四川岷江上游典型森林生態(tài)系統(tǒng)C、N格局與動態(tài).pdf

1、岷江上游地區(qū)是我國一個重要的大尺度、復合型生態(tài)過渡帶，也是生態(tài)系統(tǒng)脆弱區(qū)，研究其森林生態(tài)系統(tǒng)C、N格局與動態(tài)，對人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可持續(xù)性以及生物生產(chǎn)力的提高具有重要意義。本文通過建立固定林分標準地和干擾試驗小區(qū)，在測算林分生物量和定期取樣(植物和土壤)分析基礎上，研究岷江上游四種典型人工林(連香樹Cercidiphyllumjaponicum、云南松Pinusyunnanensis、糙皮樺Betulautilis和云杉Picea

2、asperata)生態(tài)系統(tǒng)C、N格局、凋落葉C、N釋放及養(yǎng)分N生物循環(huán)特征。另外，通過對林地人為施加C源(蔗糖)和N源(硝酸銨)來進行干擾，對森林生態(tài)系統(tǒng)的C、N動態(tài)變化規(guī)律進行定位跟蹤研究。取得的主要結果和結論如下： 1.森林生態(tài)系統(tǒng)C、N格局 (1)林木干材N含量最低，葉最高。同一林木N分布格局：連香樹：葉＞根＞枝＞皮＞干；糙皮樺、云南松和云杉規(guī)律一致，即葉＞枝＞根＞皮＞干。不同林地林木各器官N累積有很大差異。林木各

3、器官中C含量相差不大，干中稍高。同一林木C分布格局：連香樹：干＞枝＞根＞葉＞皮；云南松：干＞葉＞果＞枝＞根＞皮；糙皮樺：葉＞根＞干＞枝＞皮；云杉：皮＞干＞葉＞枝＞根。林地枯落物中C、N含量顯著低于活立木。 (2)不同森林生態(tài)系統(tǒng)N總貯量大小順序為：云南松8694.12kg/hm2、云杉7461.72kg/hm2、連香樹6043.50kg/hm2、糙皮樺5075.64kg/hm2，其中林木層占4.74％-10.74％，枯落物層占0

4、.14％-0.69％，土壤N貯量占88.57％-94.58％。不同森林生態(tài)系統(tǒng)有機C總貯量大小順序為：云杉155.447t/hm2、云南松135.171t/hm2、連香樹118.486t/hm2、糙皮樺112.293t/h2，其中林木層占37.75％-51.18％，枯落物層占0.42％-3.6％，土壤層占46.70％-61.83％。 2.森林生態(tài)系統(tǒng)的N循環(huán)動態(tài) 四種典型人工林N循環(huán)表現(xiàn)出歸還量大于存留量。由循環(huán)系數(shù)和周

5、轉期可知，糙皮樺林地N元素歸還快，循環(huán)強度大。由利用系數(shù)可知，針葉林(云南松和云杉)對N元素利用率比闊葉林(連香樹和糙皮樺)高。四種人工林群落吸收系數(shù)和歸還系數(shù)都相對較小，其林木N的吸收和歸還對土壤N庫影響不大。 3.森林凋落葉分解過程中C、N釋放動態(tài) 林地凋落葉在分解初期干重損失最快。由凋落葉失重率、分解速率常數(shù)及其分解過程中C、N釋放量規(guī)律可以得出，糙皮樺凋落葉分解最快，其次為連香樹、云杉、云南松。在分解整個過程中，

6、C元素處于單調凈釋放狀態(tài)，且隨時間的延續(xù)而增加；N釋放量除云杉林地在240d內是負值外，其他三種林地均為正值，呈現(xiàn)釋放狀態(tài)。 4.森林生態(tài)系統(tǒng)C、N格局對外源性C、N干擾的響應 (1)施C、N均能提高連香樹、云南松和糙皮樺生活葉中C含量，且前兩樹種有隨施入量增加而增大的趨勢。施C有利于云杉生活葉中C增加，施N則相反。施N能明顯增加連香樹生活葉N含量，輕度C、N干擾可提高云杉葉N含量，各干擾對云南松葉中N效果不明顯。

7、 (2)施C、N對不同林地土壤C、N影響不同：連香樹重度干擾、云南松輕度C干擾、云杉輕度C、N干擾能提高其土壤C、N含量。相關分析表明，土壤微生物量C、N與土壤有機C、N存在顯著的線性相關。土壤C/N比對MB-C有較大的負作用，有機C和MB-C有正相關作用。 (3)施C、N能明顯提高連香樹林地凋落葉失重率，云南松林地效果不明顯，對云杉在前期有促進作用，對糙皮樺有抑制作用。N和輕度C干擾能增加連香樹林地凋落葉分解中C釋放量；C和

8、輕度N干擾對云南松C釋放有促進作用；C、N干擾能增加云杉C釋放量，而抑制其N釋放，對連香樹N釋放有促進作用，對糙皮樺林地C、N釋放均有抑制作用；輕度C、N干擾有利于云南松林地凋落葉分解過程中N釋放。 總之，本文研究了四種典型森林生態(tài)系統(tǒng)土壤層、林木層和凋落物層的C、N格局，并探討了N循環(huán)過程。首次通過外源性C、N干擾試驗，研究其對森林生態(tài)系統(tǒng)C、N格局影響，以及對凋落葉分解中C、N釋放規(guī)律的影響，為森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)營管理和森林的