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海岸带防护林恢复过程中凋落物的组成及养分特征

陈增鸿  
【摘要】:本研究以东山岛沙质海岸带四种不同防护林为研究对象,对四种不同林分(样地A为天然次生林,样地B为湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林,样地C为木麻黄-潺槁木姜子混交林,样地D为木麻黄纯林)的凋落物(包括凋落量数量与组成、养分含量与养分归还动态、凋落物分解以及凋落物的热值等)特征进行研究,旨在揭示沙质海岸带防护林生态系统的物质循环规律和能量流动,为维护地力和提高林分生产力提供理论依据,实现沙质海岸带防护林的恢复与重建,及可持续经营提供基础资料。研究结果如下: 1.天然次生林、湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林、木麻黄-潺槁木姜子混交林和木麻黄纯林,其年凋落量分别为9954.1kg/hm~2、7997.678kg/hm~2、12798.14kg/hm~2、12497.37kg/hm~2;在凋落物的组成中,凋落叶所占的比例最大,平均值为72.8%,天然次生林和湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林的凋落物中各组分的大小依次为叶、杂物、枝和球果,木麻黄-潺槁木姜子混交林和木麻黄纯林的凋落物各组分的大小依次为叶、枝、球果、杂物;四种林分天然次生林和湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林来自阔叶树的凋落物占大多数,而木麻黄-潺槁木姜子混交林和木麻黄纯林来自木麻黄的凋落物占大多数,木麻黄-潺槁木姜子混交林的凋落量大于木麻黄纯林的凋落量;从林分凋落物在一年的变化曲线来看,天然次生林和湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林有两次凋落量的峰值的双峰型,木麻黄-潺槁木姜子混交林和木麻黄纯林表现出一定的季节变化,但没有出现明显的峰值。 2.四种林分中天然次生林和湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林凋落叶养分含量顺序为:CCaNKMgP,枝、其他杂物为CCaNMgKP,球果养分含量顺序基本为CNCaKMgP;木麻黄-潺槁木姜子混交林和木麻黄纯林凋落物叶、枝、其他杂物养分含量顺序基本为CCaNMgKP,球果养分含量顺序基本CNCaKMgP。微量元素年平均含量可以看出:四种林分中凋落物叶、枝、其他杂物养分含量顺序基本为FeMnCuZn,球果养分含量顺序基本为FeMnZnCu。 四种林分凋落物中大量元素养分年归还总量大小顺序为:天然次生林木麻黄-潺槁木姜子混交林木麻黄纯林湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林,10种元素在各林分凋落物中的归还量大小顺序不尽相同,C、N、Fe、Mn、Zn年归还量顺序为:木麻黄-潺槁木姜子混交林天然次生林木麻黄纯林湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林;Ca、K年归还量顺序为:天然次生林木麻黄-潺槁木姜子混交林木麻黄纯林湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林;P年归还量顺序为:天然次生林湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林木麻黄-潺槁木姜子混交林木麻黄纯林;Mg年归还量顺序为:木麻黄-潺槁木姜子混交林天然次生林木麻黄纯林湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林。 四种林分凋落物的大量元素养分的年归还量大小均为:CCaNMgKP。微量元素的年归还量大小均为:FeMnZnCu。比较凋落物各组分的养分归还量大小,都是落叶的归还量最大,四块林地各组分的养分归还量情况可分两类:天然次生林和湿地松-箣竹-潺槁木姜子混交林:叶杂物枝球果,木麻黄-潺槁木姜子混交林和木麻黄纯林:叶枝球果杂物。 在四种林分中,天然次生林的N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn的养分利用效率最高,木麻黄-潺槁木姜子混交林对C、Mn的养分利用效率最高,对应的养分利用效率比值分别为1.993和2039.8,木麻黄纯林对Cu的养分利用效率最高。 3.九个优势种凋落物分解的半衰期,可得分解50%时所需的时间分别为0.386a—1.1a,而分解95%所需的时间为1.66a—4.25a,湿地松和木麻黄所需时间都最长。各凋落物的分解速率由大到小依次为:鳝藤(1.752)雀梅藤(1.606)黄连木(1.424)箣竹(1.387)朴树(1.35)榕树(1.34)潺槁木姜子(0.876)木麻黄(0.657)湿地松(0.511)。凋落物的初始化学成分与分解速率的大小依次为: PC/PC/NNC。这表明凋落物的初始P含量及C/P比值是控制分解速率的主要因素。 4.九个优势种凋落物的干重热值在17.3-22.48kJ/g之间,其中湿地松、潺槁木姜子、木麻黄的凋落物干重热值较高,干重热值均在20.0kJ/g以上;而朴树、箣竹的凋落物干重热值较低,在17.3-19.1kJ/g之间,其他黄连木、雀梅藤、榕树、鳝藤在19-20kJ/g之间。木麻黄、鳝藤、湿地松、箣竹干重热值在春季最高,潺槁木姜子、黄连木、朴树、雀梅藤、榕树干重热值在夏季最高。凋落物C浓度高低决定凋落物能量大小,干重热值与其他养分含量相关均不显著。


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