千年桐林分凋落物及其叶分解动态研究

【摘要】： 森林凋落物既是林木自身的代谢产物,又是森林土壤养分的重要来源,在养分循环中是连接植物与土壤的纽带,在森林生态系统养分循环中发挥着重要的作用。凋落物的积累与分解一直都被认为是控制植被结构和生态系统功能的一个复杂、重要因素。因而,森林凋落物的研究,也主要集中于凋落量和凋落物分解这两个方面。本研究选择福州闽侯桐口国有林场的千年桐人工林为研究对象,对林分凋落量动态、凋落物养分含量动态、叶分解过程失重率、养分释放等方面进行为期1年的收集、观察、测定与分析,对凋落物持水性能和土壤酶活性进行取样分析,结果表明: 1.千年桐林分凋落物月变化趋势基本呈单调递增型。2～4月千年桐林分的凋落物数量较少,三个月的凋落物总和为1.247t/hm2,仅为全年凋落物总量的2.15%。凋落高峰主要出现在秋冬季节,10～12月凋落物量为43.95t/hm2,占全年凋落物总量的75.68%。 2.凋落物养分含量的顺序为有机CNCaKMgPMnNaZn。有机C含量主要呈双峰变化模式。峰值出现在3月(432.52g/kg)和6月(414.06g/kg)。N元素和K元素大致呈单峰变化,峰值分别出现在6月(19.34g/kg)和4月(7.96g/kg)。P元素含量的峰值主要出现在春末夏初,即5～7月,而这个时期却是Ca元素含量的低谷期。Mg元素含量在4月份之后基本呈现逐步递增趋势,到10月达到最高1.7835g/kg。Mn, Na和Zn元素的含量很少,均未达到1g/kg。这三种元素含量的变化规律并不明显,其最高值分别出现在11月(0.7052g/kg),6月(0.3638g/kg)和10月(0.0654g/kg)。 3.凋落物持水性能方面,凋落物浸泡8h内持水量增长较为迅速, 8-12h增长缓慢,浸泡12-16h时,其持水量趋于饱和。持水率基本与其持水量的变化趋势保持一致。样地1到样地5的凋落物最大持水量分别为自身质量的1.89倍、2.03倍、1.77倍、2.02倍和1.96倍。 4.凋落物的残留率排序为:模式EADCB。模式A:千年桐叶100%,模式B:毛竹叶100%,模式C:千年桐叶50%+毛竹叶50%,模式D:千年桐叶75%+毛竹叶25%,模式E:千年桐叶80%+毛竹叶20%。100%毛竹叶分解的速度最快,残留率仅为10.97%,当千年桐叶和毛竹叶各占50%时,分解速度相对也比较快,残留率为14.38%,千年桐叶和毛竹叶的比例为3:1时,1年后还有22.53%尚未分解,千年桐叶和毛竹叶的比例为4:1时分解较慢。五种模式的月失重率变化各异,A、B模式大致呈现出慢-快-慢的节奏,C模式的节奏规律不明显,D模式和E模式呈现单调递增,逐步加快的分解节奏。 5.分解一年后,五种模式的有机C含量大小为:CDAEB;N含量大小为:DAEBC;P含量大小为CBADE。Ca含量变化,除了A模式呈现波动变化外,其余模式基本呈现单峰变化。五种模式Ca含量的峰值集中在分解初期3-6月份,最低值集中在分解末期11-1月。五种分解模式K含量最高值均出现在分解初期,而后K元素大量释放,其后又出现富集—释放模式。Mg含量除了B模式呈双峰波动外,其他模式大致呈递减趋势,分解1年后的Mg含量较分解初期均有明显减少。Na含量基本呈明显的单峰变化,但峰值所在的月份各异。Mn含量变化呈现复杂波动,并无明显规律可循。Zn含量在分解初期基本处于0.04～0.08g/kg之间,到了7月份出现一个高潮,其后不同模式呈现或释放或富集的变化。 6.无埋藏凋落物的自然土壤中各土层蔗糖酶浓度明显比埋藏全比例千年桐凋落物地的浓度低。埋藏全比例竹叶凋落物的各土层中蔗糖酶浓度都明显较自然土层低。在不同比例混合的千年桐与竹叶凋落物土壤中,蔗糖酶活性在5～10cm深度处形成一个较强的酶活区。过氧化氢酶活性的空间差异不显著,变幅很小,活性值变化范围仅在0.11～0.65mg/(g·20min)之间。从水平方向来看,各类型埋藏凋落物土层中5-10cm区域过氧化氢酶活性较高,过氧化氢酶的释放和积累也最多,活性较强。10～20cm土层的过氧化氢酶活性最低。