模拟氮沉降对杉木人工林凋落物及其分解过程的影响

【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