要的意义。
本文将深入探讨杉木人工林树高曲线的变化规律，以帮助读者更加深入地了解这一主题。
1. 杉木人工林树高曲线的定义和意义杉木人工林树高曲线是指在一定时期内，对杉木人工林中所有树木树高进行测量，并将树高与树木数量进行统计与分析得到的曲线。
通过研究杉木人工林树高曲线的变化规律，可以了解杉木人工林的生长速度、生长趋势以及影响因素，为科学经营和管理杉木人工林提供基础数据和依据。
2. 杉木人工林树高曲线的变化规律杉木人工林树高曲线的变化规律受到多种因素的影响，主要包括树龄、地理环境、栽培措施等。
2.1 树龄对树高曲线的影响杉木人工林的生长速度随树龄的增长呈现不同的变化规律。
在早期生长阶段，杉木生长较快，树高曲线呈现上升趋势，生长曲线较为陡峭。
随着树龄的增长，杉木的生长速度逐渐减缓，树高曲线逐渐趋于平缓，生长曲线逐渐变得平缓。
2.2 地理环境对树高曲线的影响杉木人工林的地理环境包括土壤类型、气候条件等。
土壤类型对树木的养分供应和水分保持具有重要影响，而气候条件则影响着光照和温度等因素。
不同地理环境下的杉木人工林，其树高曲线呈现出差异性。
在优质土壤和适宜气候条件下，杉木的生长速度较快，树高曲线较陡峭。
而在贫瘠土壤和恶劣气候条件下，杉木生长速度较慢，树高曲线较平缓。
2.3 栽培措施对树高曲线的影响杉木人工林的栽培措施包括肥料施用、修剪、间伐等。
适当的栽培措施能够促进杉木的生长，使树高曲线更加陡峭。
适量施用有机肥料和矿质肥料能够提供丰富的养分，促进杉木的生长；定期修剪能够保持树木的良好形态，增强杉木的生长能力；适时进行间伐，能够减少竞争，提供更多的生长空间。
杉木人工林细根分解和养分释放及化学组成变化林成芳;杨玉盛;陈光水;郭剑芬;韩志刚【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》【年(卷),期】2008(003)001【摘要】在福建建瓯万木林自然保护区杉木人工林里采用网袋法进行杉木细根(按直径大小分成0～1 mm、1～2 mm、2～4 mm 3个级别)分解研究.在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段:细根在前期分解速度较快,3个径级干重年(360天)损失率分别达54.8%、41.2%和38.2％;后期分解速率显著下降.3个径级细根分解过程中,皆呈现N浓度上升、P浓度变化平缓、K 浓度下降趋势.细根化学组成分析显示:0～1 mm、1～2 mm径级可萃取物浓度呈下降趋势,酸溶性物质浓度变化平缓,酸不溶性物质浓度呈上升趋势;2～4 mm径级可萃取物、酸溶性物质浓度呈下降趋势,酸不溶性物质浓度呈上升趋势.相关分析表明:不同径级细根分解速率与其底物中初始的P、K、可萃取物浓度呈极显著正相关,而与C/P比、酸不溶性物质/N、酸不溶性物质/P显著负相关.【总页数】9页(P15-23)【作者】林成芳;杨玉盛;陈光水;郭剑芬;韩志刚【作者单位】福建师范大学,地理科学学院,福州,350007;福建三明林业学校,福建三明,365001;福建师范大学,地理科学学院,福州,350007;福建师范大学,地理科学学院,福州,350007;福建师范大学,地理科学学院,福州,350007;福建师范大学,地理科学学院,福州,350007【正文语种】中文【中图分类】S718.5【相关文献】1.降水变化对天山云杉细根分解及养分释放的影响 [J], 李吉玫;张毓涛;韩燕梁;李翔2.木荷天然林根系分解和养分释放及化学组成变化 [J], 林成芳;杨玉盛;陈光水;谢锦升3.模拟氮沉降对天山云杉细根分解及其养分释放的影响 [J], 李吉玫;张毓涛;李建贵;李翔;芦建江4.三峡库区马尾松细根分解及其养分释放 [J], 王娜;程瑞梅;肖文发;沈雅飞5.黄土高原天然草地3种优势物种细根分解及养分释放对模拟氮沉降的响应 [J], 魏琳;程积民;井光花;赵洁;苏纪帅;刘建;金晶炜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质及凋落物养
分储存量研究的开题报告
一、研究背景及意义
人工杉木林是我国重要的人工森林类型之一，其种植面积和产量在全国居于前列。
土壤是森林生态系统的重要组成部分，对树木生长、土壤肥力、生物多样性、碳循环等方面都起着至关重要的作用。
因此，研究杉木人工林土壤的理化性质及凋落物养分储存量变化规律，对于了解森林生态系统的性质和演化趋势，推动森林生态系统可持续发展具有重要意义。
二、研究内容及方法
本研究拟选取四川省某县种植年限从1年到30年的10个杉木人工林，研究其土壤理化性质及凋落物养分储存量随时间变化的规律。
具体研究内容包括：
1. 土壤理化性质的调查：选取代表性样地，对土壤质地、pH值、有机质含量、全氮、全磷、速效钾等指标进行测定。
2. 凋落物量及养分含量：以1年为间隔，采集10个样地内年度凋落物质量及氮、磷、钾等元素含量，并计算其养分储存量。
3. 统计分析：使用统计软件对研究数据进行分析，绘制各指标随年龄变化的曲线图，并探讨其中的规律和影响因素。
三、研究进展及计划
本研究目前已完成对10个杉木人工林的样地调查和凋落物采集，正在进行样品分析及数据处理。
计划在接下来的两个月内完成数据分析和成果撰写，争取在年底前完成论文的撰写和评审。
四、预期成果和创新点
本研究预期可以得出杉木人工林随年龄增长土壤理化性质及凋落物
养分储存量变化的规律，并揭示其影响因素。
研究成果可以为杉木人工
林的生态管理、土地利用规划和森林生态系统可持续发展提供科学依据。
创新点在于对不同种龄杉木人工林土壤和凋落物的养分储存进行系统性
研究，并对长期人工林的生态效益进行评估。
杉木人工林土壤养分变化规律胡亚利1,孙向阳1,张建国2,段爱国2(11北京林业大学水土保持学院,北京100083;21中国林业科学院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,北京100091) 土壤是林木生长发育的基质[1]。
然而,由于对土壤投入较少,传统的营林措施只是为杉木林凭借原有土壤肥力获得一定产量提供保证作用,使杉木林生产力受到立地条件或土壤因子的极大限制[2]。
据统计,50年代至今,全国杉木林面积从300余万公顷发展到1100余公顷翻了215倍,蓄积量从213亿m3增加到315亿m3,只增加了015倍,平均单位面积产量从63m3/hm2减少到22m3/hm2,下降了2/3。
而连栽林地的生长量普遍下降了21%~49%,林地肥力下降了1~2个地位指数[3,4]。
显然,通过揭示土壤养分动态变化规律,提高土壤生产力,是提高杉木林经营水平的一个重要途径[2]。
本文从不同立地条件、不同发育阶段、不同密度管理和不同轮伐期4个方面具体阐述了杉木人工林土壤养分动态变化规律。
1 不同立地条件下土壤养分变化规律立地是指林木生长所在地域的自然环境[5]。
杉木人工林速生丰产的立地条件,要求在14地位指数以上,最好在16、18地位指数以上[6]。
已有较多研究表明:指数级越高,土壤肥力就越高,土壤中速效养分含量也随之增加[7],因此可供杉木吸收利用的养分也就会相应增多。
国外的研究表明,碳分配对于决定树干生产是重要的,湿度和养分有效性是决定森林碳分配类型的主要指标,有证据表明单独的养分比单独的水分起更大的作用。
每年被植物吸收的土壤有效养分数量是决定叶面积发展及林分早期初级净生产的主要因素,并在另一些发育阶段仍然是重要的。
而有效养分的数量首先决定于总的地理化学循环中的养分资源,其次决定于在这个循环中养分的移动速率。
因此土壤中全量养分及速效养分对于林木生产力都是至关重要的。
特别是在我国南方,在水分并不是主要制约因素的条件下,养分是决定林木生产力最关键的因素。
在南方地区黄红壤普遍缺P,速效P的多少对于林木生长是限制因素。
在福建南平,对14、16、18立地指数的杉木林地土壤养分分析表明:速效P含量在这3个指数间差别十分明显,如以18立地指数的速效P含量作为100,则16立地指数为81,14立地指数为69[8]。
杉木是比较喜肥的树种,要求土壤深厚肥沃,养分含量高,特别是速效N、P养分对杉木生长影响很大[8]。
1994年曾亮忠等指出:杉木立地指数与全氮、速效磷、土壤腐殖质层厚度和土层厚度之间呈极显著或显著的正相关,表明杉木生长与土壤因子存在密切关系。
根据检验结果,它们影响杉木的重要程度顺序是:全氮>速效磷>土层厚度>腐殖质层厚度>容重[9]。
另外,对于相似立地不同代数的杉木人工林,随栽植代数增加,土壤肥力在持续降低,即2代、3代人工林总体养分状况不如1代人工林,即杉木连栽会引导起地力衰退;因此,不同代杉木人工林生产力是逐渐下降的,同时也存在林地土壤养分的改变,其中最重要的是速效养分的改变,特别是N和P。
因此,可以认为:速效N、P的改变,是造成连栽杉木林生产力逐代下降的主要因素[10]。
虽然有些学者认为,人工林的连栽不会引起地力衰退。
Holstener-Jorgense指出,至少在丹麦的云杉林连续栽培后,没有地力下降的明显证据。
Lundgren也认为,在稍肥的立地上,2~3个轮伐期后土壤仍不会出现明显退化;但在贫瘠的土壤上,如果降雨量大,则在第二个轮伐期退化十分明显。
另外,在湿润和半湿润热带地区的红壤和其他肥力差的土壤上,如果没有特殊的土壤管理措施,把天然林改变成速生的、短周期的人工林,将不可避免地造成土壤退化[11]。
综上所述,不同立地杉木人工林土壤肥力不同,立地条件越好,土壤养分含量越高,提供给杉木吸收利用的养分也相应增多;土壤速效养分含量变化是影响杉木林生产力和地力变化的重要因素。
但对于不同立地杉木连栽引起地力下降的原因还需进一步揭示。
2 不同发育阶段土壤养分变化规律杉木人工林不同发育阶段土壤养分分析表明,杉木人工林幼龄林阶段,有机养分及有效养分含量是较高的,中龄林时最低,成熟林时又有所回升[12,13]。
方乐金等研究了1~4a生杉木幼龄林林地土壤肥力变化趋势:杉木幼龄期未形成明显的土壤退化现象,据此可推定杉木林地土壤肥力退化的进程主要发生在中龄期及成熟期[14]。
吴蔚东等选择不同林龄(1~28a)的杉木人工林研究表明,造林到5~8a的幼龄期,包括凋落物、土层厚度、有机质、全N、CEC(阳离子交换量)、BS(盐基饱和度)、pH和速效N、P、K在内的林地主要土壤质量性状大幅度退化,随着树龄的增大,土壤质量性状开始缓慢恢复,但其恢复程序仍远低于初始水平[15]。
冯宗炜等研究表明:杉木林地土壤肥力随着杉木林龄增加而降低,造林后19a,在0~60cm的土层中N、P、K含量分别为造林前的4316%、2413%、4312%[16]。
孙启武、杨承栋、焦如珍对不同发育阶段、不同立地指数1、2代杉木人工林23项土壤因子测定,分析结果表明:1代杉木人工林不同发育阶段土壤肥力的变化趋势为:幼龄林至中龄林阶段,林地综合地力呈下降趋势;从中龄林至成熟林阶段,林地综合地力略有回升,说明杉木人工林土壤肥力下降的事实[17]。
盛炜彤、杨承栋、范少辉系统研究和分析了不同发育阶段、不同代杉木林的土壤物理、化学和生物特性的变化过程,反映出:从幼龄到中龄林阶段土壤肥力呈下降趋势,到成熟林阶段土壤肥力虽稍有上升,但不能恢复到原来的状态;并揭示了杉木人工林随栽植代数增加(2~3代),土壤物理性质变劣,pH值下降,养分含量降低,其中速效P 和水解N的下降尤为明显[18]。
焦如珍,杨承栋通过研究杉木人工林不同发育阶段林下植被、土壤生物、酶活性及养分的变化指出:土壤养分状况(主要是有机质含量)从杉木幼龄林到中龄林,随着林冠的郁闭,林下植被盖度急剧下降,呈明显的下降趋势;从中龄林到成熟林,随着林木密度及郁闭度下降,林下植被盖度逐步得到恢复,呈明显的上升趋势。
研究还指出:由于过氧化氢酶和多酚化酶活性的降低,有可能导致中龄林土壤中多酚类有毒物质的积累,这或许是杉木连栽产量下降或成活率低的原因之一。
综上所述,随着杉木林发育阶段及栽植代数不同,土壤肥力下降是一致的,至于引起肥力下降的原因尚无定,还需通过长期定位研究得出合理的结论。
3 不同密度管理土壤养分变化规律俞新妥、林开敏等在福建林学院莘口教学林场,通过对29a生杉木不同造林密度(1875、2805、3705、6000株#hm2)调查,分析不同造林密度土壤养分变化表明:在0~20cm和20~40cm 土层,土壤有机质、全N、全P、水解N、和速效P含量基本上呈现出随密度增大而下降的趋势,速效K含量则未表现出一定的规律性,从维护地力的角度看,控制林分密度至关重要,否则会造成木材材积低,养分浪费大的后果[19]。
已有研究表明,通过间伐适当降低林分密度,恢复林下植被是提高杉木林地力的重要途径[20-22]。
盛炜彤在江西分宜中国林业科学院亚热带林业实验中心,对9a生的杉木人工林了不同保留密度管理研究,结果表明:林分密度低而林下植被发育好的林分,枯落物分解速度快,有利于土壤养分的有效补充;林分密度大,生长量大的林分,速效N、P下降幅度也大[23]。
田大伦等进一步具体揭示了间伐后杉木林土壤养分变化状况:林木间伐后,林分空间结构发生了变化,同样也影响土壤养分含量的变化,间伐区土壤中大量元素的含量由对照区的30108g/kg降为27.05g/kg,下降了9138%;微量元素含量的变化不大,大量元素中除Mg外,其他元素均有所下降,其中下降幅度最大的Ca,下降了44144%;其次为P,下降了17165%;N下降幅度为11193%,下降幅度最小的为K,下降了710%;从土层来看,间伐区各土层大量元素均有减少,在0~45cm各土层中,大量元素的减幅相差不大,但在45cm以上土层中减幅较大,减幅达13102%[24]。
因此,杉木林可通过间伐,降低林冠郁闭度(016~017)而促进林下植被发育[25]。
密度管理是育林上的一个重要技术。
为研究杉木林在怎样的密度管理下,不但经济上有效,而且能维护地力,近年来,许多学者对杉木造林密度效应规律及合理的杉木密度管理了进行了研究,也有学者对不同造林密度土壤肥力差异进行了初步探索,因此,还需通过长期定位观测来进一步加强研究。
4 不同轮伐期土壤养分变化规律轮伐期不同对杉木林土壤养分保持影响也很大。
崔国发等研究表明:轮伐期越短,林分消耗的营养元素越多,每采伐单位面积木材带走的营养元素量就越高,并且林木径级越小,其营养元素含量就越高。
桉树和杨树的轮伐期只有7~10a,国外松(湿地松、火炬松、加勒比松)和杉木的轮伐期也只有15~20a。
国外发展的阶段短轮伐期工业人工林,其轮伐期只有1~5a,并且栽植密度非常大,每公顷达到6万株。
中短和超短轮伐期人工林无疑会造成土壤养分的减少[26]。
俞新妥也指出:生物量研究表明,杉木不同年龄阶段的生物量积累和分配规律有明显差异,如随着年龄增加,杉木的枝、叶、根、边材及林冠的生物量所占的比例逐年下降,而干、皮和心材所占比例则逐年增加。
不同发育阶段杉木各器官所含元素的浓度也存在差异,杉木叶片的各种元素浓度多随年龄增加而增加,枝、心材、边材、皮及根的浓度则呈下降趋势。
随着林分年龄增长(轮伐期延长),杉木的边材及林冠所占生物量的比例减少,心材及树干所占的比例增加,由于边材及树冠所含养分分别高于心材和树干,因此轮伐期越早(轮伐期越短),每采伐单位干物质所带走的养分越多,养分的利用率越低。
如轮伐期由30a缩短为20a 时,每单位物质消耗的养分则增加18%;此外,杉木林早期林下植被稀少,到中龄间伐以后植被得到发展,据统计,林分轮伐期从20a延长到30a,仅林下植被所积累的养分可增加109kg/hm2。
同时短轮伐期还导致采伐、炼山及整地等对林地干扰的频率的增加,不利于地力的保护。
因此,杉木轮伐应综合考虑数量、工艺、经济和生态效果。
适当延长伐期有利于提高养分利用率、降低地力消耗,减轻人工林对林地的压力,也可以把这种考虑综合因素的轮伐期称为/生态轮伐期0〔27〕。
国外对林下植被影响地力的专门报道文献很少,但如何通过适当的轮伐期使杉木林地土壤养分得到有效的补充,还有待通过长期定位观测进一步揭示。
5 展望90年代以来,从维护森林可持续生产力的要求出发,如何正确处理提高人工林生产力与维持人工林生态系统稳定性,如何保持森林的健康和长期生产力、维护长期立地生产力的问题,已成为世界林学界关注的焦点28~32。
杉木是我国南方主要的速生丰产造林树种,在我国人工林中其面积和蓄积量均居首位,可缓解我国木材供需矛盾。
