岷江上游高山森林溪流植物殘?bào)w貯量特征.pdf

1、溪流植物殘?bào)w是指森林生態(tài)系統(tǒng)中通過自然力、人力、動(dòng)物活動(dòng)或隨地表徑流等方式進(jìn)入到溪流中的木質(zhì)殘?bào)w（倒木、枝條、根樁等）和非木質(zhì)殘?bào)w（葉、皮、花、果、小枝等），是河溪生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成成分，也是森林生態(tài)系統(tǒng)和河溪生態(tài)系統(tǒng)之間物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)鍵紐帶之一，其特征直接關(guān)系到流域源頭水質(zhì)環(huán)境以及森林生態(tài)系統(tǒng)碳及養(yǎng)分等物質(zhì)的輸出格局。另外，氮、磷及重金屬等可隨溪流植物殘?bào)w的輸出和降解而釋放、流失，并進(jìn)而影響下游水體環(huán)境的生態(tài)安全。因此，為了

2、解岷江上游水源源頭高山森林生態(tài)系統(tǒng)溪流木質(zhì)殘?bào)w的貯量特征，于2013年8月，在研究區(qū)域海拔3600m典型高山原始暗針葉林范圍內(nèi)，通過樣方法對其內(nèi)12條溪流和河道內(nèi)的植物殘?bào)w貯量進(jìn)行調(diào)查，每條溪流從盡頭到源頭每隔10m設(shè)置一個(gè)長為1m，寬為溪流實(shí)際寬度的樣方;河道則每隔至少300m設(shè)置一個(gè)調(diào)查河段，每個(gè)河段設(shè)置3個(gè)長為5m，寬為河道實(shí)際寬度的樣方。將樣方內(nèi)所有的植物殘?bào)w全部采集，并將木質(zhì)殘?bào)w和非木質(zhì)殘?bào)w各器官進(jìn)行分離，分別計(jì)算其現(xiàn)存貯量，

3、同時(shí)估算了植物殘?bào)w各器官的碳、氮、磷及重金屬的貯量特征，從而為深入認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量循環(huán)過程以及對高山森林與流域間的生態(tài)聯(lián)系提供新的思路和科學(xué)依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明，溪流木質(zhì)殘?bào)w貯量為694.10 g/m2，主要是以徑級為1-2.5 cm和2.5-5 cm的枝條居多，二者共占木質(zhì)殘?bào)w的86.91％，徑級＞10 cm的粗木質(zhì)殘?bào)w僅占1.22％，以Ⅴ腐爛級貯量最高(66.57％)，Ⅳ腐爛級次之(25.17％)，Ⅱ和Ⅲ腐爛級分布均

4、較少（分別僅為5.02％和3.24％）;溪流非木質(zhì)殘?bào)w貯量為499.45 g/m2，以徑級＜1 cm的小枝為主，占非木質(zhì)殘?bào)w總貯量的69.76％，而樹葉僅占9.33％;不同溪流間的木質(zhì)殘?bào)w或非木質(zhì)殘?bào)w貯量及其分配格局都具有明顯差異。河道木質(zhì)殘?bào)w貯量為2630.72 g/m2，與溪流內(nèi)的木質(zhì)殘?bào)w分配相反，河道內(nèi)以直徑＞10 cm的粗木質(zhì)殘?bào)w為主要貢獻(xiàn)者，達(dá)88.23％，而徑級為1-2.5 cm的細(xì)枝僅占1.20％，以Ⅲ和Ⅳ腐爛級的木質(zhì)殘?bào)w

5、居多(共計(jì)68.20％)，Ⅴ腐爛級的木質(zhì)殘?bào)w分布最少(5.60％)，這主要是河道內(nèi)更多的殘留著粗木質(zhì)殘?bào)w，即使很少的量，對木質(zhì)殘?bào)w總貯量的貢獻(xiàn)也較大，且其降解速率比小徑級木質(zhì)殘?bào)w更慢。河道非木質(zhì)殘?bào)w總貯量為60.66 g/m2，與溪流內(nèi)非木質(zhì)殘?bào)w各器官的分配基本一致，1 cm以下的小枝、樹葉和樹皮貯量分別占74.42％、1.22％和24.36％，這主要是樹葉質(zhì)地較輕，易隨水流流至下游，且其分解速率較快。
　　植物殘?bào)w的碳、氮、磷貯

6、量與其現(xiàn)存貯量直接相關(guān)，但因樹種、河流和溪流的特征以及植物殘?bào)w自身特性等因素，在植物殘?bào)w各器官的分解過程中養(yǎng)分及重金屬含量不斷變化，導(dǎo)致其貯量與植物殘?bào)w現(xiàn)存貯量的比例有一定差異性。植物殘?bào)w碳、氮和磷的總貯量分別為510.58g/m2、1678.06mg/m2和263.77 mg/m2，其中木質(zhì)殘?bào)w碳、氮和磷貯量所占比例分別為61.22％、48.27％和43.19％;高山森林河道植物殘?bào)w碳、氮和磷總貯量分別為1096.62g/m2、187

7、4.85mg/m2和323.73 mg/m2，其中非木質(zhì)殘?bào)w碳、氮和磷貯量分別僅占1.00％、3.81％和14.16％;溪流和河道木質(zhì)殘?bào)w不同徑級與不同腐爛級及非木質(zhì)殘?bào)w各器官的碳、氮和磷貯量分配特征與其現(xiàn)存貯量基本一致，稍有差異，這主要與其現(xiàn)存貯量直接相關(guān)，同時(shí)又受到樹種、溪流或河道特征等的影響，其在將降解過程中的養(yǎng)分濃度差異較大。
　　植物殘?bào)w碳、氮和磷的分配特征同樣表現(xiàn)在植物殘?bào)w重金屬貯量上，但因植物在生長過程中不同器官對不

8、同重金屬的富集作用不同，以及植物殘?bào)w在溪流或河道中因所處的環(huán)境和自身特性，對不同重金屬的吸附或沉淀作用也不同，從而有一定的差異。溪流木質(zhì)殘?bào)w和非木質(zhì)殘?bào)w重金屬貯量大小均Mn＞Cr＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cd，非木質(zhì)殘?bào)w重金屬元素貯量普遍明顯高于木質(zhì)殘?bào)w，主要是由于樹葉和樹皮可吸附大氣顆粒物中的重金屬元素，且其與木質(zhì)部的結(jié)構(gòu)、功能及生理活性不同，從而其內(nèi)有較高含量的重金屬物質(zhì)。河道木質(zhì)殘?bào)w重金屬貯量大小依次為Zn＞Mn＞Cr＞Pb＞Cu

9、＞Ni＞Cd;河道非木質(zhì)殘?bào)w重金屬貯量為Cr＞Mn＞Zn＞Pb＞Ni＞Cu＞Cd，與溪流植物殘?bào)w的重金屬貯量差異較大，這直接與溪流和河道中植物殘?bào)w各器官分配差異及現(xiàn)存貯量有關(guān)。
　　植物殘?bào)w不僅是水生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成成分，而且對森林生態(tài)系統(tǒng)與水生態(tài)系統(tǒng)碳及養(yǎng)分循環(huán)具有重要的意義，這些結(jié)果對深入認(rèn)識碳、氮、磷及重金屬物質(zhì)源/匯過程及高山森林與流域間的生態(tài)聯(lián)系提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為岷江上游高山森林乃至岷江流域水體環(huán)境的管理提供新的思路