川西高山森林粗木質殘體儲量與分解特征.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、木質殘體是森林生態(tài)系統(tǒng)中樹木死亡以后形成的倒木、枯立木、根樁和大枯枝等粗木質殘體,以及碎根殘片和小枝等細木質殘體的總稱。其中粗木質殘體是生態(tài)系統(tǒng)中重要的結構性和功能性組成要素,由于巨大的儲量,粗木質殘體是生態(tài)系統(tǒng)中不可忽略的養(yǎng)分庫,與森林的更新有著密不可分的聯系,維持了整個生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。高山森林的更新必然伴隨著林窗的產生,木質殘體在林窗、林緣和林下的分布可能具有較大的差異,同時粗木質殘體的分解過程有助于理解森林養(yǎng)分循環(huán)過程,而已

2、有研究區(qū)域海拔主要集中在3000m以下,受低溫和地質災害的影響,大于3000m的高山森林生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱,森林更新更加依賴木質殘體的分解,但是缺乏必要的關注。因此,本文以典型川西高山森林岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林為研究對象,研究了高山森林木質殘體的儲量及其在林窗、林緣和林下的分布特征,以及粗木質殘體的養(yǎng)分儲量及分解過程,以期為認識高山森林生態(tài)系統(tǒng)林窗更新過程中木質殘體相關的物質循環(huán)等關鍵生態(tài)過程提供了基礎數據,為高

3、山森林的經營管理提供一定的理論依據。
  川西高山森林生態(tài)系統(tǒng)地上總生物量為72.75 t/hm2,岷江冷杉原始林木質殘體總儲量達53.00 t/hm2,且呈現林下的儲量大于林窗和林緣的趨勢。從林窗到林下木質殘體以倒木為主,直徑大于40 cm的木質殘體儲量占粗木質殘體的74.55%~76.15%,林窗、林緣和林下Ⅲ和Ⅳ腐爛等級的粗木質殘體儲量分別占粗木質殘體儲量的50.02%、55.84%和62.90%。相對于林下和林緣,林窗內倒

4、木和根樁的儲量比例相對較小,但枯立木和細木質殘體的儲量比例相對較高。此外,林窗內較低腐爛等級粗木質殘體的儲量較高,而林下較高腐爛等級粗木質殘體的儲量顯著高于林窗和林緣。
  基質質量是指構成組織的易分解成分(C、N、P等)和難分解成分(木質素、纖維素、半纖維素等)的組合情況、養(yǎng)分含量和各組分的比例等,它是影響木質殘體分解的內在因素,其中N、P和木質素濃度,C/N,N/P和木質素/N一直被用來作為衡量分解快慢的重要指標。隨著粗木質殘

5、體的分解,C含量無顯著變化,含量在511.07~604.86 g/kg之間,N和P含量隨著分解呈現出逐漸升高的趨勢,大枯枝Ⅴ腐爛等級N含量高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ腐爛等級,根樁Ⅴ腐爛等級N含量高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ腐爛等級??萘⒛竞透鶚盯?、Ⅴ腐爛等級P含量顯著高于其他腐爛等級,倒木Ⅰ腐爛等級P含量高于其他四個腐爛等級,大枯枝Ⅰ腐爛等級P含量高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ腐爛等級。倒木和大枯枝隨著分解的進行木質素含量先減小再升高,枯立木和根樁木質素含量隨著分解的進行呈現出

6、降低的趨勢,纖維素含量與木質素含量的變化趨勢相反。C/N和木質素/N表現出相似的變化趨勢,即倒木、枯立木和根樁的C/N和木質素/N隨著粗木質殘體的分解逐漸減小,大枯枝Ⅰ到Ⅴ腐爛等級的C/N和木質素/N呈現出升高的趨勢。四種類型粗木質殘體的N/P從Ⅰ腐爛等級到Ⅲ腐爛等級減小,從Ⅳ腐爛等級到Ⅴ腐爛等級升高。
  川西高山森林生態(tài)系統(tǒng)地上碳、氮、磷儲量分別為38.32 t/hm2、322.44 kg/hm2、157.95 kg/hm2,

7、粗木質殘體碳、氮、磷的儲量分別占生態(tài)系統(tǒng)地上碳、氮、磷儲量的70.44%、55.70%、5.48%。金屬元素含量在不同類型粗木質殘體中沒有表現出一致的規(guī)律,但總體含量較高。根據粗木質殘體密度隨時間的變化趨勢,用非線性回歸分析分別擬合4種類型粗木質殘體的分解曲線。結果表明,倒木、大枯枝、枯立木和根樁的相關系數R2分別為0.88、0.90、0.90、0.91,倒木、大枯枝、枯立木和根樁的分解常數分別為0.105、0.114、0.097和0.

8、127,分解到95%的時間分別為28.53年、26.28年、30.88年、23.59年。在相同條件下,不同類型的粗木質殘體的分解速率不一樣,表現為根樁>大枯枝>倒木>枯立木。
  綜上所述,川西高山森林生態(tài)系統(tǒng)木質殘體儲量巨大,尤其是粗木質殘體,并且在林窗、林緣、林下分布存在較大差異。川西高山森林粗木質殘體碳、氮、磷的儲量分別為26.99 t/hm2、179.59 kg/hm2、8.65 kg/hm2,占生態(tài)系統(tǒng)地上碳、氮、磷儲量

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