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长白山森林生态系统碳过程的研究

李雪峰  
【摘要】: 凋落物是森林碳库的重要组成部分,它的分解是森林生态系统物质循环的重要环节,同时也与二氧化碳浓度增加导致的全球变化密切相关。本文通过研究东北地区典型森林群落类型凋落量,长白山5种阔叶林枝、叶的分解速率以及叶片内N浓度、P浓度、C/N、C/P变化趋势来进一步揭示整个森林生态系统中碳的循环过程。对4个地区一些典型林型凋落物进行研究表明森林年凋落量受地理位置和森林群落类型影响而存在明显差异。对4个地区的研究显示,每个地区内凋落量最大的林型是最小林型的2—2.5倍。对不同地点的同一林型的研究表明,分布在纬度低的地区森林年凋落量通常大于分布在纬度高的地区。对所有林型凋落物各组分占总量的百分比分析表明,森林凋落物以叶为主,最大占88%,最小的占48%。枝6%—22%,杂物2%—22%。不同林型间枝、叶、杂物各组分所占总量的百分比存在明显差异。 通过对长白山白桦中龄林、白桦幼龄林、山杨中龄林、山杨幼龄林和白桦山杨混交林枝、叶的分解速率作方差分析表明时间对凋落物分解的影响是极显著的(可靠性0.99)。森林群落类型对地表枝和叶以及地下5厘米处枝的分解速率影响显著(可靠性0.95)。但是对地下叶的分解速率影响不显著。不同种凋落物在不同时间段分解速率存在明显差异,同种森林类型内地下5厘米处枝、叶的分解速率要明显大于地表处枝和叶的分解速率。 通过这5种林型叶碳浓度、N浓度、P浓度、C/N比和C/P比分析表明,碳浓度差异不明显,最大值为48.41%,最小值为44.21%。随着分解的进行碳浓度变化在5%以内。同一种林型内地表和地下5厘米处碳浓度差异也不明显。 叶片内N浓度随着分解的进行浓度逐渐增加。但是在不同时间段内N浓度增加的百分率不同。5种森林群落类型叶片内P浓度表现为前10个月浓度逐渐降低,后4个月的时间内浓度逐渐增加,叶片内C/N比在前12个月的时间迅速降低。在以后的2个月时间内降低速率明显变慢。叶片内C/P比在前10个月的时间内比不断增加。在以后的2个月时间内比继续增加或者表现为缓慢下降。以后2个月C/P比逐渐下降。林型和时间对N浓度、P浓度、C/N比、C/P比变化趋势产生影响。同一种林型内地表和地下5厘米处叶片对N浓度、P浓度、C/N比、C/P比变化趋势也会产生影响。 通过模拟实验表明,二氧化碳浓度增加以及人工增加和减少降水都会改变水曲柳叶片内碳浓度、N浓度、P浓度、C/N比和C/P比。


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