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闽楠叶凋落物分解动态及其养分释放规律研究

程煜  
【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


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