合肥市蜀山森林公園森林凋落物研究.pdf

1、凋落物是森林碳庫的重要組成部分，是森林生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的重要環(huán)節(jié)之一，對森林系統(tǒng)養(yǎng)分良性循環(huán)有重要意義，同是與二氧化碳濃度增加導致的全球變化密切相關。本文通過研究合肥市主要生態(tài)公益林之一的蜀山森林公園凋落物，四種林型凋落物地表存量和養(yǎng)分含量、分解速率和養(yǎng)分歸還量以及凋落物內N濃度、P濃度、K濃度、C/N、C/P變化趨勢來揭示森林生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)和碳循環(huán)過程。 研究表明，不同林型地表凋落物存量存在明顯差異，最大的14000kg/

2、hm<'2>，最小的為8500kg/hm<'2>，前者是后者的1.6倍。以凋落葉為例，在四種林型中所占百分比表現為，麻櫟林>闊葉混交林>針葉闊葉混交林>楓香林；凋落葉和枝占地表凋落總量的絕大部分。各組分在地表凋落量所占百分比表現的規(guī)律基本一致，葉>枝>生殖器官>雜物。經過估算，針葉闊葉混交林的凋落物現存量為10400kg/hm<'2>，闊葉混交林為9300kg/hm<'2>，麻櫟純林為14000kg/hm<'2>，楓香純林為8400kg

3、/hm<'2>。大蜀山森林公園成片林區(qū)凋落物現存量總量為4314620kg，平均為9873kg/hm<'2>，地表凋落物量的養(yǎng)分有機碳C、全N、全P、和全K平均含量分別為469.3g/kg、12.7g/kg、0.6g/kg和4.4g/kg。初步得到大蜀山森林公園森林凋落物中的養(yǎng)分含量，其中有機碳C含量約為2027871.4kg，全N約為54920.8kg，全P約為2398.9kg全K約為18889.4kg。 對四種林型年凋落物研

4、究發(fā)現，凋落葉和枝占凋落總量的絕大部分，所占百分比在85％-92％之間，表現出凋落葉>枝>生殖器官>雜物(或雜物>生殖器官)的組成特征。蜀山森林公園年凋落總量約為3830102kg，平均年凋落量約為8765kg/hm<'2>。其中楓香林為10796 kg·hm<'-2>·a<'-1>，麻櫟林的為9623 kg·hm<'-2>·a<'-1>，闊葉混交林的為9757kg·hm<'-2>·a<'-1>，針葉闊葉混交林的為7588 kg·hm<

5、'-2>·a<'-1>。不同林型的年凋落物量差異是顯著的，最大的是最小的1.4倍，因此計算一個地區(qū)的森林年凋落量時，按林型進行統(tǒng)計是必要的，否則研究結果就會存在顯著誤差。四種林型的凋落節(jié)律表現出一致的規(guī)律，出現兩次凋落高峰，且第一次峰值比第二次低。對凋落節(jié)律作方差分析的結果顯示，樣品的整體差異是極其顯著的，時間和森林類型對凋落節(jié)律影響也是極其顯著的。 通過對四種林型凋落物的分解速率作方差分析表明時間對凋落物分解速率影響是極顯著的

6、，而森林林型對凋落物分解的影響也是顯著的。凋落物分解50％需時間分別為337，525，365，742d；分解95％需要時間為1.3，3.8，6.0，8.6a。 四種林型凋落物內的碳、N、P、K、C/N、C/P比隨著分解的進行呈現出一定的規(guī)律，C濃度都有降低，但是下降幅度不大。N濃度隨分解的進行變化趨勢相同，表現為緩慢遞增—遞減—迅速遞增，經過一年的分解，N濃度都有所增加，但是N濃度變化的百分率存在差異；P濃度隨分解的進行都表現出

7、波動性，而麻櫟林與針闊混林波動幅度大，另兩種林型波動幅度小，但是一年后，P濃度都有增加。楓香林和麻櫟林凋落物中的K濃度的變化趨勢一致：緩慢下降—緩慢增加，闊葉混林凋落物的K濃度表現為緩慢下降，而針闊混林凋落物的K濃度表現出波動的趨勢，凋落物的K濃度經過一年的分解有明顯的下降。但是四種林型養(yǎng)分隨分解的進行變化趨勢表明，混交林并未表現出混交的效應。凋落物的C/N隨分解的進行變化趨勢顯示基本一致：緩慢降低—增加—快速下降，但隨著分解的進行，一

8、年后C/N值都下降了。而凋落物分解速率變化趨勢是慢—快—慢，因此C/N比的變化趨勢與分解速率的變化是非常耦合的；楓香林和闊葉混林的C/P比變化趨勢基本一致，升降很平緩，呈現出緩慢降低趨勢；而另兩種林型凋落物的C/P比波動較大，整體上，這兩種林型凋落物表現出升高—下降的趨勢。經一年分解后，其C/P比都有下降。但并表現出混交林的混交效應。經過計算，楓香林凋落物 N 歸還量約為 55.05kg·hm<'-2>·a<'-1>，麻櫟林約為29.0

9、6kg·hm<'-2>·a<'-1>，闊葉混林約為27.62kg·hm<'-2>·a<'-1>，針闊混林約為15.69kg·hm<'-2>·a<'-1>。據此初步估算大蜀山森林凋落物的年釋放養(yǎng)分總量，N 約為13920.08kg、P約為988.69kg、K約為10914.94kg和C為893667.70kg。因此說明凋落物為森林持續(xù)、健康發(fā)展提供了大量養(yǎng)分，在森林系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中扮演一個重要角色。 結果表明，土壤呼吸速率與土壤的C

10、/N，土壤地表溫度，土壤有機質，50cm高空氣相對濕度，50cm高大氣溫度存在極顯著的關系，而與土壤含水量不相關，所以土壤呼吸速率受諸多因子的影響，是諸多因素共同作用的結果。以楓香林為例，土壤呼吸速率在4個季節(jié)分別為0.3323g·m<'-2>·min<'-1>，0.7613g·m<'-2>·min<'-1>，0.4903g·m<'-2>·min<'-1>，0.3334g·m<'-2>·min<'-1>，全年平均為0.4681g·m<'