杉木人工林生產(chǎn)力與碳氮?jiǎng)討B(tài)特點(diǎn).pdf

1、杉木（Cunninghamia lanceolata）是中國(guó)特有速生用材林樹種，本研究以安徽大別山區(qū)杉木人工林為研究對(duì)象，采用生物量收獲法測(cè)定了18株標(biāo)準(zhǔn)木生物量，擬合生物量估算優(yōu)選模型。同時(shí)，選擇杉木人工幼林開(kāi)展氮添加試驗(yàn)，對(duì)杉木人工林生產(chǎn)力和土壤碳氮?jiǎng)討B(tài)對(duì)N添加的響應(yīng)進(jìn)行了深入的研究。
　　篩選出安徽大別山區(qū)不分林齡的估算杉木各器官生物量和單木生物量的最優(yōu)模型，其中葉生物量最優(yōu)估算模型是多項(xiàng)式形式：W=a+bD2+cD4，其他

2、均為冪函數(shù)：W= aDb，模型擬合效果順序?yàn)楦?全株>根>枝；杉木人工林各器官生物量的最優(yōu)模型是以D或D2為自變量的，具有一定的通用性，可適用于估算不同林齡的杉木人工林生物量。
　　10-50年生杉木人工林喬木層生物量在117.24~392.47 t·hm-2之間，其碳儲(chǔ)量在59.39 t·hm-2和201.25 t·hm-2之間。碳儲(chǔ)量分配隨林齡的不同有所變化，樹干碳儲(chǔ)量占喬木層碳量的58.68％~60.15%，隨著林齡變化波動(dòng)

3、不大，其他組分碳儲(chǔ)量的分配隨林齡增長(zhǎng)變化相對(duì)較大。10、22年生喬木層各組分碳儲(chǔ)量的高低為樹干>樹枝>樹根>樹葉，45-50年生喬木層各組分碳儲(chǔ)量高低為樹干>樹根>樹枝>樹葉。
　　不同林齡林分的地表凋落物碳儲(chǔ)量大小為：成熟林（12.47 t·hm-2>近熟林（11.93 t·hm-2>過(guò)熟林（9.76 t·hm-2>中幼林（7.21 t·hm-2）。林地0~50 cm土壤層的碳儲(chǔ)量大小為：過(guò)熟林（108.04 t·hm-2>成熟

4、林（98.22 t·hm-2>近熟林（67.02 t·hm-2>中幼林（62.28 t·hm-2）。杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量隨著林齡的增高而增長(zhǎng)，在近熟林到成熟林階段增長(zhǎng)最為迅速。
　　N添加對(duì)杉木人工林生長(zhǎng)及碳氮?jiǎng)討B(tài)有一定影響。林分胸徑生長(zhǎng)對(duì) N添加的響應(yīng)較為緩慢，林分平均胸徑年生長(zhǎng)量提高幅度不大。但是，N添加對(duì)土壤養(yǎng)分狀況影響較為明顯。N添加林分0~30 cm土壤有機(jī)碳（SOC）含量高于對(duì)照，而30-50 cm土層，兩者SOC

5、含量很接近，沒(méi)有明顯差異。
　　N添加林分土壤溶解性有機(jī)碳（DOC）和氮（DON）含量均高于對(duì)照林分，但兩者差異不顯著，而且N添加對(duì)DOC、DON含量的季節(jié)變化也沒(méi)有顯著的影響。DOC、DON含量隨土層深度的增加而減少，土層深度對(duì) DOC、DON含量有顯著影響（p<0.05）。土壤微生物量碳（MBC）和氮（MBN）含量隨土層深度增加顯著降低，并具有顯著的季節(jié)變化特征，其變化趨勢(shì)，N添加林分與對(duì)照林分相似，0~30 cm土層MBC含

6、量在夏季最高，秋季最低；0~10 cm土層MBN含量在春季和夏季較高，秋季最低；10~30 cm土層MBN含量冬季最低。土壤MBC與NH4+-N、NO3--N、全P、全N呈顯著正相關(guān)；MBN與NH4+-N、NO3--N、全P、全N呈顯著正相關(guān)，與含水率呈顯著負(fù)相關(guān)。DOC與NH4+-N、全P、全N呈顯著正相關(guān)，與含水率、全Mg呈顯著負(fù)相關(guān)，與Ca呈負(fù)相關(guān)；DON與NH4+-N、NO3--N、全P、全N呈顯著正相關(guān)，與全Mg呈顯著負(fù)相關(guān)，

7、與含水率、pH、EC、全Ca呈負(fù)相關(guān)。
　　N添加林分0~30 cm土層銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量均高于對(duì)照林分，并且隨著時(shí)間的變化，兩者差異增大。對(duì)照林分的土壤硝態(tài)氮含量一直保持較低的水平。說(shuō)明N添加林分土壤硝化作用較強(qiáng)，有效氮以硝態(tài)氮形式存在較多。
　　在0~20 cm土層中， N添加林分的氨化、硝化、礦化速,率均高于對(duì)照林分。兩種處理林分內(nèi)，礦化速率均在2014年5-7月達(dá)到全年最高值，在2013年10-12月兩種處理礦化速率

8、差異最顯著。硝化速率在兩種處理林分中的差異性大于銨態(tài)氮。
　　N添加林分與對(duì)照林分的土壤呼吸速率季節(jié)變化、日變化趨勢(shì)相似。土壤呼吸速率日變化在春季、夏季呈現(xiàn)明顯的波動(dòng)趨勢(shì)，而秋季和冬季土壤呼吸速率保持在較低的水平，日變化平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的峰值。土壤呼吸速率變化范圍在0.19~3.09μmol·m-2·s-1之間，夏季日平均土壤呼吸速率最高，冬季最低。N添加林分土壤呼吸速率日均值在0.29~1.91μmol·m-2·s-1之間，對(duì)照林

9、分在0.24~1.76μmol·m-2·s-1之間，春、夏季兩者間差異顯著，而秋、冬季差異不明顯。
　　N、P、K、Ca、Mg在杉木各組分的含量有較大差異，樹葉>樹枝>樹根>樹干。樹葉各養(yǎng)分含量均較高，樹干養(yǎng)分含量最低。樹葉中各養(yǎng)分含量大小依次為：N>Ca>K>Mg>P；樹枝各元素含量；為：Ca>K>N>Mg>P；樹干各元素含量大小為Ca>N>K>Mg>P；樹根各養(yǎng)分含量大小為：N>K>Mg>Ca>P。
　　林下植被中N、P

10、、K含量均高于杉木各器官中含量。營(yíng)養(yǎng)元素總含量的變化范圍為26.80~57.94 g·kg-1，高于杉木的9.37~36.36 g·kg-1。林下植被N含量12.32~21.94 g·kg-1，平均值為17.33 g·kg-1；P含量0.74~1.87 g·kg-1，平均值為1.37 g·kg-1；K含量9.58~23.31 g·kg-1，平均值為16.23 g·kg-1；Ca含量0.64~4.41 g·kg-1，平均值為2.44 g·