闽楠叶凋落物分解动态及其养分释放规律研究

【摘要】： 森林凋落物是森林生态系统生物产量、养分循环及能量流动研究中的一项重要指标，它是森林生产力的重要组成部分，是林地有机质的主要物质库和维持土壤肥力的基础，是森林生态系统物质循环和能量流动的主要途径，对土壤有机质的形成和养分的释放有着十分重要的意义。在森林凋落物中，落叶是其主要部分，占60％～80％，树叶凋落物的分解是生态系统功能的一个关键成分，其分解过程反映了森林凋落物养分归还土壤的基本特征。森林通过凋落物归还的养分对维持林地的地力具有十分重要的意义，特别是在我国很难做到对林地进行大面积施肥的情况下，凋落物的养分再循环对保持林地的长期生产力显得更为重要。 本文通过对福建省罗卜岩自然保护区内8个具有代表性的闽楠群落结构的调查，分析了亚热带闽楠天然林群落的植被特征和群落结构特征。结果表明，闽楠群落结构分化明显，可分为乔、灌、草三层。植被种类较丰富，乔木层有55个树种、灌木层有82种植物、草本层也有22种，且都发育良好。在乔木层中，以闽楠、青冈栎和檵木为优势种，它们占总物种数的5.5％，重要值却占总数的37.22％，其中闽楠的重要值为28.90％，充分说明闽楠作为群落的建群种，在群落中占有绝对优势。灌木层中重要值位居前五位的有草珊瑚、闽楠幼树、冬青、杜茎山和矩形叶老鼠刺，6.1％的物种占总重要值的24.33％，闽楠幼树的重要值(6.16％)在灌木层中位居第二位，说明闽楠林下更新良好，群落处于稳定增长状态。因群落郁闭度均较大，林内光照较弱，所处地区降水又较多，林内湿度大，因而草本层中蕨类植物较多，群落层间植物发达。群落生长茂盛，外貌呈暗绿色，林相整齐，结构稳定，郁闭度一般在0.8左右，对生境具有良好的适应性。 通过对闽楠天然林林下凋落物现存量的调查，分析了其凋落物层中未分解层和半分解层的储蓄量和含水量。结果表明，在我们调查的8个具典型性的闽楠群落内，林地现存的凋落物中，闽楠凋落物未分解层平均为1.061 435 t/bm~2，占总现存量的32.04％；其它树种未分解凋落物平均为0.860 54 t/hm~2，占总现存量的25.97％；半分解状态凋落物为1.391 185t／hm~2，占总现存量的41.99％，半分解层占有绝对优势。这可能是因样地均处于阳坡(东南坡、西南坡或西坡)，水热状况较好，群落结构稳定，群落内的凋落物分解速度较快。样地内凋落物层平均总持水量达2.318 74t/hm~2，平均持水率高达61.09％，这从一定程度上反映了凋落物层的拦蓄降水、调节森林生态系统水量平衡的生态功能。而且各样地内的未分解层持水量均较少，而半分解层持水量相对都较多，可见相对的半分解层对凋落层的持水蓄水能力的贡献更大。在闽楠林凋落物中，落叶的干重占总凋落物层干重的68.92～99.46％，在凋落层中占有绝对优势。 对闽楠落叶的分解过程进行了系统的研究，并与亚热带几种常用造林树种樟树、竹柏和池杉落叶的分解动态做定量分析比较，同时对它们的凋落物重量的变化过程予以定量化，建立动态模型分析了其动态特征并进行半衰期预测。结果表明：闽楠、 闽棱叶凋落物分解动态及其养分释放规律研究 樟树、竹柏和池杉落叶均在分解前期干重下降最快，残留量仅为原来的 35．450O一66．950％，到 2002年 9－11月初分解速度减慢，而＊ 月以后速度又有一定 程度的上升。与樟树、竹柏和池杉落叶相比，闽桶落叶的分解速度最慢，分解一年 时残留量仍占初始重量的52．33％。闽捕落叶分解50％和95％时所需时间都是最长 的，分别需要1刀27 a和4．44 a。4个树种的落叶分解速率由大到小依次为：樟树＞ 竹柏＞池杉＞闽桶。 对闽捕落叶在分解过程中其6种主要养分元素和5种微量元素的含量、释放量 及释放速率等规律进行了研究，并与樟树、竹柏和池杉落叶的11种养分元素释放规 律作比较，结果表明：在分解初期，闽捕落叶的6种主要元素的总含量为449．632 g·xg‘，一年后，只剩下 zoz．v刀 g·xg’，丢失了近刃．svto。闽捕落叶中的 5种微量 元素含量的年变化不如主要元素的有规律。在投放时的总含量为55．128g·kg”，分 解了一年后，仍有 55．970 g kg”’，几乎无变化。而且在中期其元素总含量还增加了。 从叶凋落物营养元素的平均含量来看，在投放初期，闽捕落叶中6种主要元素含量 的大小顺序为：有机碳＞N＞Cat K＞P＞Mg。一年后，元素含量的大小顺序变成了： 有机碳＞N＞Cat K＞K＞2“Mg。 在分解始期，闽捕落叶中有机碳含量为 421．28 g·kg“‘，除低于池杉落叶中的有 机碳含量外，比樟树和竹柏落叶中的都高。一年后闽捕落叶的有机碳含量降为238．95 g·kg“’，高于竹柏叶，而低于樟和池杉落叶。闽捕落叶的年释放量为 182．33 g·kg’， 与竹柏落叶的较相似。其年最大狰释放率为26．09％。 闽捕落叶中 N含量门．107 g·kg“‘）在分解初期比樟和池杉落叶中的都高，但 一年后其含量门．6469·kg”’）却比樟、竹柏和池杉落叶中的都低。闽捕落叶的N 年最大富集率为门．97％，最大释放率为22．37％，但樟、竹柏和池杉落叶均出现了 富集。闽桶落叶中的 P的初始