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四川岷江上游典型森林生态系统C、N格局与动态

杜红霞  
【摘要】: 岷江上游地区是我国一个重要的大尺度、复合型生态过渡带,也是生态系统脆弱区,研究其森林生态系统C、N格局与动态,对人工林生态系统的稳定性、可持续性以及生物生产力的提高具有重要意义。本文通过建立固定林分标准地和干扰试验小区,在测算林分生物量和定期取样(植物和土壤)分析基础上,研究岷江上游四种典型人工林(连香树Cercidiphyllum japonicum、云南松Pinus yunnanensis、糙皮桦Betula utilis和云杉Picea asperata)生态系统C、N格局、凋落叶C、N释放及养分N生物循环特征。另外,通过对林地人为施加C源(蔗糖)和N源(硝酸铵)来进行干扰,对森林生态系统的C、N动态变化规律进行定位跟踪研究。取得的主要结果和结论如下: 1.森林生态系统C、N格局 (1)林木干材N含量最低,叶最高。同一林木N分布格局:连香树:叶根枝皮干;糙皮桦、云南松和云杉规律一致,即叶枝根皮干。不同林地林木各器官N累积有很大差异。林木各器官中C含量相差不大,干中稍高。同一林木C分布格局:连香树:干枝根叶皮;云南松:干叶果枝根皮;糙皮桦:叶根干枝皮;云杉:皮干叶枝根。林地枯落物中C、N含量显著低于活立木。 (2)不同森林生态系统N总贮量大小顺序为:云南松8694.12 kg/hm2、云杉7461.72 kg/hm2、连香树6043.50 kg/hm2、糙皮桦5075.64 kg/hm2,其中林木层占4.74%-10.74%,枯落物层占0.14%-0.69%,土壤N贮量占88.57%-94.58%。不同森林生态系统有机C总贮量大小顺序为:云杉155.447t/hm2、云南松135.171 t/hm2、连香树118.486 t/hm2、糙皮桦112.293t/hm2,其中林木层占37.75%-51.18%,枯落物层占0.42%-3.6%,土壤层占46.70%-61.83%。 2.森林生态系统的N循环动态 四种典型人工林N循环表现出归还量大于存留量。由循环系数和周转期可知,糙皮桦林地N元素归还快,循环强度大。由利用系数可知,针叶林(云南松和云杉)对N元素利用率比阔叶林(连香树和糙皮桦)高。四种人工林群落吸收系数和归还系数都相对较小,其林木N的吸收和归还对土壤N库影响不大。 3.森林凋落叶分解过程中C、N释放动态 林地凋落叶在分解初期干重损失最快。由凋落叶失重率、分解速率常数及其分解过程中C、N释放量规律可以得出,糙皮桦凋落叶分解最快,其次为连香树、云杉、云南松。在分解整个过程中,C元素处于单调净释放状态,且随时间的延续而增加;N释放量除云杉林地在240d内是负值外,其他三种林地均为正值,呈现释放状态。


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