不同密度马尾松人工林凋落物及养分归还量的年变化特征

来源：华佗小知识

第30卷第5期南京林业大学学报(自然科学版)Vol.30,No.5　　　　2006年9月Sept.,2006　JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)

姚瑞玲1,2,丁贵杰13,王　胤1

(1.贵州大学造林生态研究所,贵州　贵阳　550025;2.南京林业大学森林资源与环境学院,江苏　南京　210037)

摘　要:在14年生的3种林分密度内,采用定期、定时、定点多样点收集器法,研究了林分凋落物及养分归还的年变化特征,结果表明:随着林分密度的增加,林分的年凋落物量为27451821～49111179kg/(hm2·a);凋落物中养分的年归还量分别为:氮151558～271374kg/(hm2·a)、磷11437～21900kg/(hm2·a)、钾

121393～251365kg/(hm2·a)、钙101850～221056kg/(hm2·a)、镁21487～31278kg/(hm2·a)。凋落物及

养分归还的季节动态变化趋势均为秋季最多,冬季以之夏季、春季最低,除镁外,各季节凋落物及养分归还量均随林分密度的增加而增加。

关键词:马尾松;人工林;枯落物;养分归还;年变化

中图分类号:S718　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-2006(2006)05-0083-04

TheAnnualVariationFeatureofLitterandNutrientRestitutioninDifferentDensityPinusmassonianaPlantationYAORui2ling1,2,DINGGui2jie1,WANGYin1

(1.CollegeofForestGuizhouUniversity,Guiyang550025,China;2.CollegeofForestResources

andEnvironmentNanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)

Abstract:Takingthemeasureofmanysamplingplots’collectorwhichwasperiodical,accu2rateandfix2spotted,thispaperdealswiththeannualvariationfeatureoflitterandnutrientrestitutioninthreekindsofdensitystandfrom142year2oldPinusmassoniana.Theresultsshowedthatwiththeincreasingofdensity,theannualamountoflitterfallwas27451821～49111179kg/(hm2·a)respectively.TheannualrestitutionamountofN,P,K,CaandMginlitterwas151558～271374kg/(hm2·a),11437～21900kg/(hm2·a),121393～251365kg/(hm2·a),101850～221056kg/(hm2·a)and21487～31278kg/(hm2·a).Theseasonaldynamicsofforestlitterandnutrientrestitutionwasintheorderofautumn,winter,summer,spring.ExceptforMg,thebiggerthedensityofplantationwas,themorethea2mountofseasonallitterfallandnutrientrestitutionwas.

Keywords:Pinusmassoniana;Plantation;Litterfall;Nutrient2restitution;Annualvariation

　　森林从土壤中吸收的养分,又通过凋落物部分归还给土壤。这是森林生态系统内养分循环的重要环节,对于维护土壤肥力,保持森林生态系统物质的生物循环和养分平衡,起重要的作用[1]。笔者以龙里林场不同密度马尾松(Pinusmassoniana)人工林为对象,研究了不同密度马尾松林凋落物和养分归还的动态以及立木针叶中的养分状况,以期为马尾松人工林的营养管理和合理营造提供了科学依据。

1　材料与方法

111　试验地及林分概况

试验地为贵州省龙里林场的姊妹坡工区,气候属中亚热带温和湿润类型,年均气温15℃,≥10℃年积温446711℃,无霜期283d,年降水量118417mm,年均相对湿度77%。试验地海拔1150m,地貌

　　　收稿日期:2005-04-04　　　　修回日期:2006-06-27

　基金项目:贵州省跨世纪人才课题(黔科合人字20009802);国家“九五”重点科技攻关课题(96-011-01-01)　作者简介:姚瑞玲(1979-),女,博士生。

3通讯作者(CorrespondingAuthor):丁贵杰,男,教授,博士生导师。

—83

—

南京林业大学学报(自然科学版)　　　　　　第30卷　第5期　

为侵蚀、剥蚀低中山台地,平均坡度约为10°左右。母岩为砂岩,土壤为薄腐殖质层轻壤质厚层山地黄

壤。立地指数16左右,试验地土壤理化性状见表1。3组试验固定样地均设于14年生马尾松人工纯林内,共设疏(A)、中(B)、密(C)3个密度等级,林分状况见表2。

表1　样地土壤理化性状

Table1　Physicalandchemicalcharacteristicsinthesoilofthesamplingplots

样地号

层次

0～2020～400～2020～400～2020～40

质地

Texture

腐殖质

Humus124127571461071204515310717350130

SampleplotLayer/cm

ABC

壤质

黏土壤质黏土壤质黏土

全量Totalcontent/(g·kg-1)NPK钙镁总量2120012141803148116001174110512831600111105180118101174121319931340115513941122137011751274125

pH4163417161417441424171

速效养分AvailableN,P,K/(mg·kg-1)

N500175452143518132417129575142421168

P017701931121018421752110

K203183106155162156118134186114112145

表2　试验样地林分特征

Table2　Theplantationcharacteristicsofthesamplingplots

样地

Sampleplot

ABC

密度Density/

(株·hm-2)

135019202520平均胸径

D/cm

平均树高

H/m

蓄积量

V/(m3·hm-2)ISD/

(株·hm-2)

121711171116

10144101901110078162109134144169

7209301170

　　　　　　注:ISD(indexofstanddensity)指林分密度指数。112　凋落物及立木针叶的收集及化学分析在不同密度马尾松人工林内,各设置30m×20m样地1个,在每个样地内各设置5个

112m×018m的尼龙网收集器,收集器在样地中沿对角线随机摆放。每月收集各收集器中的凋落物一次,然后置于80℃恒温条件下烘干48h后称重,同时取样进行粉碎以备化学分析。

对每个月收集的凋落物及每季度采集的活体取样,测定N、P、K、Ca、Mg的含量。其中N用半微量凯氏定氮法测定,P用钼兰比色法测定,K用火焰光度法测定,Ca、Mg用络合滴定法测定[122]。113　数据处理

采用EXCEL软件以及SAS统计分析软件处理实验数据。其中,个别试验样方由于遭到自然及人为因素的破坏,部分数据采用内插法。此次试验中冬季指12月至翌年2月,春季指3～5月,夏季指6～8月,秋季指9～11月,其各季相应指标均为3个月的平均值。

2　结果与分析

211　凋落物归还量

森林凋落物是森林生态系统养分循环的一个重要过程。对养分的归还和地力的维护都有一定的作用[3]。观测结果表明,随着林分密度增加,凋落物量增加。表明林分间自然整枝和竞争的强烈程度与林分密度成正相关。以密度最大(2520株/hm2)林分的凋落物量最高,达49111179kg/(hm2·a);密度最小(1350株/hm2)林分的凋落量最低,为27451821kg/(hm2·a),结果见表3。

表3　不同密度林分凋落物及其养分的年归还量

　　　　　Table3　Theannualreturnofnutrientfromlitterfallindifferentdensityplantationskg/(hm2·a)　　　　　

样地

Sampleplot

ABC

凋落物量

Litterfallamount

274518213574103249111179

N151558221945271374

营养元素Nutrientelement

P114372100121900

K121393241621251365

Ca101850121861221056

Mg214872176331278

　　林木凋落物的数量取决于本身的生物学特性和外界环境的影响[4]。由图1(a)可知,不同密度林分凋落物量的变化过程具有明显的季节性,各林分凋落物量季节动态总趋势(由高到低)是:秋季、冬季、夏季、春季及密、中、疏。决定这种动态变化的主导因子是马尾松在其年生长发育过程中的新陈代谢活动及生理适应,其次是环境因素即低温、干旱和风力的影响。—84

—

　2006年　总第125期　　　　　姚瑞玲等:不同密度马尾松人工林凋落物及养分归还量的年变化特征

212　凋落物中营养元素的变化分析

林木活组织走向衰老和死亡是渐变的过程,此过程中有些养分会从衰老组织向幼嫩组织转移[5]。不同密度林分凋落物中营养元素含量见表4。

表4　凋落物营养元素含量的季节变化

Table4　Seasonaldynamicsofnutrientconcentrationfromlitterfall

营养元素

Nutrientelement

NPKCaMg

A513015511318018

g/kg　　　

秋Autumn

B4.70.44.63.50.9

C5.00.45.05.50.2

冬Winter

B6.00.57.33.71.0

C5.20.53.44.40.8

A6170116315112

春Spring

B6.70.79.03.50.5

C6.00.76.63.60.3

夏Summer

B7.10.63.73.60.8

C5.00.54.44.30.2

511015111415017

415014311318019

　　由于凋落中营养元素的含量除了受土壤供肥状况的影响,还与自身的生理功能、调节及迁移有关。

由表4可知,不同密度林分凋落物中营养元素含量的变化趋势不明显,彼此差异不大。在凋落物的5种营养元素中,以N、Ca的含量较大,K次之,Mg和P的含量较少。不同密度林分凋落物中各种营养元素月动态变化,以及同一营养元素含量的动态变化均表现复杂,趋势不明显。213　凋落物养分的归还量及其季节动态

在已知凋落物及养分含量的前提下,就可以计算各林分凋落物中潜在的养分年归还量[3,627](图3)。各密度林分养分的年归还量大小与凋落物中营养元素含量的大小一致,即N、Ca含量较高,K含量次之,Mg、P含量较低。由图3可知,林分密度越大,林分N、P、K、Ca、Mg的年归还量越大。

不同密度林分凋落物中养分归还量的季节动态见图1。由图1可知,林分凋落物中养分归还量的季节变化与凋落物归还量的季节变化基本相似,即:秋季最大,冬季略低于秋季,夏季、春季较小。凋落物归还林地的各种营养元素的数量水平,与土壤肥力的关系较为密切,对改善林木的生境条件和保持林地地力具有重要作用。凋落物中养分的归还动态有:密度越大,N、P、K、Ca归还量越大的趋势,而林分密度对Mg的归还动态的影响不明显。

3　结　论

(1)林分凋落物量随林分密度的增加而增加,14年生林分年凋落物量为27451821～49111179kg/(hm2·a)。凋落物的变化过程具有明显的季节性,凋落物量随季节的变化和自身生长特

性而发生改变。各林分凋落物量的季节动态变化由高到低排列为秋季、冬季、夏季、春季,林分凋落物量的最低值出现在5月,最高值出现在10～11月。

—85

—

南京林业大学学报(自然科学版)　　　　　　第30卷　第5期　

(2)不同密度林分凋落物中营养元素含量的大小为:N、Ca含量较大,K含量居中,Mg、P含量较低。

林分密度对凋落物中营养元素含量的影响不明显,凋落物中各营养元素含量的月动态变化,以及同种营

养元素含量的季节变化都比较复杂,变化趋势不明显。

(3)不同密度林分凋落物中,养分年归还量大小与凋落物中营养元素含量的大小一致,N、Ca较大,K次之,Mg和P较低。除Mg外,随着林分密度增加,凋落物中N、P、K、Ca的年归还量增大。凋落物

中养分归还量的季节变化与凋落物归还的季节变化基本相同,即:秋季最多,冬季次之,夏季、春季较少。

致谢:在实验中得到了贵州省龙里林场的帮助;在文章修改过程中,南京林业大学方升佐教授提出了宝贵的修改意见。

[

参考文献]

[1]张万儒,许本彤.森林土壤定位研究方法[M].北京:中国林业出版社,1986.[2]李酉开.土壤农化常规分析方法[M].北京:农业出版社,1983.

[3]俞元春.苏南丘陵森林凋落物量及养分归还量[C]//.下蜀森林生态系统定位研究论文集.北京:中国林业出版社,1992.[4]SpainA.LitterfallandstandingcropoflitterinthreetropicalAustralianrainforest[J].JEcol,1984,72:947-961.):-71.[5]周运超,梁瑞龙.马尾松人工中龄林针叶养分动态研究[J],贵州农学院丛刊,1997(马尾松专集Ⅳ

[6]樊后保,苏兵强.林下套种阔叶树的马尾松林凋落物生态学研究[J].福建林学院学报,2003,23(2):97-101.[7]薛　达,薛　立.日本中部风景林凋落物量、养分归还量和养分利用率的研究[J].华南农业大学学报,2001(1):23-26.[8]盛炜彤.我国人工林地的土壤退化及防治[C]//中国土地退化防治研究,北京:中国科学技术出版社,1990.

(责任编辑　黄润州)

征订启事

欢迎订阅2007年《林产化学与工业》

《林产化学与工业》由中国林业科学研究院林产化学工业研究所、中国林学会林产化学化工分会主办,为全国林产化工行业的学术类季刊。报道范围是可再生的木质、非木质森林资源化学与加工利用。主要为木材化学和制浆造纸,松香、松节油化学和利用,生物质原料热解及活性炭,植物纤维原料水解及其产物,植物多酚化学和利用,林产香料、油脂、药物和生物活性物质、树木寄生产物以及其他森林天然产物的化学和加工利用;现代生物技术及其在林产化学与工业中的应用;林产化学工业的环境保护、资源保护和可持续发展、经济和企业管理的发展战略、规划等。

该刊自1981年创刊以来即先后被美国《CA》、美国《EI》、英国《CABAbstracts》、英国《FPA》、俄罗斯《РЖ》、日本《科学技术文献速报》、\"中国期刊全文数据库\"、\"中国科学引文数据库\"、\"中国学术期刊综合评价数据库\"、\"万方数据--数字化期刊群\"、\"中文科技期刊数据库\"、\"中国科技核心期刊\"、\"中国核心期刊(遴选)数据库\"等10多种大型数据库收录。

该刊为季刊,刊号:ISSN0253-2417,CN32-1149/S。国内外公开发行,国内邮发代号:28-59;国外发行代号Q5941。季末月底出版,大16开,2006年起,定价:每期15.00元,全年60.00元。

也可直接汇款至该刊编辑部订阅。

地　址:210042江苏省南京市锁金五村16号中国林科院林产化学工业研究所内;

银行信汇:中国林业科学研究院林产化学工业研究所4301012509001028549工商银行南京板仓分理处;

电　话:(025)85482493,85482490　　传　真:(025)85482493

E-mail:lchx@chinajournal.net.cn　　http://lchx.chinajournal.net.cn

—86—

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文