天山云杉粗木質(zhì)殘體生態(tài)功能特性研究.pdf

1、粗木質(zhì)殘體(CWD)是森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分,在保持水土、參與碳及養(yǎng)分循環(huán)、提供動植物及微生物生境、維持森林生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和功能完整性等方面起著十分重要的作用。天山云杉(Piceaschrenkianavar.tianschanica)主要以純林的形式分布于天山北坡,是構(gòu)成天山乃至新疆森林生態(tài)系統(tǒng)的主體,對天山林區(qū)的水源涵養(yǎng)、水土保持和全疆生態(tài)環(huán)境改善起著決定性的作用。本文對天山山脈北坡不同經(jīng)度位置5個地點(由西至東依次為昭

2、蘇、新源、呼圖壁、阜康和奇臺)的天山云杉CWD儲量、組成及其保水、固碳和參與養(yǎng)分循環(huán)等生態(tài)功能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:
　　(1)由西至東5個地點的天山云杉CWD蓄積量分別為2.95×106m3、3.49×106m3、1.32×106m3、4.81×105m3和9.02×105m3;CWD儲量依次為8.71×105t、1.13×106t、4.39×105t、1.24×105t和2.43×105t。5個地點天山云杉CWD的平均單位蓄積

3、量為42.7529m3·hm-2,平均單位儲量為12.9149t·hm-2,其大小排序均為:新源>昭蘇>呼圖壁>阜康>奇臺,即天山西部林區(qū)>天山中東部林區(qū)。5個地點天山云杉CWD總蓄積量之和為9.14×106m3,總儲量之和為2.81×106t。
　　(2)5個地點天山云杉CWD的組成包括倒木、枯立木和樹樁三種類型,且均以倒木為主。除奇臺外,其它4個地點樹樁的單位蓄積量和單位儲量均小于枯立木的。5個地點倒木和枯立木的密度均隨著徑級

4、的增加而減少,其徑級分布均呈倒“J”型。
　　(3)天山云杉CWD的腐解等級格局在5個地點均呈正態(tài)分布,表明天山云杉CWD的輸入量和輸出量相對穩(wěn)定。但5個地點各類型CWD的腐解等級格局差異較大。其中,倒木的腐解等級以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級為主,尤以Ⅲ級為最多;枯立木則處于較低的腐解狀態(tài),其主要分布在Ⅰ級和Ⅱ級;樹樁和倒木一樣具有完整的五級腐解等級系列,且以中、高度腐解等級為主。
　　(4)5個地點天山云杉CWD的密度(ρi)隨著腐解等

5、級(I)的升高而降低,二者的關(guān)系可用方程ρi=mI2+nI+o來表示,且均達(dá)到極顯著相關(guān)水平(p<0.01)。
　　(5)5個地點不同腐解等級天山云杉CWD的碳含量范圍為0.4032~0.5006g·g-1。5個地點天山云杉CWD碳儲量的排序為:新源(4.94×105t)>昭蘇(4.01×105t)>呼圖壁(1.92×105t)>奇臺(1.08×105t)>阜康(5.61×104t);CWD的碳密度大小為:新源(8.5385t·h

6、m-2)>昭蘇(6.9884t·hm-2)>呼圖壁(6.3455t·hm-2)>阜康(3.6876t·hm-2)>奇臺(3.2166t·hm-2)。5個地點天山云杉CWD的總碳儲量為1.25×106t,平均碳密度為5.7553t·hm-2。
　　(6)5個地點天山云杉CWD的養(yǎng)分含量在不同腐解等級之間的變化趨勢不同。全N和Ca2+的平均含量隨著腐解等級的升高呈增加的趨勢;全P和Mg2+的平均含量隨著腐解等級的升高呈下降的趨勢;不同

7、腐解等級K+的平均含量變化不大。天山云杉CWD各養(yǎng)分元素含量的排序為:Ca2+(6.5259±0.1745mg·g-1)>K+(5.5488±0.1393mg·g-1)>N(5.0034±0.2420mg·g-1)>Mg2+(3.3483±0.1737mg·g-1)>P(0.2767±0.0507mg·g-1)。不同地點5種養(yǎng)分元素單位儲量之和的排序為:新源(404.6400kg·hm-2)>昭蘇(317.5249kg·hm-2)>呼圖

8、壁(281.7845kg·hm-2)>阜康(178.1941kg·hm-2)>奇臺(139.3767kg·hm-2)。
　　(7)5個地點不同腐解等級天山云杉CWD的持水量和持水率均隨著浸泡時間的增加而升高。其中,持水量(Q)與浸泡吸水時間(t)的變化規(guī)律符合對數(shù)函數(shù)方程Q=a㏑(t)+b;吸水速率(V)與浸泡時間(t)的變化符合乘冪方程V=ct-d,且這2個方程均達(dá)到顯著相關(guān)水平(p<0.05)。5個地點不同腐解等級天山云杉CW