燕山山地華北落葉松人工林葉凋落物分解特性研究.pdf

1、本文采用網(wǎng)袋法,自2010年5月至2011年11月通過對(duì)河北省圍場(chǎng)滿族蒙古族自治縣境內(nèi)新豐林場(chǎng)內(nèi)不同林齡的華北落葉松人工林葉凋落物和華北落葉松與白樺、山楊不同混合凋落物的分解特征及營(yíng)養(yǎng)元素含量變化動(dòng)態(tài)、養(yǎng)分釋放和分解過程中土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。旨在全面而深入地認(rèn)識(shí)華北落葉松不同林齡葉凋落物分解特征及混交林種間關(guān)系,為華北落葉松人工林的營(yíng)造及混交樹種的選擇,促進(jìn)華北落葉松凋落物的分解,緩解華北落葉松人工林地力衰退提供科學(xué)的理論依據(jù)

2、。主要結(jié)論如下:
　　 1.不同林齡華北落葉松針葉凋落物分解特征有顯著差異。經(jīng)過540d的分解,幼、中、近、成熟林4個(gè)齡組的華北落葉松針葉失重率在48.47％～61.72%之間,并呈極顯著差異,不同林齡的葉凋落物分解速率為成熟林＞近熟林＞中齡林＞幼齡林。采用啞變量的Olson指數(shù)衰減模型對(duì)葉凋落物的分解動(dòng)態(tài)進(jìn)行擬合,結(jié)果顯示,幼齡林、中齡林、近熟林和成熟林葉凋落物的分解系數(shù)在0.02830～0.03619之間;半衰期和周轉(zhuǎn)期分別

3、在1.59～2.04a和6.90～8.82a之間。在整個(gè)分解過程中,4個(gè)齡組的養(yǎng)分含量變化一致,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),N含量不斷升高;P含量呈現(xiàn)出先降低后上升的趨勢(shì);K、C含量和C/N呈下降的趨勢(shì)。在分解過程中,4個(gè)齡組的N、P、K、C的釋放率在總體上變化一致,C和K不斷釋放,且為凈釋放狀態(tài),呈現(xiàn)直接釋放模式;N的釋放率為富集.釋放模式;P的釋放率表現(xiàn)為淋溶-富集-釋放模式。結(jié)果表明,成熟林和近熟林的葉凋落物比幼齡林和中齡林的葉凋落物易分解,

4、且成熟林和近熟林中的營(yíng)養(yǎng)元素也較易釋放。
　　 2.樹種不同凋落物分解特征差異顯著。經(jīng)過540d的分解,華北落葉松、白樺和山楊葉凋落物的失重率呈極顯著差異,分別為10.66%、14.879%和17.464%。分解率分別為0.02944d-1、0.04806d-1和0.05665d-1,葉凋落物的分解半衰期和周轉(zhuǎn)期分別在1.02～1.96a和4.41～8.48a。在整個(gè)分解過程中,3個(gè)樹種葉凋落物各養(yǎng)分元素含量呈極顯著差異,其中N

5、和P含量總體上均呈現(xiàn)波動(dòng)且上升的趨勢(shì),K含量呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì),C/N呈波動(dòng)性下降的趨勢(shì)。3個(gè)樹種葉凋落物分解過程中N、P、K和C的釋放率及其動(dòng)態(tài)變化也存在一定差異。其中,3個(gè)樹種葉凋落物K和C都處于凈釋放狀態(tài),華北落葉松葉凋落物中的N和P處于富集狀態(tài),而白樺葉凋落物中的N、P和山楊葉凋落物中的N在前期呈富集狀態(tài),但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),白樺和山楊葉凋落物中的N呈現(xiàn)波動(dòng)式凈釋放狀態(tài),而山楊葉凋落物中的P呈現(xiàn)單調(diào)凈釋放狀態(tài)。結(jié)果表明,在華北落葉松

6、人工林下,闊葉樹種(白樺和山楊)葉凋落物比針葉樹種(華北落葉松)葉凋落物易分解,且闊葉樹種葉凋落物中的營(yíng)養(yǎng)元素也較易釋放。
　　 3.不同混合比例對(duì)華北落葉松針葉凋落物分解特征有較大影響。華北落葉松葉與白樺葉凋落物混合分解過程中,分解前期白樺葉凋落物對(duì)華北落葉松葉凋落物的前期分解影響不明顯,而對(duì)后期分解有明顯的促進(jìn)作用。三種不同混合比例的處理中,隨著白樺葉比例的增加,華北落葉松葉凋落物失重率基本上呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),即對(duì)華北落葉松葉

7、凋落物分解促進(jìn)作用越來越明顯。而華北落葉松葉與山楊葉凋落物混合分解中,隨著山楊葉凋落物比例的增加,混合分解中的華北落葉松葉凋落物分解失重率大體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),說明隨著山楊葉凋落物的比例的增加,對(duì)華北落葉松葉凋落物分解抑制愈明顯。
　　 4.針闊混合葉凋落物組成成分比例對(duì)凋落物分解速率及養(yǎng)分元素含量變化有一定影響。華北落葉松與白樺葉凋落物以不同比例混合分解對(duì)凋落物的分解有明顯促進(jìn)作用。而華北落葉松與山楊葉凋落物混合分解對(duì)凋落物的

8、分解速率有一定的抑制作用。華北落葉松葉和白樺葉混合分解過程中,華北落葉松與白樺純林及不同比例的混合葉中的N、P呈上升的趨勢(shì),而K、C和C/N呈下降的趨勢(shì),在整個(gè)分解過程中,華北落葉松葉凋落物與白樺葉凋落物混合分解對(duì)N、P的釋放有一定程度的抑制作用;對(duì)K的釋放有明顯的促進(jìn)作用;對(duì)C的釋放有一定程度的促進(jìn)作用。華北落葉松葉凋落物與山楊葉凋落物混合分解則對(duì)N、P的釋放有一定程度的抑制作用;對(duì)K的釋放有明顯的抑制作用,對(duì)C的釋放影響不明顯。

9、r>　　 5.凋落物分解對(duì)0～10cm的土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化有明顯的影響,但不同養(yǎng)分元素,其動(dòng)態(tài)模式有所不同。堿解氮的時(shí)間變化較為靈敏,幼齡林和中齡林隨著時(shí)間的延長(zhǎng),呈波動(dòng)性下降的趨勢(shì);近熟林和成熟林則呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)。4個(gè)林齡速效P的含量變化為隨著時(shí)間的推移,P濃度呈不斷上升的趨勢(shì),其中P含量為成熟林＞中齡林＞幼齡林＞近熟林;4個(gè)林齡的速效K含量變化為在分解前期(0～60d)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),隨著時(shí)間的延長(zhǎng),4個(gè)林齡的速效K含量

10、又呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì),土壤有機(jī)質(zhì)的變化為4個(gè)林齡在一年的分解過程中呈現(xiàn)出低-高的變化模式,且有機(jī)質(zhì)含量為成熟林＞近熟林＞中齡林＞幼齡林,4個(gè)林齡pH值在整個(gè)分解過程中都呈微酸性。
　　 6.針闊混合葉凋落物組成成分比例的不同,對(duì)分解過程中土壤養(yǎng)分的變化也有較大的影響。華北落葉松葉和白樺葉混合分解中,土壤中的堿解氮、速效磷和速效鉀和有機(jī)質(zhì)基本上隨著白樺葉比例的增大而增加的趨勢(shì);華北落葉松葉和山楊葉混合分解中,土壤中的堿解氮、速效磷