杉木觀光木混交林凋落物和細(xì)根對地力作用研究.pdf

1、本文對福建林學(xué)院莘口教學(xué)林場1973年營造的杉木觀光木混交林(以下簡稱杉觀混交林)和杉木純林(對照)的凋落物數(shù)量、養(yǎng)分和能量歸還動態(tài)、細(xì)根數(shù)量、養(yǎng)分、能量和C動態(tài)、凋落物和細(xì)根分解過程及養(yǎng)分、能量、C釋放特點(diǎn)等進(jìn)行深入研究,并在此基礎(chǔ)上,對杉木觀光木混交林土壤肥力和群落凈生產(chǎn)力、營養(yǎng)元素循環(huán)、能量生態(tài)、C庫及C吸存能力等進(jìn)行系統(tǒng)研究,試圖揭示杉闊混交林的自我培肥地力機(jī)制,為實(shí)現(xiàn)杉木人工林的可持續(xù)經(jīng)營提供理論依據(jù).結(jié)果表明:杉觀混交林的3

2、年年均凋落物數(shù)量、N養(yǎng)分歸還量、能流量和C固定量分別為6.199t·hm<'-2>、49.267kg·hm<'-2>、12.74×10<'6>J·m<'-2>和2.974t·hm<'-2>,均較純林的為高,凋落物P養(yǎng)分歸還量為2.318kg·hm<'-2>,則與純林的相近.混交林和純林落葉在凋落物數(shù)量、養(yǎng)分、能量和C歸還量中均占約60﹪.混交林中杉木與純林杉木凋落物總量在一年中的3月、5月和10-12月出現(xiàn)峰值;觀光木凋落物總量則在5月

3、及8月出現(xiàn)峰值.混交林細(xì)根年均生物量現(xiàn)存量為4.537t·hm<'-2>,是杉木純林(3.602t·hm<'-2>)的1.26倍.混交林細(xì)根N、P養(yǎng)分現(xiàn)存量分別為40.312和2.714kg·hm<'-2>,分別是純林的1.4和1.6倍;細(xì)根能量現(xiàn)存量達(dá)8.982×10<'6>J·m<'-2>,是純林的1.26倍;細(xì)根C庫達(dá)2.192t·hm<'-2>,是純林的1.24倍.<0.5mm細(xì)根是細(xì)根干物質(zhì)、C、養(yǎng)分和能量庫的主體(占60﹪以

4、上).活細(xì)根現(xiàn)存量季節(jié)動態(tài)均表現(xiàn)為雙峰型(峰值為3月和9月),而死細(xì)根現(xiàn)存量季節(jié)動態(tài)則呈單谷型(低谷出現(xiàn)在3月或5月).混交林凋落物不同組分的分解速率大小順序為:觀葉>杉葉>杉枝,分解1年后的干重?fù)p失率分別為74.54﹪、56.31﹪和22.28﹪,杉葉和觀葉混合可加快分解.混交林群落的總年凈增量達(dá)9.899t·hm<'-2>·a<'-1>,是純林的1.15倍,其中喬術(shù)層的是純林的1.30倍.混交林和純林群落總凋落物分別為6.759t·

5、hm<'-2>和6.804t·hm<'-2>,其中混交林喬術(shù)層的是純林的1.05倍;混交林和純林細(xì)根枯死物年歸還量分別占相應(yīng)地上年凋落物量的35.66﹪和33.42﹪,喬木層枯死細(xì)根在群落細(xì)根年枯死量中占80﹪以上.混交林群落的年凈生產(chǎn)力達(dá)18.003t·hm<'-2>·a<'-1>,是純林群落的1.09倍,其中喬木層的凈生產(chǎn)力是純林的1.19倍.細(xì)根凈生產(chǎn)力分別為4.124和3.528t·hm<'-2>·a<'-1>,分別占各自群落凈

6、生產(chǎn)力的22.9﹪和20.9﹪.混交林群落的N、P總積累量達(dá)585.223kgIhm<'-2>和128.784kgIhm<'-2>,分別是純林群落的1.5倍和1.3倍.混交林群落N、P養(yǎng)分年歸還量達(dá)75.740和5.493kgIhm<'-2>,分別是杉木純林的113.0﹪和79.6﹪.混交林喬木層通過凋落物和枯死細(xì)根歸還N、P養(yǎng)分分別占總歸還量的76.8﹪和55.2﹪,其中枯死細(xì)根N、P養(yǎng)分歸還量分別是凋落物歸還量的42.9﹪和51.2

7、﹪;林下植被(枯落物和枯死細(xì)根)年歸還N、P養(yǎng)分量占總歸還量的14.8﹪和37.3﹪;降水淋溶N、P養(yǎng)分歸還量分別占總歸還量的8.4﹪和7.5﹪.混交林的N、P周轉(zhuǎn)期、循環(huán)系數(shù)均大于純林,但其N、P的富集率、利用系數(shù)卻低于純林,且其N的吸收系數(shù)略高于純林,P的吸收系數(shù)則低于純林.表明杉觀混交林的養(yǎng)分循環(huán)特點(diǎn)有利林地的地力維持,是一種較好的杉闊混交類型.混交林群落的能量現(xiàn)存量、年凈增量、歸還量和凈固定量分別是純林的1.26倍、1.15倍、

8、1.02倍和1.09倍,其中以喬木層的占大部分,林下植被雖然能量現(xiàn)存量僅占群落的很小一部分,而其能量年凈增量、歸還量和凈固定量卻占有一定比重.混交林0~20cm土壤的非毛管孔隙比純林的大3.68﹪,最大持水量、田間持水量和有效含水量分別比純林高出8.56﹪、4.92﹪和8.892﹪;0~20cm土層中大于0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量比純林增加了7.86﹪;結(jié)構(gòu)體破壞率為30.03﹪,比純林的降低了15.69﹪;土壤養(yǎng)分含量如有機(jī)質(zhì)、全

9、N、全P等也有不同幅度的升高.與純林相比,杉木觀光木混交后土壤有機(jī)碳和腐殖酸碳量增加,土壤胡敏酸(HA)含量、HA的E<,4>值提高,E<,4>/E<,6>值降低,土壤C/N值增大,0-20cm土層胡富比(HA/FA)升高.紫外-可見光譜、紅外吸收光譜表明,混交林和純林的土壤腐殖質(zhì)腐殖化程度均不高,相對而言,混交林土壤腐殖質(zhì)的縮合程度提高,芳香核原子團(tuán)增多,芳化度提高,腐殖質(zhì)的品質(zhì)較好,土壤熟化程度增大,土壤的理化性質(zhì)變好,供肥、保肥能