山楊和白樺天然林凋落物周轉(zhuǎn)比較

白洪昌

(黑山縣林業(yè)局，遼寧 錦州 121400)

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山楊和白樺天然林凋落物周轉(zhuǎn)比較

白洪昌

(黑山縣林業(yè)局，遼寧 錦州 121400)

摘要通過對帽兒山白樺和山楊天然次生林凋落物產(chǎn)量、林地枯落物現(xiàn)存量及其周轉(zhuǎn)時間進(jìn)行研究，結(jié)果表明：(1)白樺林和山楊林的年凋落量分別為435 g?m-2和464 g?m-2，兩種林型凋落物的主要組分均為葉，占60%以上，其次為枝和碎屑，繁殖器官最少；(2)白樺林總枯落物現(xiàn)存量為1 421 g?m-2，林地枯落物、小枝、未分解層和半分解層現(xiàn)存量各占1/3；山楊林總枯落物現(xiàn)存量為1 647 g?m-2，林地枯落物小枝、未分解層和半分解層現(xiàn)存量比例分別為25%、45%和30%；(3)白樺林小枝、葉、碎屑周轉(zhuǎn)時間分別為17.4 a、1.6 a和8.1 a；山楊林小枝、葉、碎屑周轉(zhuǎn)時間分別為6.9 a、12.5 a和11.5 a，白樺和山楊林總體周轉(zhuǎn)時間接近，分別為3.3 a和3.5 a。

關(guān)鍵詞山楊；白樺；天然林；森林凋落物

森林凋落物也稱枯落物或有機(jī)碎屑，具體包括林內(nèi)喬木和灌木的枯葉、枯枝、落皮和繁殖器官；野生動物的殘骸及代謝產(chǎn)物；林下枯死的草本植物和枯死的樹根。凋落物是森林生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分歸還的主要途徑之一。它對于維護(hù)土壤肥力，促進(jìn)林木生長，保持森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)的生物循環(huán)和養(yǎng)分平衡，都起著重要的作用。了解陸地生態(tài)系統(tǒng)地上枯落物的累積和分解過程對認(rèn)識它的生態(tài)作用，通過管理地上枯落物調(diào)控陸地生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)有重要意義。凋落物量研究包括對凋落物產(chǎn)量(簡稱為凋落物量)和凋落物積累量(或稱枯落物現(xiàn)存量)及其周轉(zhuǎn)。

帽兒山地區(qū)是保護(hù)較為完好的天然次生林區(qū)，目前已經(jīng)就主要林型的年凋落量、物種組成、季節(jié)動態(tài)、養(yǎng)分歸還量和分解速率做了較為深入的研究。關(guān)于凋落量的研究多集中在季節(jié)變化[3-5]和空間變異方面，凋落物分解的也很多，但對凋落物周轉(zhuǎn)的研究還不多見。本研究選擇白樺和山楊天然次生林兩個樣地，研究了凋落物產(chǎn)量、林地枯落物現(xiàn)存量及其周轉(zhuǎn)時間，有利于了解森林經(jīng)營方式對土壤肥力的影響和林地生產(chǎn)力的維持機(jī)制。

1研究地概況和研究方法

1.1研究地概況

東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場，地理坐標(biāo)為45°20′—45°25′ N、127°30′—127°34′ E。該地區(qū)年平均氣溫2.8 ℃，1月平均溫度-19.6 ℃，7月平均氣溫20.9 ℃。土壤為典型暗棕壤。

1.2研究方法

設(shè)置2塊20 m × 30 m樣地，其中一塊為白樺林，另一塊為山楊林，平均胸徑分別為6.29 cm和10.43 cm，密度分別為5 067株 hm-2和2 483株 hm-2。參照梁濤試驗(yàn)方法每個樣地對角線設(shè)置5個1 m × 1m的凋落物收集器，每月收集1次。收集的凋落物帶回實(shí)驗(yàn)室，分為葉、小枝、繁殖器官和碎屑各組分，并烘干稱取質(zhì)量。2009年5月初，收集林地0.5 m × 0.5 m枯落物，5個重復(fù)，分為小枝、未分解層、半分解層，烘干稱取質(zhì)量。

2結(jié)果與分析

2.1白樺林和山楊林凋落物組成

白樺林和山楊林的年凋落量非常接近，分別為435 g m-2和464 g m-2(表1)，兩種林型凋落物的主要組分均為葉，占60%以上，其次為枝和碎屑，繁殖器官很少(≤4%)，這與上述東北地區(qū)的研究結(jié)果一致[3,6]。

表1　凋落物數(shù)量及組成　gm-2

表1　凋落物數(shù)量及組成　gm-2

林型葉小枝繁殖器官碎屑總計白樺林296(68%)28(6%)18(4%)39(9%)435(100%)山楊林299(64%)59(13%)3(1%)41(9%)464(100%)

括號內(nèi)數(shù)字為占總凋落量的百分比

2.2白樺林和山楊枯落物現(xiàn)存量及組成

白樺林總枯落物現(xiàn)存量為1 421 g m-2，枯落物小枝、未分解層和半分解層現(xiàn)存量接近，各占1/3(表2)；山楊林總枯落物現(xiàn)存量為1 647 g m-2，比白樺林高226 g m-2；山楊林地枯落物小枝現(xiàn)存量為407 g m-2，略低于白樺林，比例降低至25%；未分解層現(xiàn)存量為736 g m-2，是白樺的1.6倍，比例也上升至45%。

表2　林地枯落物現(xiàn)存量及其組成　gm-2

表2　林地枯落物現(xiàn)存量及其組成　gm-2

林型小枝未分解層半分解層總計白樺林487(34%)469(33%)465(33%)1421(100%)山楊林407(25%)736(45%)504(30%)1647(100%)

括號內(nèi)數(shù)字為占總凋落量的百分比

2.3白樺林和山楊林凋落物周轉(zhuǎn)時間

考慮繁殖器官比較小，將凋落物的繁殖器官和碎屑合并成碎屑1個組分，分別計算出小枝、葉和碎屑的周轉(zhuǎn)時間(表3)。白樺林小枝周轉(zhuǎn)時間長達(dá)17.4 a，是山楊林小枝周轉(zhuǎn)時間的2.5倍，而山楊葉周轉(zhuǎn)時間是2.5 a，是白樺的1.6倍，碎屑為白樺的1.4倍，而白樺林和山楊林總體周轉(zhuǎn)時間分別為3.3 a和3.5 a。3個組分之間的差異相互抵消，導(dǎo)致兩種林型的林地枯落物整體周轉(zhuǎn)時間接近。

表3　林地枯落物周轉(zhuǎn)時間　a

3結(jié)論與討論

凋落物是森林碳庫的重要組成部分，也是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，研究森林凋落物對了解森林生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán)過程是非常重要的。

本文研究了白樺和山楊天然次生林凋落物產(chǎn)量、林地枯落物現(xiàn)存量及其周轉(zhuǎn)時間，結(jié)果表明白樺林和山楊林的年凋落量十分接近，分別為435 gm-2和464 gm-2，兩種林型凋落物的主要組分均為葉，其次為枝和碎屑，繁殖器官最少，這與張東來[10]等對山楊林的研究結(jié)果(427 gm-2)和張成林[11]等對白樺林的研究結(jié)果(399 gm-2)接近，但高于侯玲玲等對小興安嶺的白樺林(304 gm-2)和山楊林(326 gm-2)的研究結(jié)果，符合張新平等的空間格局。

對枯落物現(xiàn)存量的分析表明：白樺林總枯落物現(xiàn)存量為1 421 gm-2，林地枯落物、小枝、未分解層和半分解層現(xiàn)存量各占1/3；山楊林總枯落物現(xiàn)存量為1 647 gm-2，林地枯落物小枝、未分解層和半分解層現(xiàn)存量比例分別為25%、 45%和30%；未分解層和半分解層現(xiàn)存量明顯大于吉林延邊地區(qū)的天然林(467～513 gm-2)。

對凋落物的周轉(zhuǎn)時間研究表明：白樺林小枝、葉、碎屑周轉(zhuǎn)時間分別為17.4 a、1.6 a和8.1 a；山楊林小枝、葉、碎屑周轉(zhuǎn)時間分別為6.9 a、12.5 a和11.5 a，白樺和山楊林總體周轉(zhuǎn)時間接近，分別為3.3和3.5 a。

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Comparison on Turnover of Litter for Natural Forest ofPopulusdavidianaandBetulaplatyphylla

Bai Hongchang

(Bureau of Forestry in Heishan County,Liaoning Province,Jinzhou 121400,China)

AbstractLitter yield,standing crop of forest litters and turnover time of Populus davidiana & tula platyphylla in Maoer mountain were studied.Result shows that (1) the amount of annual litter of Betula platyphylla & Populus davidiana is 435 & 464 g?m-2,the main component of two types of forest leaf litter are more than 60 percent,followed by branches and debris,reproductive organs minimum;(2) the standing crop of total litter for Betula platyphylla forest is 1 421g?m-2,forest litter,twigs,undercomposed layer and the layer of semi-decomposed biomass constituted 1/3;the standing crop of total litter of Populus davidiana is 1 647 g?m-2,forest litter of twigs are not decomposed layer and the layer of semi-decomposed biomass ratio is 25%,45% and 30%,respecticely;(3) turnaround time of twig,leaves,debris for Betula platyphylla is 17.4 a,1.6 a and 8.1 a;twigs,leaves,debris turnaround time of Populus davidiana is 6.9 a,12.5 a & 11.5 a.The total turnover time of Betula platyphylla & Populus davidiana is so near,being 3.3 & 3.5 a.

Key wordsPopulus davidiana;Betula platyphylla;natural forest;forest litter

文章編號：1005-5215(2016)07-0021-02

收稿日期：2016-05-04

作者簡介：白洪昌(1968-)，男，遼寧建平人，大專，工程師，現(xiàn)從事山地植被保護(hù)與修復(fù)工作.

中圖分類號：S792.153

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.005