喀斯特人工林凋落物特性及对土壤生态功能影响
【摘要】：本文以贵州省典型喀斯特山地4种人工林恢复模式(杜仲林、桤木林、滇柏林、冰脆李林)为研究对象,探讨其凋落物特性及其对土壤生态功能的影响,为该退耕还林工程区域人工植被恢复的生态效益评价提供理论依据。测定分析了4种人工林凋落物凋落动态和分解速率季节变化,凋落物及表层土壤的水源涵养功能,研究了凋落物对土壤理化性质、土壤酶活性、土壤碳含量的影响作用等。主要研究结果如下：
1、4种人工林凋落物蓄积量和年凋落量的大小顺序均为：桤木林杜仲林冰脆李林滇柏林。测定时期内,4种人工林凋落量具有明显的凋落高峰期,9-11月出现明显的峰值。
2、采用凋落物袋法研究了4种人工林凋落物的分解动态。结果表明,4种人工林凋落物分解速率大小顺序为：杜仲林冰脆李林桤木林滇柏林。4种林分凋落物的分解动态符合Olson模型,根据模型推算出这4种人工林95%凋落物分解所需时间在5-10a之间。不同林地C和N浓度变化均呈淋溶—累积—释放的趋势。
3、对凋落物及表层土壤涵养水源功能的研究结果表明：不同人工林凋落物持水量的大小顺序为：桤木林杜仲林冰脆李林滇柏林。4种凋落物持水量与浸泡时间之间关系可用指数函数拟合,持水速率与浸泡时间之间关系可用幂函数拟合。
4、本文研究了凋落物对土壤理化特性、土壤酶及土壤碳库的影响。研究结果表明,凋落物对林地土壤理化特性均有一定的改善作用。土壤有机碳和可溶性碳含量随土层深度增加呈线性递减趋势。0-15cm土层内,土壤可溶性碳含量与凋落量存在显著线性相关关系(R2=0.8485*),而与土壤有机碳的相关性不显著(R2=0.3441)。
【关键词】：人工林 凋落物 分解动态 生态功能 喀斯特山地 综合评价 【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S714
【目录】：
- 致谢4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 前言10-11
- 第一章 森林凋落物及其研究进展11-23
- 1.1 森林凋落物研究综述11-20
- 1.1.1 基本概念11
- 1.1.2 研究内容11-20
- 1.2 凋落物分解研究展望20-22
- 1.3 研究目的和意义22-23
- 第二章 研究地点概况与研究方法23-26
- 2.1 样地概况23-24
- 2.2 样地设置24
- 2.3 主要研究内容24
- 2.3.1 主要研究内容24
- 2.4 研究技术路线24-26
- 第三章 不同类型人工林凋落物凋落动态26-31
- 3.1 研究方法26-27
- 3.2 结果与分析27-29
- 3.2.1 凋落物层蓄积量和年凋落量27
- 3.2.2 凋落量月动态变化27-28
- 3.2.3 凋落量与气候因子的关系28-29
- 3.3 结论与讨论29-31
- 第四章 不同类型人工林凋落叶分解动态与养分特征31-42
- 4.1 研究方法31-32
- 4.1.1 凋落叶分解速率测定31
- 4.1.2 养分含量测定31
- 4.1.3 数据处理31-32
- 4.2 结果与分析32-39
- 4.2.1 凋落叶分解速率32-34
- 4.2.2 凋落叶养分变化34-37
- 4.2.3 凋落叶养分元素归还率37-38
- 4.2.4 凋落叶分解过程中C/N值及C/P值变化38-39
- 4.3 结论与讨论39-42
- 4.3.1 凋落叶分解速率39-40
- 4.3.2 凋落叶养分释放40-42
- 第五章 凋落物及表层土壤的水源涵养功能42-48
- 5.1 研究方法42-43
- 5.1.1 凋落物含水量42
- 5.1.2 凋落物最大持水率42-43
- 5.1.3 凋落物持水速率43
- 5.1.4 凋落物相对自由水面蒸发率43
- 5.1.5 土壤样品采集与分析方法43
- 5.2 结果与分析43-47
- 5.2.1 持水量与持水率43-45
- 5.2.2 吸水速率45
- 5.2.3 相对自由水面蒸发率45-46
- 5.2.4 土壤的物理性质及其持水量46-47
- 5.3 结论与讨论47-48
- 第六章 凋落物对土壤理化性质的影响48-61
- 6.1 研究方法48
- 6.2 结果与分析48-58
- 6.2.1 土壤体积密度和孔隙组成48-49
- 6.2.2 土壤水分特性49-50
- 6.2.3 对土壤pH值50-51
- 6.2.4 土壤氮元素含量51-55
- 6.2.5 土壤全磷和土壤有效磷含量55-57
- 6.2.6 土壤速效K含量57-58
- 6.3 结论与讨论58-61
- 6.3.1 凋落物对土壤物理性质的影响58-59
- 6.3.2 凋落物对土壤化学性质的影响59-61
- 第七章 凋落物对土壤酶活性的影响61-72
- 7.1 研究方法61
- 7.2 结果与分析61-68
- 7.2.1 蔗糖酶61-62
- 7.2.2 脲酶62-63
- 7.2.3 多酚氧化酶63-64
- 7.2.4 过氧化氢酶64-65
- 7.2.5 酸性磷酸酶65-66
- 7.2.6 碱性磷酸酶66-68
- 7.3 不同人工林土壤肥力评价68-70
- 7.4 结论与讨论70-72
- 第八章 凋落物对土壤碳库的影响72-77
- 8.1 研究方法72-73
- 8.2 结果与分析73-76
- 8.2.1 不同人工林地表凋落物累积量及其C/N值的影响73
- 8.2.2 不同人工林表层土壤有机碳、可溶性碳含量变化73-75
- 8.2.3 凋落物积累量与表层土壤有机碳、土壤可溶性碳含量的相关分析75-76
- 8.3 结论76-77
- 第九章 不同类型人工林生态恢复效应评价77-84
- 9.1 研究方法77-78
- 9.1.1 植物多样性及数量特征调查77
- 9.1.2 土壤理化性质分析77-78
- 9.1.3 数据处理78
- 9.2 结果与分析78-83
- 9.2.1 不同类型人工林生态系统恢复效应的差异78
- 9.2.2 生态系统恢复变量和主导效应变量分析78-82
- 9.2.3 人工林生态系统恢复程度82-83
- 9.3 结论83-84
- 9.3.1 不同人工林生态系统恢复效应83
- 9.3.2 生态恢复变量的关系83
- 9.3.3 生态系统恢复程度83-84
- 第十章 主要结论与讨论84-87
- 10.1 主要结论84-85
- 10.2 讨论85-87
- 参考文献87-97
- 详细摘要97-99
- Abstract99-100
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