帽儿山林区两种主要林分类型凋落物研究

【摘要】：水曲柳Fraxinus mandshurica Rupr.、山杨Populus davidiana Dode.都是中国东北重要的天然次生林树种,二者都具有极高的经济、生态和社会价值。尤其水曲柳是我国东北林区重要的珍贵硬阔用材树种之一。针对帽儿山林区的水曲柳、山杨两种主要林分类型凋落物以及林下凋落物层进行细致的研究较少。本研究自2003年5月至2006年4月,选择东北林业大学帽儿山实验林场老山人工林实验站内的山杨、水曲柳两种天然次生林为研究对象,对其凋落物数量、组成及季节动态、分解速率以及分解过程中养分释放特点、林下凋落层等进行了系统研究,结果表明: 1.在2003到2005三年中,由于群落树种组成不同,两种林分凋落物量有很大的差异。水曲柳林年均凋落物量为4538.3 kg·hm~(-2)·yr~(-1),比山杨林年均凋落物量(4076.2 kg·hm~(-2)·yr~(-1))高出11%。两种林分凋落的叶是其凋落物中的主要组成部分,水曲柳林中凋落叶所占总凋落量的平均比例为84.6%,山杨林为75.6%;其它组分的凋落物所占比例都很小;三年中,水曲柳、山杨两种林分的凋落高峰均出现在9、10月份。 2.四种凋落物分解近两年时间后失重率分别是:山杨凋落叶49.79%、山杨林混合叶63.11%、水曲柳凋落叶59.54%、水曲柳林混合叶63.40%。用计算所得的k值来估算四种叶凋落物分解的半衰期,可得分解50%时,所需的时间分别是:山杨凋落叶1.59年;山杨混合叶1.36年;水曲柳凋落叶0.86年;水曲柳混合叶0.90年。叶凋落物分解95%时所需的时间分别是:山杨凋落叶6.63年;山杨混合叶5.64年;水曲柳凋落叶3.72年;水曲柳混合叶3.96年。 3.不同时间阶段两种林分土壤表层细菌、真菌、放线菌数量有所不同:5月和7月两种林分土壤表层三大微生物区系中细菌类群占优势,其次是放线菌类群,最少是真菌;9月两种林分土壤表层细菌、真菌、放线菌的数量发生了变动,三大微生物区系中放线菌类群占优势,其次是细菌类群,最少是真菌。 4.不同酶类由于其参与氧化还原作用的途径和催化底物不同,因而有较大差异。山杨、水曲柳两种林分的土壤过氧化氢酶活性高峰都出现在7月份;山杨林中土壤蔗糖酶、脲酶活性以5月份最高,然后酶活性依次降低。水曲柳林中蔗糖酶活性的变化规律则表现为从5月份开始,随温度的上升而增强,直到7月份达到最高峰,然后酶活性逐渐减弱。而脲酶活性以5月份最高,然后酶活性依次降低。两种林分中蛋白酶活性均以7月份最低,山杨林中蛋白酶活性9月份达到高峰,而水曲柳林的土壤蛋白酶活性高峰出现在5月份。 5.经过两年时间的分解,山杨凋落叶、山杨混合叶、水曲柳凋落叶、水曲柳混合叶中6种主要元素的总含量分别下降:23.30%、33.73%、32.84%、37.60%;四种凋落叶中6种主要营养元素浓度大小顺序没有发生变化;四种凋落叶C、N、P、K、Ca、Mg虽各季节释放量多少不同,但变化规律基本相似,均为净释放。