靈石山常綠次生林木質(zhì)殘體的組成、碳儲量及其分解.pdf

1、粗木質(zhì)殘體(CWD)通常包括直徑大于2.5 cm的枯立木、倒地尚未分解和處于分解中的樹干、大樹枝及其樹樁和粗根。倒木、枯立木交錯橫生，枯枝落葉層深厚肥沃，為腐生、兼性寄生等不同生態(tài)習性的種群提供了優(yōu)越的生長發(fā)育條件。粗死木質(zhì)殘體是森林生態(tài)系統(tǒng)中重要的結(jié)構(gòu)性和功能性組成要素，它通過其物理的和生物的作用影響系統(tǒng)內(nèi)外相關(guān)的生物和非生物過程，在保持森林生態(tài)系統(tǒng)的完整性方面扮演著重要的角色。 (1)本研究中，對靈石山常綠次生林中粗木質(zhì)物殘

2、體的組成種類(枯立木、倒木、根樁和大枝)、碳儲量對海拔的響應(yīng)進行了研究。結(jié)果表明：在187m海拔次生林中，由于人為干擾嚴重，無倒木類型。從低海拔187m到高海拔842m次生林，最大貯量為104.10 t·hm-2，最小貯量為7.41 t·hm-2，最小貯量與于武夷山甜楮林相當，最大貯量略高于哀牢山的常綠闊葉林及鼎湖山季風常綠闊葉林，這與所屬地域、森林類型、氣候帶等有關(guān)。隨著海拔的變化粗死木質(zhì)物殘體的貯量先是呈上升趨勢，到362m海拔次生

3、林出現(xiàn)高峰，而后粗死木質(zhì)物殘體的貯量開始顯著的下降，到達442m海拔次生林時又呈緩慢下降趨勢。 (2)過去在進行全球森林凋落物碳儲量估測時，由于沒有包括CWD，從而低估了全球森林凋落物的碳儲量。本研究中靈石山常綠次生林粗木質(zhì)殘體碳貯量遠低于世界森林CWD碳儲量的平均值，這與該地氣候溫暖濕潤而有利于促進粗木質(zhì)殘體的分解有關(guān)。碳儲量隨海拔變化的趨勢基本與粗死木貯量的變化趨勢一致，倒木的碳儲量隨海拔變化的趨勢可以表征不同類型粗死木質(zhì)物

4、殘體總碳儲量對海拔高度的響應(yīng)的變化趨勢。 (3)采用網(wǎng)袋法，對不同分解等級的粗木質(zhì)殘體、不同徑級的粗木質(zhì)殘體、凋落物的分解進行1 a的動態(tài)觀測研究，同時對它們的重量變化過程進行定量化，建立動態(tài)模型分析其動態(tài)特征并進行半衰期預測。結(jié)果表明，在分解中發(fā)現(xiàn)，對于不同處理的粗木質(zhì)殘體和凋落物，在分解90-152d內(nèi)處于分解高峰期。 處于不同分解等級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的粗木質(zhì)殘體的年殘留比重分別為47.90％、58.68％、33.

5、47％、60.50％和71.37％。不同分解等級的粗木質(zhì)殘體分解的失重率排序為；Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ。5種分解等級粗木質(zhì)殘體分解95％所需時間(分解周期)分別為3.499a、4.637a、2.348a、6.774a、9.769a，分解周期大小順序為：Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ，分解速率為：Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ，這說明粗木質(zhì)殘體在分解的過程中，從分解等級Ⅰ到分解等級Ⅱ，分解速率有所下降，到分解等級Ⅲ，分解速率大幅度提高，從分解等級Ⅲ到分解等級Ⅳ，分解

6、速率急速下降，也低于分解等級Ⅱ的分解速率，到分解等級Ⅴ，粗木質(zhì)殘體的分解速率是最緩慢的。 試驗設(shè)置接地面積大致相同，不同徑級的粗木質(zhì)殘體分解情況也不盡相同。徑級1(5-10cm)、徑級2(10-20cm)、徑級3(20-30cm)粗木質(zhì)殘體年分解率分別為24.13％、20.17％和28.10％。3種徑級粗木質(zhì)殘體分解的年失重率排序為：徑級3>徑級1>徑級2。不同徑級的粗木質(zhì)殘體分解95％所需時間(分解周期)分別為11.662a、

7、12.027a、7.412a，分解周期大小順序：徑級2>徑級1>徑級3，分解速率為：徑級3>徑級1>徑級2。在實驗中發(fā)現(xiàn)，徑級1和徑級2的分解指數(shù)k值很接近，說明該地區(qū)的粗木質(zhì)殘體在徑級范圍5-20cm中，分解速率與徑級大小沒有顯著關(guān)系，但徑級超過20cm的粗木質(zhì)殘體，隨著徑級的增加，k值也增加，在已假設(shè)每個徑級的粗木質(zhì)殘體的接地面積大致相同的情況下，可以認為粗木質(zhì)殘體在分解過程中，當超過一定的徑級時(>20cm)，徑級越大，分解的速率

8、越大，分解速率與其直徑成負相關(guān)關(guān)系。 在分解過程中，凋落葉、凋落枝的分解情況也不相同。凋落枝、凋落葉的年失重率為34.60％和45.12％，葉大于枝，凋落物分解95％的周轉(zhuǎn)期，凋落枝需要6.167a，凋落葉需要5.842a，分解周期大小順序：凋落枝>凋落葉，分解速率為：凋落葉>凋落枝，說明凋落物分解過程中，葉的分解速率大于枝的分解速率。 (4)對粗木質(zhì)殘體、凋落物在分解過程中6種主要養(yǎng)分元素的含量、釋放量等規(guī)律進行了研究

9、，結(jié)果表明： 在分解初期，不同分解等級粗木質(zhì)殘體6種主要元素的總含量分別為592.409g.kg-1、561.550 g.kg-1、509.273 g.kg-1、504.270 g.kg-1、477.146 g.kg-1，經(jīng)過一年的分解釋放、降水淋溶和活有機體的分解釋放或富集之后，分別剩下288.300g.kg-1、275.015 g.kg-1、274.647 g.kg-1、268.075 g.kg-1、239.124 g.kg

10、-1。主要元素丟失比例分別為51.33％、51.03％、46.07％、46.81％、49.88％。不同分解等級粗木質(zhì)殘體中6種主要元素含量的大小順序為：等級Ⅰ，有機碳>K>Ca>Mg>N>P；等級Ⅱ，有機碳>N>Ca>Mg>K>P；等級Ⅲ，有機碳>K>Ca>N>Mg>P；等級Ⅳ，有機碳>N>Ca>K>Mg>P；等級Ⅴ，有機碳>N>K>Ca>Mg>P。經(jīng)過一年的分解后，6中主要元素的含量的大小順序為：等級Ⅰ，有機碳>N>K>Ca>Mg>P

11、；等級Ⅱ，有機碳>N>K>Ca>Mg>P；等級Ⅲ，有機碳>N>K>Ca>Mg>P；等級Ⅳ，有機碳>N>Ca>K>Mg>P；等級Ⅴ，有機碳>N>K>Ca>Mg>P。 在分解初期，不同徑級粗木質(zhì)殘體6種主要元素的含量分別為629.660 g.kg-1、756.572 g.kg-1、764.344 g.kg-1，經(jīng)過一年的分解后，分別剩下321.911 g.kg-1、327.507g.kg-1、321.173 g.kg-1。主要元素丟

12、失比例分別為48.88％、56.71％、57.98％。在投放初期，不同徑級的粗木質(zhì)殘體中6中主要元素的含量的大小順序為：徑級1，有機碳>K>Ca>Mg>N>P；徑級2，有機碳>K>Mg>Ca>N>P徑級3，有機碳>K>Mg>Ca>N>P。一年后，6中主要元素的含量的大小順序為：徑級1，有機碳>K>N>Ca>Mg>P；徑級2，有機碳>N>K>Ca>Mg>P；徑級3，有機碳>K>N>Ca>Mg>P。 在分解初期，凋落枝、葉中6種主要

13、元素的總含量分別為486.249g.kg-1、555.382g.kg-1，經(jīng)過一年的分解，分別剩下228.743 g.kg-1、279.485 g.kg-1。主要元素丟失比例分別為52.96％、49.68％。在投放初期，凋落枝中6中主要元素的含量的大小順序為：有機碳>N>K>Ca>Mg>P；凋落葉中6中主要元素的含量的大小順序為：有機碳>N>K>Ca>Mg>P。一年后，凋落枝中6中主要元素的含量的大小順序為：有機碳>N>Ca>K>P>M