合肥市蜀山森林公園森林凋落物研究.pdf

1、凋落物是森林碳庫的重要組成部分，是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)之一，對森林系統(tǒng)養(yǎng)分良性循環(huán)有重要意義，同是與二氧化碳濃度增加導(dǎo)致的全球變化密切相關(guān)。本文通過研究合肥市主要生態(tài)公益林之一的蜀山森林公園凋落物，四種林型凋落物地表存量和養(yǎng)分含量、分解速率和養(yǎng)分歸還量以及凋落物內(nèi)N濃度、P濃度、K濃度、C/N、C/P變化趨勢來揭示森林生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)和碳循環(huán)過程。 研究表明，不同林型地表凋落物存量存在明顯差異，最大的14000kg/

2、hm<'2>，最小的為8500kg/hm<'2>，前者是后者的1.6倍。以凋落葉為例，在四種林型中所占百分比表現(xiàn)為，麻櫟林>闊葉混交林>針葉闊葉混交林>楓香林；凋落葉和枝占地表凋落總量的絕大部分。各組分在地表凋落量所占百分比表現(xiàn)的規(guī)律基本一致，葉>枝>生殖器官>雜物。經(jīng)過估算，針葉闊葉混交林的凋落物現(xiàn)存量為10400kg/hm<'2>，闊葉混交林為9300kg/hm<'2>，麻櫟純林為14000kg/hm<'2>，楓香純林為8400kg

3、/hm<'2>。大蜀山森林公園成片林區(qū)凋落物現(xiàn)存量總量為4314620kg，平均為9873kg/hm<'2>，地表凋落物量的養(yǎng)分有機(jī)碳C、全N、全P、和全K平均含量分別為469.3g/kg、12.7g/kg、0.6g/kg和4.4g/kg。初步得到大蜀山森林公園森林凋落物中的養(yǎng)分含量，其中有機(jī)碳C含量約為2027871.4kg，全N約為54920.8kg，全P約為2398.9kg全K約為18889.4kg。 對四種林型年凋落物研

4、究發(fā)現(xiàn)，凋落葉和枝占凋落總量的絕大部分，所占百分比在85％-92％之間，表現(xiàn)出凋落葉>枝>生殖器官>雜物(或雜物>生殖器官)的組成特征。蜀山森林公園年凋落總量約為3830102kg，平均年凋落量約為8765kg/hm<'2>。其中楓香林為10796 kg·hm<'-2>·a<'-1>，麻櫟林的為9623 kg·hm<'-2>·a<'-1>，闊葉混交林的為9757kg·hm<'-2>·a<'-1>，針葉闊葉混交林的為7588 kg·hm<

5、'-2>·a<'-1>。不同林型的年凋落物量差異是顯著的，最大的是最小的1.4倍，因此計(jì)算一個(gè)地區(qū)的森林年凋落量時(shí)，按林型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)是必要的，否則研究結(jié)果就會(huì)存在顯著誤差。四種林型的凋落節(jié)律表現(xiàn)出一致的規(guī)律，出現(xiàn)兩次凋落高峰，且第一次峰值比第二次低。對凋落節(jié)律作方差分析的結(jié)果顯示，樣品的整體差異是極其顯著的，時(shí)間和森林類型對凋落節(jié)律影響也是極其顯著的。 通過對四種林型凋落物的分解速率作方差分析表明時(shí)間對凋落物分解速率影響是極顯著的

6、，而森林林型對凋落物分解的影響也是顯著的。凋落物分解50％需時(shí)間分別為337，525，365，742d；分解95％需要時(shí)間為1.3，3.8，6.0，8.6a。 四種林型凋落物內(nèi)的碳、N、P、K、C/N、C/P比隨著分解的進(jìn)行呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，C濃度都有降低，但是下降幅度不大。N濃度隨分解的進(jìn)行變化趨勢相同，表現(xiàn)為緩慢遞增—遞減—迅速遞增，經(jīng)過一年的分解，N濃度都有所增加，但是N濃度變化的百分率存在差異；P濃度隨分解的進(jìn)行都表現(xiàn)出

7、波動(dòng)性，而麻櫟林與針闊混林波動(dòng)幅度大，另兩種林型波動(dòng)幅度小，但是一年后，P濃度都有增加。楓香林和麻櫟林凋落物中的K濃度的變化趨勢一致：緩慢下降—緩慢增加，闊葉混林凋落物的K濃度表現(xiàn)為緩慢下降，而針闊混林凋落物的K濃度表現(xiàn)出波動(dòng)的趨勢，凋落物的K濃度經(jīng)過一年的分解有明顯的下降。但是四種林型養(yǎng)分隨分解的進(jìn)行變化趨勢表明，混交林并未表現(xiàn)出混交的效應(yīng)。凋落物的C/N隨分解的進(jìn)行變化趨勢顯示基本一致：緩慢降低—增加—快速下降，但隨著分解的進(jìn)行，一

8、年后C/N值都下降了。而凋落物分解速率變化趨勢是慢—快—慢，因此C/N比的變化趨勢與分解速率的變化是非常耦合的；楓香林和闊葉混林的C/P比變化趨勢基本一致，升降很平緩，呈現(xiàn)出緩慢降低趨勢；而另兩種林型凋落物的C/P比波動(dòng)較大，整體上，這兩種林型凋落物表現(xiàn)出升高—下降的趨勢。經(jīng)一年分解后，其C/P比都有下降。但并表現(xiàn)出混交林的混交效應(yīng)。經(jīng)過計(jì)算，楓香林凋落物 N 歸還量約為 55.05kg·hm<'-2>·a<'-1>，麻櫟林約為29.0

9、6kg·hm<'-2>·a<'-1>，闊葉混林約為27.62kg·hm<'-2>·a<'-1>，針闊混林約為15.69kg·hm<'-2>·a<'-1>。據(jù)此初步估算大蜀山森林凋落物的年釋放養(yǎng)分總量，N 約為13920.08kg、P約為988.69kg、K約為10914.94kg和C為893667.70kg。因此說明凋落物為森林持續(xù)、健康發(fā)展提供了大量養(yǎng)分，在森林系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中扮演一個(gè)重要角色。 結(jié)果表明，土壤呼吸速率與土壤的C

10、/N，土壤地表溫度，土壤有機(jī)質(zhì)，50cm高空氣相對濕度，50cm高大氣溫度存在極顯著的關(guān)系，而與土壤含水量不相關(guān)，所以土壤呼吸速率受諸多因子的影響，是諸多因素共同作用的結(jié)果。以楓香林為例，土壤呼吸速率在4個(gè)季節(jié)分別為0.3323g·m<'-2>·min<'-1>，0.7613g·m<'-2>·min<'-1>，0.4903g·m<'-2>·min<'-1>，0.3334g·m<'-2>·min<'-1>，全年平均為0.4681g·m<'