不同比例凋落物的分解動(dòng)態(tài)變化研究

陳志鋒

(福建省南安市林業(yè)局，福建 南安 362300)

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不同比例凋落物的分解動(dòng)態(tài)變化研究

陳志鋒

(福建省南安市林業(yè)局，福建 南安 362300)

為分析凋落葉多樣性對(duì)凋落物不同分解階段分解量及分解速率的影響，采用將不同混合比例的凋落物裝入分解尼龍網(wǎng)袋的方法，進(jìn)行了野外分解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：在不同分解階段，純杉木凋落葉的分解量均較低，這表明單一凋落葉組成可能不利于凋落葉的分解。同時(shí)，從凋落葉的分解速率來(lái)看，純杉木凋落葉在分解初期的分解速率較差，隨著分解時(shí)間的增加，杉木+馬尾松凋落葉的分解速率則較差。

凋落物分解；動(dòng)態(tài)變化；杉木

1　引言

凋落物作為森林生態(tài)系統(tǒng)中連接土壤和地表植被的重要“紐帶”，具有保持土壤水分和肥力功效，在森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)中也有著重要作用[1，2]。從目前科研工作者關(guān)于凋落物的研究成果來(lái)看，主要是從不同類型森林生態(tài)系統(tǒng)的凋落物產(chǎn)量、養(yǎng)分含量及不同季節(jié)凋落物養(yǎng)分的歸還量等方面入手[3，4]。如春敏莉等以湖北神農(nóng)架巴山冷杉天然林為研究對(duì)象，通過(guò)分析比較凋落物養(yǎng)分元素含量及歸還量的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)凋落葉的歸還量，遠(yuǎn)高于凋落物其余組分[5]。

杉木(Cunninghamialanceolate)是我國(guó)南方林業(yè)重要的速生用材樹種之一，在亞熱帶的自然分布和人工栽植面積都很廣闊。但長(zhǎng)期以來(lái)由于杉木自身生長(zhǎng)特征及傳統(tǒng)針葉化、純林化的營(yíng)林模式，造成諸如水土流失、生物多樣性下降和抵御病蟲害能力弱等一系列生態(tài)問(wèn)題。本文通過(guò)混合不同比例凋落葉，并在野外布設(shè)分解袋的方法，以期從凋落葉多樣性的層面分析出可作為杉木人工林的最佳混交樹種，從而為解決杉木人工林生物多樣性下降、水土流失和森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降等一系列生態(tài)問(wèn)題提供理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。

2　實(shí)驗(yàn)地自然概況

實(shí)驗(yàn)地設(shè)在福建南安市眉山鄉(xiāng)，位于東經(jīng)118.39°，北緯24.96°，四季氣溫舒適，光照充足。試驗(yàn)林為杉木人工林，林下植被主要以芒萁、蕨類等。在2015年5月在杉木人工林內(nèi)隨機(jī)設(shè)置3個(gè)20 m×20 m的固定樣地，樣地基本信息如表1。

表1　樣地基本信息

3　研究方法

本文以杉木凋落葉為本底，并混合不同比例新鮮未分解的木荷、馬尾松、楠木凋落葉為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。在樣地內(nèi)選取分解小區(qū)，去除地表活體植物和凋落物后，將裝有不同比例凋落物尼龍分解袋(規(guī)格為20 cm×20 cm)放置到分解小區(qū)中。實(shí)驗(yàn)共設(shè)置一個(gè)純杉木凋落物對(duì)照(第Ⅰ組杉木(40 g)和7個(gè)處理，具體如下：第Ⅱ組(杉木(20 g)+木荷(20 g))、第Ⅲ組(杉木(20 g)+馬尾松(20 g))、第Ⅳ組(杉木(20 g)+楠木(20 g))、第Ⅴ組(杉木(20 g)+木荷(10g)+馬尾松(10 g))、第Ⅵ組(杉木(20 g)+木荷(10 g)+楠木(10 g))、第Ⅶ組(杉木(20 g)+馬尾松(10 g)+楠木(10 g))、第Ⅷ組(杉木(10 g)+木荷(10 g)+馬尾松(10 g)+楠木(10 g))，每個(gè)處理重復(fù)3次。樣品分別在布設(shè)的第100 d、181 d、267 d和354 d采用破壞式采樣采集樣品并帶回室內(nèi)，去除分解袋表面泥土、石子等雜物后進(jìn)行風(fēng)干并稱取凋落物殘留量。

4　結(jié)果與分析

4.1不同比例凋落葉歸還量的動(dòng)態(tài)變化

從圖1可以看出，隨著分解天數(shù)的增加，不同比例凋落葉的失重量均呈上升的趨勢(shì)。從分解的第100 d來(lái)看，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷、杉木+木荷+馬尾松+楠木和杉木+楠木的凋落葉；從分解的第181 d來(lái)看，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+楠木、杉木+木荷+楠木和杉木+木荷的凋落葉；從分解的第267 d來(lái)看，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+楠木、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷和杉木+木荷+楠木的凋落葉；而從分解的第354d而言，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷+楠木、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+楠木和杉木+木荷的凋落葉。總體上看，在分解的第100 d、181 d、267 d和354 d，杉木凋落葉存留的生物量均高于其余7種處理。

圖1　不同比例凋落物失重量的動(dòng)態(tài)變化

4.2不同比例凋落葉分解速率的動(dòng)態(tài)變化

從圖2可知，不同比例凋落物在分解初期的分解速率在6.5%至9.1%間，隨著分解時(shí)間的增加，凋落葉的分解速率呈現(xiàn)先升后降的規(guī)律。從分解的第100 d來(lái)看，杉木凋落葉的分解速率較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷、杉木+木荷+馬尾松+楠木和杉木+楠木的凋落葉；從分解的第181 d來(lái)看，杉木凋落葉的分解速率最低，其次從低到高依次為杉木+木荷+馬尾松、杉木+馬尾松+楠木、杉木+楠木、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+木荷的凋落葉；從分解的第267 d而言，杉木+馬尾松凋落葉的分解速率較低，其次從低到高依次為杉木+楠木、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木、杉木+木荷、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木的凋落葉；而分解的第354 d來(lái)看，杉木+馬尾松凋落葉的分解速率較低，其次從低到高依次為杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+木荷和杉木+楠木的凋落葉。

5　結(jié)論

從本文的研究結(jié)果來(lái)看，在不同的分解階段，杉木凋落葉的失重量均低于以杉木凋落葉為本底，并混合不同比例凋落葉的處理。這表明從凋落葉多樣性的層面來(lái)看，凋落葉組成的多樣化有利于凋落葉的分解，有助于促進(jìn)養(yǎng)分的歸還，從而保持土壤的肥力。而從混合不同比例凋落葉的失重量來(lái)看，在分解初期，杉木+楠木的凋落葉失重量雖然最大，但隨著分解時(shí)間的增加，在分解的第181 d、267 d及354 d，失重量最大的則分別為杉木+木荷、杉木+木荷+楠木和杉木+木荷的凋落葉。另一方面，從各分解階段不同處理凋落葉的分解速率而言，各凋落葉的分解速率呈現(xiàn)先升后降的規(guī)律。且在分解的第100 d和181 d純杉木凋落葉的分解速率較差。隨著分解時(shí)間的增加，在分解第267 d和354 d，分解速率較差的則均為杉木+馬尾松。

圖2不同比例凋落葉分解速率的動(dòng)態(tài)變化

從凋落葉的層面來(lái)看，通過(guò)營(yíng)造混交林從而增加杉木人工林的生物多樣性，對(duì)提高杉木人工林凋落葉的多樣性、加快凋落物的分解量，促進(jìn)養(yǎng)分的歸還、保持土壤的肥力具有重要的實(shí)踐價(jià)值。但馬尾松、楠木、木荷哪個(gè)樹種為杉木混交林的最佳選擇？是否還存在其它樹種進(jìn)行混交林的營(yíng)造？這一系列的科學(xué)問(wèn)題還有待于后續(xù)學(xué)者提供新的研究依據(jù)。

[1]榮俊東，王新屯，郭喜軍，等.沿海沙地吊絲竹林凋落物及養(yǎng)分動(dòng)態(tài)研究[J].福建林業(yè)科技，2007，34(4)：59～62.

[2]盧立華，蔡道雄，賈宏炎，等.南亞熱帶7種林分凋落葉養(yǎng)分含量的年動(dòng)態(tài)變化[J].林業(yè)科學(xué)，2009，45(4)：1～6.

[3]何帆，王得祥，雷瑞德，等.秦嶺林區(qū)主要樹種葉片凋落物性質(zhì)的研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23(4)：30～33.

[4]春敏莉，謝宗強(qiáng)，趙常明，等.神農(nóng)架巴山冷杉天然林凋落量及養(yǎng)分特征 [J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，33(3)：492～498.

[5]萬(wàn)猛，田大倫，樊巍，等.豫東平原楊-農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)凋落物的數(shù)量、組成及其動(dòng)態(tài) [J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009， 29(5)：2507～2513.

Study on the Dynamics Changes of Litter Decomposition in Different Proportions

Chen Zhifeng

(ForestryBureauofNan'anCity,Nan'an,Fujian352300,China)

Toanalyze the influence of diversity of litter leaf on different decomposition stages and rates, weadopted the method of mixing different proportions of litter into the nylon bag for field decomposition experiment. The results showed that: in different decomposition stages, pure litter decomposition rate of Cunninghamia lanceolatewas low, suggesting that the composition of single litter leaf might not be conducive to the decomposition of litter leaf. On the other side, for the litter leaf decomposition rate, the rate of pure Cunninghamia lanceolate litter in the initial stage of decomposition was poor, and with the increase of the decomposition time, decomposition rate of Cunninghamia lanceolate and Masson pine litter leaf was poor.

litter decomposition; dynamics changes; Cunninghamia lanceolate

2016-07-08

陳志鋒(1982—)，男，助理工程師，主要從事營(yíng)林、森林資源管理工作。

S791

A

1674-9944(2016)15-0043-02