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模拟氮沉降对杉木人工林凋落物及其分解过程的影响

裘秀群  
【摘要】:杉木是我国南方特有的重要用材树种,现有人工林面积占全国人工林总面积的四分之一,随着速生用树林基地建设的发展,杉木栽培面积还将进一步扩大。自然界中,大气N干湿沉降是森林生态系统N的重要输入途径之一。有关N沉降对森林生态系统影响的研究主要集中在欧洲和北美的温带区域,少见有来自热带和亚热带地区的报道。开展N沉降研究可为森林的可持续经营提供理论基础。 本研究以亚热带杉木人工林为研究对象,通过4种水平的模拟N沉降处理(N0、N1、N2、N3),研究N沉降对森林凋落物及其分解过程的影响。结果表明: 1) 各种N处理间杉木人工林凋落物动态差异不显著。各处理凋落物总量和叶凋落物量的峰值均出现在2、5、7、9月。N0、N1、N2、N3处理总凋落物量分别是2427.50kg.hm~(-2)、2238.17kg.hm~(-2)、2287.94kg.hm~(-2)、2429.50kg.hm~(-2),其大小顺序为N3>N0>N2>N1,各处理间差异不显著。不同N处理凋落物组成比例接近,都表现为叶>枝>杂物,其中,叶的变化范围为1577.70-1788.07kg.hm~(-2),枝为434.30~484.30kg.hm~(-2),皮为7.30-8.57kg.hm~(-2),果实为26.87~556.07kg.hm~(-2),杂物为120.80~172.23kg.hm~(-2),枯叶在凋落物中占有绝对优势,为68.86%到73.66%。 2) 凋落物叶中平均N的浓度,N3处理比N0处理高1.82g.kg~(-1),说明高N处理增加了杉木针叶中的N含量;P在凋落物叶中,各处理在1-3月差异显著,在处理初期增加N浓度能减少P浓度的变化。P在枝中的浓度,NO处理比其他处理的要高,但各处理间差异不显著。增加N处理对凋落物中Ca浓度没太大的影响,但能增加Mg的浓度。 3) 各处理凋落物中5种养分元素(N、P、K、Ca、Mg)的归还总量分别是:N0为21.87kg.hm~(-2)、N1为22.48kg.hm~(-2)、N2为23.22kg.hm~(-2)、N3为26.88kg.hm~(-2),归还量顺序为:N3>N2>N1>N0,表现出随着N处理水平增加而呈增加的趋势。 4) 不同的N处理,凋落物分解50%和95%所需时间相差不显著。各种处理t_(0.5)的变化幅度为4.2813~5.165a;t_(0.95)的变化幅度为18.5036~22.3229a。 5) 收集器中凋落物叶和分解带中凋落物叶N的浓度相似,各处理间差异很大。P、K浓度从5月份开始各处理变化幅度不大,变化趋势相同。不同处理P、K浓度总的变化趋势没有变,且各月份间无差异,这说明,不同的N处理对P、K的分解没有影响。Ca浓度在NO处理中,各个月份中都处在最低,说明经过N处理能增加凋落物中Ca浓度。 6) N的残留率,NO处理的相对残留率在各月份一直比其它处理要小,且相对


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