集安地區(qū)各類林木中N含量的比較

李友安 韓再超 郭彥林 魏來(lái) 王萬(wàn)峰

[摘 要] 集安市林業(yè)局所屬轄區(qū)內(nèi)林木固氮量每年共計(jì)積累534噸其中固氮最多的林分為闊葉混交林，固氮量為386噸，超過(guò)了其他樹種年固氮量個(gè)總和，僅次于闊葉混交林固氮量的是柞樹，柞樹每年的固氮量為67噸，僅次于柞樹的是落葉松，約為47噸，三者約占森林總固氮量的93.6%，是集安地區(qū)森林固氮的主體。

[關(guān)鍵詞] 集安 樣地 含氮量 森林固氮

[中圖分類號(hào)] S7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2014）01-0103-01

氮是組成生物體的重要成分，氮主要通過(guò)蛋白質(zhì)和核酸作用于生命體，因此是所有生命延續(xù)的前提， 同時(shí)氮素循環(huán)及其有效性也直接關(guān)系到生物有機(jī)體蛋白質(zhì)與核酸的合成， 乃至整個(gè)生物體的生長(zhǎng)發(fā)育。隨著人口增長(zhǎng)、化石燃料消費(fèi)的增加以及人類對(duì)工業(yè)化肥的依賴日益增加， 將導(dǎo)致氮的輸入持續(xù)增加[1]。本文把集安轄區(qū)內(nèi)有代表性森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象， 進(jìn)行所屬區(qū)域內(nèi)的多種林木根、莖、葉中N含量進(jìn)行測(cè)定，對(duì)集安地區(qū)各種林木N元素積累情況對(duì)比研究，為今后集安地區(qū)N循環(huán)研究奠定基礎(chǔ)[2-3]。

一、研究地概況

集安市隸屬于吉林省通化市，為縣級(jí)市，位于吉林省東南部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)125°34′33″～126°32′48″，北緯40°52′7″～41°35′18″。集安市以老嶺為界，嶺南為丘陵、溝谷地帶，溝壑縱橫，山地坡度較陡峭；嶺北為低山寬谷地帶；嶺上位于市域中部，是老嶺山脈的核心區(qū)，地貌以高、中山為主，海拔在600～l516m之間。三個(gè)地貌區(qū)地貌類型差異明顯，奠定了集安市土地利用的基本格局[4]。

二、研究方法

1.野外調(diào)查方法

在集安市林業(yè)局管轄區(qū)內(nèi)，分別選擇有代表性區(qū)域設(shè)置五塊樣地，對(duì)集安市森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)植物中含N量進(jìn)行抽樣調(diào)查。

1.1植物樣品的采集

根據(jù)集安市主要森林類型的分布情況，在林班中選擇有代表性的小班設(shè)置樣地，樣地面積 20m×30m；對(duì)樣地內(nèi)的木本植物進(jìn)行每木檢尺，根據(jù)每木檢尺后的各種喬木胸徑求算術(shù)平均值，在樣地內(nèi)選擇主要組成樹種標(biāo)準(zhǔn)木3～5株；用砍刀和高枝剪分別在干部、冠部取一定重量的木質(zhì)部1袋（200g）及樹葉2袋（200g），用自封袋封好，貼好標(biāo)簽并記錄，以備測(cè)定N元素之用。

2.植物全氮（N）測(cè)定——消煮液中銨的定量（凱氏法）

植物樣品經(jīng)凱氏消煮、定容后，吸取部分（一般為10ml）消煮液堿化，使銨鹽轉(zhuǎn)變成氨，經(jīng)蒸餾，用H3BO3吸收，硼酸中吸收的氨可直接用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，以甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑指標(biāo)終點(diǎn)。

三、計(jì)算方法

計(jì)算公式：ω（N）%=c（V-V0）×0.014×D×100/m

式中：ω（N）：植物全氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；c：酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/l；V：滴定試樣所用的酸標(biāo)準(zhǔn)液體積，ml；V0：滴定空白所用的酸標(biāo)準(zhǔn)液，ml；0.014：N的摩爾質(zhì)量，kg/mol；D：分取倍數(shù)（即消煮液定容體積V1/吸取測(cè)定的體積V2）

年固氮量的計(jì)算：根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知集安市林業(yè)局各樹種根、莖、葉中N含量，年固氮量按植物一年中所進(jìn)行光合作用的天數(shù)計(jì)，各種植物的光合作用時(shí)間在冬季為6～7h，夏季長(zhǎng)達(dá)10～11h，春秋季為l0h左右[6]，落葉闊葉樹平均取168.4天；針葉樹不盡相同。冬季取光合作用時(shí)間7h，夏季11h，春秋季l0h，可推測(cè)植物年固氮量。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用excell完成，圖像采用sigmaplot10.0完成。

四、結(jié)果與分析

表1-1 集安市森林年保氮量（見(jiàn)下表）

五、結(jié)論

由表1-1可以看出，集安市林業(yè)局所屬轄區(qū)內(nèi)林木固氮量很大，每年共計(jì)積累534噸，其中固氮最多的林分為闊葉混交林，固氮量為386噸，超過(guò)了其他樹種年固氮量個(gè)總和，闊葉混交林固氮能力強(qiáng)的主要原因是集安地區(qū)林相以闊葉混交為主，而同樣道理，僅次于闊葉混交林固氮量的是柞樹，柞樹每年的固氮量為67噸，超過(guò)了林分年固氮量的10%，這主要和集安地區(qū)獨(dú)特的山地地貌密切相關(guān)，柞樹屬于喜陽(yáng)樹種，所以集安地區(qū)山地陽(yáng)坡上多以柞樹為主，僅次于柞樹的是落葉松，約為47噸，落葉松和柞樹同屬于固氮能力較弱的樹種，但是由于落葉松作為集安地區(qū)過(guò)去幾十年的主要造林樹種，導(dǎo)致落葉松在集安地區(qū)面積相對(duì)較大，從而成為了主要的固氮樹種。

參考文獻(xiàn)

[1]劉萬(wàn)德等.云南普洱常綠闊葉林演替系列植物和土壤中C、N、P化學(xué)計(jì)量特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（23）：6581-6590.

[2]劉興詔等.南亞熱帶森林不同演替階段植物與土壤中N、P的化學(xué)計(jì)量特征[J]，植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，34（1）：64-71

[3] Vit ousek P M ， Mooney H A， Lubchenco J，et al. Human domination of earths ecosystems [ J ] . Science， 1997， 277：494- 499.

[4] 孫明晨.集安市人參用地綜合效益分析[D]，東北師范大學(xué)，；2009

第一作者簡(jiǎn)介：李友安，男，1986年12月生，漢族，吉林長(zhǎng)春人，林業(yè)助理工程師，現(xiàn)主要從事森林資源調(diào)查與森林經(jīng)營(yíng)管理工作。