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黔中地区几种喀斯特次生林凋落物生态功能研究

王庆玲  
【摘要】: 森林凋落物层是森林生态系统3个垂直结构上的主要功能层次之一,它不仅在涵蓄水源、阻延地表径流、抑制土壤水分蒸发、防止土壤溅蚀等方面发挥着重要的作用,而且它作为森林生态系统物质循环的中心环节,对维持森林肥力,促进森林生态系统正常的物质循环和资源的永续利用起着重大作用。喀斯特地区作为一种脆弱的生态系统,缺水少土是其典型的特点,因此凋落物的生态功能就显得尤为重要。本研究自2007年6月至2008年9月,选取黔中地区喀斯特地貌上的朴树女贞林、云贵鹅耳枥林、马尾松林和灌木林4种天然次生林为研究对象,对其凋落物储量、凋落量、凋落动态、持水性能、分解过程和养分归还等方面进行了系统研究,结果表明: (1)4种林分凋落物层的持水能力有一定差异。最大持水率的变化范围在221.50%~256.00%,大小顺序是云贵鹅耳枥林朴树女贞林灌木林马尾松林。凋落物层最大持水量变化范围为8.72×10~3 kg/hm~2~17.54×10~3kg/hm~2,有效拦蓄量的变化范围为5.99×10~3kg/hm~2~11.41×10~3kg/hm~2,有效拦蓄量和最大持水量的大小顺序表现出一致性,其顺序为马尾松林灌木林朴树女贞林云贵鹅耳枥林。 (2)在整个持水过程中,前2 h内各林分凋落物层持水作用较强,2h以后吸水速率迅速下降,尤其在6h以后,枯落物吸水速率极为缓慢。通过对4种不同林分凋落物持水量、吸水速率与浸水时间之间的关系进行回归分析,发现林下凋落物持水量、吸水速率与浸水时间分别存在以下关系:w=a ln t+b V=kt~n。 (3)4种林分凋落物层减少土壤蒸发的效应非常显著,4、5月份的平均日蒸发量比无凋落物覆盖的土壤减少13.6%~70.49%的水分蒸发。4种林分凋落物减流减沙、增加入渗的效应也很明显,其中朴树女贞林表现的效应最佳。 (4)4种林分间年凋落量差异很大,马尾松林的年凋落物量最高,达6.886x10~3kg/hm~2,其次为朴树女贞林(5.945×10~3kg/hm~2)和灌木林(4.928×10~3kg/hm~2),云贵鹅耳枥林最小,仅为3.958×10~3kg/hm~2。朴树女贞林和灌木林的凋落动态呈现出“双峰”模式,马尾松林大致成“三峰”型,而云贵鹅耳枥林一年中只出现一个高峰。 (5)由于凋落物量和养分含量的差异,该区4种林分凋落物养分年归还量表现出一定的差异,其大小顺序为:朴树女贞林马尾松林灌木林云贵鹅耳枥林。马尾松林养分归还的季节动态不明显,其它3种林分主要集中在秋季。 (6)4种林分凋落物各种营养元素年归还量存在一定差异,但是每种林分凋落物归还的5种营养元素的大小表现出一致性,即CaNKPMg,Ca的归还量最大,占养分归还量的50%以上。显示出喀斯特地貌上树种的营养Ca居首位。 (7)4种林分凋落叶的分解速率与时间均呈指数关系,凋落物的分解经历先快后慢2个阶段。不同林分凋落叶分解速率有所不同,朴树女贞林最大,云贵鹅耳枥林次之,灌木林和马尾松林相差不大。


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