巨桉人工林凋落物養(yǎng)分歸還、轉(zhuǎn)移及分解動態(tài)的研究.pdf

1、森林凋落物是林地有機質(zhì)的主要物質(zhì)庫和維持土壤肥力的基礎(chǔ)，是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的主要途徑，凋落物的養(yǎng)分歸還對維持林地地力具有十分重要的意義。目前，桉樹人工林已成為我國南方大面積造林的樹種之一，通過對凋落物特性的研究可以深入了解森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，對桉樹人工林的營造和經(jīng)營管理有重要意義。試驗自2004年7月起，選擇四川洪雅1997年營造的巨桉人工林，對其凋落物數(shù)量、養(yǎng)分歸還量、養(yǎng)分轉(zhuǎn)移、分解速率及土壤養(yǎng)分動態(tài)變化等方面進行

2、了一個生長周期的定位研究，結(jié)果表明： (1)巨桉人工林四個林分的年凋落量分別為8786、8112、5590、6011kg/hm2，年凋落量與林分密度成正相關(guān)，葉的凋落量隨密度的增大而增大，枝和皮的凋落與林分密度沒有顯著的相關(guān)性。巨桉凋落物各組分量：落葉＞落枝＞落皮。巨桉人工林全年有一個明顯的凋落物峰谷期，5月是全年凋落物的高峰期，1月凋落量達到最低，凋落總量的季節(jié)變化趨勢是春＞夏＞秋＞冬。葉的凋落主要集中在春季，而枝、皮的凋落主

3、要集中在夏季。1 (2)巨桉人工林全年通過凋落物歸還土壤的N、P、K、Ca、Mg五種大量元素總量分別為95.32、86.90、67.72、66.37kg/hm2，歸還量大小依次為N＞K＞Ca＞Mg＞P。N的歸還潛力E3最高，E1、E2、E4較接近，說明E3的凋落物具有更高的改良土壤的效果，這也是E3土壤養(yǎng)分含量最高的原因。凋落物各組分養(yǎng)分歸還總量大?。郝淙~＞落枝＞落皮，落葉是巨桉凋落物養(yǎng)分歸還的主體。各林分凋落物N、P、K、Ca

4、、Mg的歸還動態(tài)基本一致。養(yǎng)分歸還總量春夏兩季大，秋冬兩季低，冬季1月養(yǎng)分歸量最低。 (3)巨桉枝、葉在凋落前N、P普遍發(fā)生生理轉(zhuǎn)移，而K、Ca、Mg的轉(zhuǎn)移方向則不確定，有時為正有時為負。P的轉(zhuǎn)移率是各元素中最高的，在葉中月平均轉(zhuǎn)移率可達60.6％，枝中可達70.1％。巨桉人工林枝和葉在大量凋落前養(yǎng)分轉(zhuǎn)移量都是最大的，養(yǎng)分內(nèi)循環(huán)非常明顯。養(yǎng)分年轉(zhuǎn)移總量分別為145.96、118.10、70.72、78.26kg/hm2，大小依次

5、為E1＞E2＞E4＞E3，即養(yǎng)分轉(zhuǎn)移量與林分密度成正相關(guān)。葉的養(yǎng)分轉(zhuǎn)移量比枝大數(shù)倍。葉中各元素轉(zhuǎn)移量的大小為N＞K＞Ca＞P＞Mg，但枝中各元素的轉(zhuǎn)移量大小在各林分表現(xiàn)不一致，E1為K＞N＞Mg＞Ca＞P，E2和E3為N＞K＞Ca＞Mg＞P，E4為N＞Ca＞K＞Mg＞P。 (4)巨桉枝、葉的分解系數(shù)都是E3＞E4＞E1＞E2，E3凋落物的分解速度快于其他林分，凋落物的分解與林分密度關(guān)系不明顯。葉的平均年失重率為36.1％，明顯大

6、于枝的平均年失重率18.2％。由指數(shù)衰減模型得出葉、枝的分解系數(shù)分別為0.383～0.445a-1和0.176～0.214a-1，巨桉葉的分解常數(shù)與其它桉樹種比較接近，葉、枝的半衰期分別為1～2a、3～4a，周轉(zhuǎn)期為6～8a、14～17a，與已研究的分布在熱帶、亞熱帶地區(qū)的植物相比，巨桉凋落物，特別是枝的分解速率較小，周轉(zhuǎn)期也相對較長。 (5)凋落物在分解初期的92天里失重最快，一方面是由于高溫多雨的季節(jié)凋落物淋溶作用強烈，一方

7、面是由于分解者的活動旺盛。第一季度過后分解速度變緩，且趨于平穩(wěn)。凋落物在分解過程中N濃度先升后降，表現(xiàn)為先富集后釋放，分解過程中P濃度的變化較為復(fù)雜，但總的趨勢是在富集，K、Ca、Mg濃度隨分解進程不斷下降，表現(xiàn)為直接釋放，前期比后期釋放快，與這些元素易受淋溶損失有關(guān)。 (6)由洪雅巨桉人工林土壤養(yǎng)分的季節(jié)變化來看，pH值范圍在3.11～3.63之間，為強酸性土壤(pH＜5.0)，且巨桉在這種強酸性土壤條件下生長狀況良好。除了土

8、壤速效K以外，土壤有機質(zhì)、全N、全P、水解N、有效P含量在6～9月都有不同程度的上升，這與春夏季巨桉人工林枝、葉、皮等凋落物大量輸入林地有關(guān)。 由土壤養(yǎng)分的年際變化來看，目前土壤有機質(zhì)、全N、有效P、速效K含量相比1999年都有不同程度的增加，只有水解N含量出現(xiàn)了下降。土壤有效P和水解N含量是巨桉人工林最短缺的兩種養(yǎng)分，可能這也是導(dǎo)致凋落前巨桉枝葉中N、P大量轉(zhuǎn)移的原因。巨桉人工林地微生物類群數(shù)量巨大，結(jié)構(gòu)合理，植物物種豐富，灌

9、木層和草本層相加有36種之多，生態(tài)效益顯著好于農(nóng)耕地和青岡次生林地。從目前林分的生長狀況來看，林地沒有出現(xiàn)明顯的地力衰退的現(xiàn)象。因此，巨桉是否過度消耗養(yǎng)分、導(dǎo)致地力衰退和降低生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性等生態(tài)問題在不同的自然地理背景、立地條件、經(jīng)營管理措施下可能會表現(xiàn)出不同的生態(tài)學(xué)過程。 洪雅的巨桉人工林立地指數(shù)都達到22，屬于最適宜巨桉生長的地段，具有很高的生產(chǎn)力或生產(chǎn)潛力。E3屬于厚土層輕石礫立地類型，較E1、E2、E4中土層輕石礫立

10、地類型的林分土壤養(yǎng)分含量偏高。由于N的歸還潛力E3比E1、E2、E4高，E3的凋落物具有更高的改良土壤的效果。因此，為了獲得速生豐產(chǎn)，在發(fā)展巨桉人工林時應(yīng)盡量選擇土層肥厚、質(zhì)地適中、通透性好、保水能力強、坡度平緩的立地條件，這將有助于巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)的生物小循環(huán)。 本試驗地洪雅的巨桉人工林已經(jīng)達到數(shù)量成熟齡，可以進行采伐利用。為了盡可能補償巨桉生長吸收的土壤養(yǎng)分，生態(tài)采伐季節(jié)應(yīng)定在春夏季枝葉皮大量凋落過后，秋冬季為宜，這樣能夠