滨海沙地不同树种人工林生物量及凋落物碳氮养分归还

基于福州市滨海后沿沙地上营造的人工林的调查,以9年生尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、纹荚相思(Acacia aulacocarpa)3种主要人工林为对象,采用Monsi分层切割法(乔木层)和样方收获法(草本层、凋落物层)获取这3种人工林的生物量,研究其生物量分配格局及凋落物碳氮养分归还。结果表明,尾巨桉乔木层地上部分生物量为49.950t·hm^-2,地下部分生物量为15.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.08%和18.98%;草本层生物量为0.698t·hm^-2(0.87%);凋落物层生物量为14.539t·hm^-2(18.07%)。木麻黄乔木层地上部分生物量为51.630t·hm^-2,地下部分为20.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.65%和24.60%;草本层生物量为0.017t·hm^-2(0.02%);凋落物层生物量为10.488t·hm^-2(12.73%)。纹荚相思乔木层地上部分生物量为51.130t·hm^-2,地下部分为13.760t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的64.43%和17.34%;草本层生物量为0.093t·hm^-2(0.12%);凋落物层生物量为14.369t·hm^-2(18.11%)。3种人工林地上各器官生物量均表现为:树干>树枝>树皮>树叶。这3种人工林生态系统总生物量与乔木层生物量排序相同,表现为木麻黄(82.40t·hm^-2)>尾巨桉(80.46t·hm^-2)>纹荚相思(79.35t·hm^-2),且生物量分配格局均为乔木层>凋落物层>草本层。3种人工林的净生产力表现为木麻黄(16.21t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(14.00t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(12.51t·hm^-2·a^-1)。凋落物碳氮养分年总归还量表现为木麻黄(3.953t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(3.329t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(2.751t·hm^-2·a^-1)。     

滨海沙地纹荚相思人工林凋落物及养分归还动态研究

2011年10月至2012年9月,通过对福建长乐滨海沙地纹荚相思人工林凋落物量进行为期12个月的定位监测,并对凋落物养分特征及归还动态进行研究。结果表明,纹荚相思人工林年凋落物量为5.3 t/hm2,具有明显的季节动态,呈单峰型,最大值出现在2012年6月;叶子是凋落物的主要形式,占总凋落物量的67.85%,其次是落枝、杂叶、碎屑、杂果、落果、花、杂枝、皮;5种营养元素在凋落物中的平均含量大小表现为NKCaMgP。5种元素的年通量大小为127.98kg/(hm2·a),其中氮元素年通量最大,为75.63 kg/(hm2·a),磷元素年通量最小,为2.24kg/(hm2·a);纹荚相思人工林叶凋落物N、P、K、Ca、Mg 5种养分元素的归还动态模式相似,归还量均在7月达到最大值,Fe、Mn、Zn、Cu 4种微量元素的年归还量为1.272、2.261、0.192、0.023kg/(hm2·a)。凋落物各组分中微量元素Mn含量最高,其次是Fe、Zn,而Cu最低。     

滨海沙地厚荚相思和木麻黄人工林凋落物碳归还规律

通过对滨海沙地9年生厚荚相思和木麻黄人工林凋落物收集、养分测定和分析,研究它们的碳归还规律。结果表明:厚荚相思和木麻黄人工林年凋落物量分别为7 616 kg/hm2和8 218 kg/hm2;厚荚相思凋落物碳的年归还量为3 863kg/hm2,略高于木麻黄的3 825 kg/hm2;凋落叶是凋落物的主要成分;厚荚相思凋落物碳归还季相动态规律为夏季>春季>冬季>秋季,春季和冬季变化不明显;木麻黄人工林表现为夏季>春季>秋季>冬季。2个树种的春季凋落物碳归还量差异不明显,夏季明显高于其他3个季节。凋落叶碳归还是森林生态系统碳回归的主要途径。运用Duncan法检验,木麻黄凋落物碳的归还量在夏季和冬季与其他3季相比为差异显著(P<0.05),厚荚相思和木麻黄在相同季节凋落物碳的归还量差异不显著。研究结果能够为科学评价森林生态系统固碳效益提供依据。     

沿海沙地小叶龙竹林凋落物分解及养分归还动态

对沿海沙地小叶龙竹林的凋落物及养分月动态特征进行连续观测分析,研究结果表明,竹林凋落物量月动态波动较大,峰值分别出现在2004年10月、2005年4月和9月,2005年1月和7月处于低谷.凋落物各营养元素组分平均值大小为N>K>P.N、K养分含量月动态变化幅度相对较大,P变化相对平稳.凋落物N年归还总量最高,K年归还量次之,P年归还量最低.凋落叶分解速度最快,分解6个月残留率为51.43%,竹枝分解速度最慢,6个月后残留率为83.27%.分解1 a后竹叶残留最少,笋箨其次,竹根残留的最多.应用二次方程对小叶龙竹各器官分解剩余量与分解时间的关系进行拟合得出模拟方程.     

中龄和老龄杉木人工林凋落物量及养分归还

为揭示中龄和老龄杉木人工林在凋落物量及养分归还方面的差异,对福建省南平市王台镇溪后村安曹下16年生和88年生杉木人工林进行了2 a的研究。结果表明,16年生和88年生杉木人工林年均凋落物量分别2 879.2、3 070.3kg.hm-2,凋落物各组分中落叶和落枝所占比重较大,16年生杉木人工林在杉木部分凋落量大于88年生,其它组分凋落量均小于88年生。2个林分凋落物养分含量各组分大小顺序基本表现为:N>K>P,16年生和88年生杉木人工林N、P、K年归还量分别为27.693、1.160、3.703 kg.hm-2和33.280、1.907、6.369 kg.hm-2。16年生和88年生杉木人工林凋落物量分别在2007年2月、11月,2006年11月以及2007年5月表现出2个明显峰值,2个林分N、P、K归还量动态变化趋势大致与各自凋落物量变化规律一致。     

南亚热带海岸沙地不同林分凋落物量及养分归还

2016年1—11月,在福建省东山赤山国家森林公园内利用凋落物搜集器法对尾巨桉、厚荚相思、湿地松和木麻黄4种人工林凋落物的凋落物量及其动态变化、养分归还量及其动态变化进行研究。结果表明:南亚热带4种人工林的年凋落物量为7.3～10.1 t·hm~(-2),木麻黄的年凋落物量显著高于湿地松、尾巨桉和厚荚相思。4种林分年凋落物量的动态变化模式均为单峰型,峰值均出现在夏季,厚荚相思峰值出现在7月,其他3种林分均出现在9月,峰值月凋落物量占年凋落物量27.2%～38.3%。凋落物各组分中凋落叶所占比重最大(68. 3%～76. 0%),其次是枝(6. 3%～17. 8%)和其他组分(7. 0%～12.1%)。4种林分每年归还养分为3 932.6～4 900.3 kg·hm~(-2),凋落物各组分养分归还量从大到小顺序为叶>枝>其他组分>花果,各养分的归还量大小顺序为C>N>K>P。4种林分C、N、P、K动态变化模式均为单峰型,归还峰值也均出现在夏季,养分归还量动态变化与凋落物量动态变化趋势相同。     

滨海沙地吊丝单竹林凋落物分解及养分动态研究

对福建省漳州东山滨海沙地吊丝单竹林凋落物分解及其营养动态进行分析,结果表明：竹叶凋落物的分解失重呈先快后慢的趋势,而竹枝和笋箨的分解失重呈现快-慢-快的变化规律;其中竹叶分解速率最大,竹枝和笋箨分解速率相近;凋落物分解失重过程中N和P呈现出升-降-升的变化规律,而K在前期流失强烈,中期平缓,后期略有回升,但变化不大;N,P,K元素的流动性在凋落物分解过程中,表现为K〉N〉P的顺序．     

3种相思人工林凋落物量及其碳归还动态

通过对福建省平和天马国有林场3种相思人工林凋落物的数量及其组成进行为期1a的定位监测,同时分析凋落物不同组分含碳率,估算出凋落物碳的年归还量及其季节动态。结果表明,黑木相思林的年凋落物量最大,约为7338.28kg·hm-2,其次为卷荚相思林和马占相思林;凋落叶在凋落物中占绝对优势,分别占总凋落物的65.32%、83.71%和68.10%。3种相思人工林凋落物的月变化均呈双峰型季节变化。卷荚相思林、黑木相思林和马占相思林凋落物碳年归还量分别为2875.79、3641.37和2964.91kg·hm-2,卷荚相思林凋落物碳归还季节变化表现为秋季>夏季>冬季>春季;黑木相思林表现为春、夏和秋3个季节较大,冬季较小;马占相思林表现为秋季>夏季>春季>冬季。     

罗望子人工林凋落量及养分归还特征

通过对金沙江干热河谷元谋县境内2种不同林分的罗望子人工林的年凋落量和养分归还进行分析和研究,结果表明:罗望子人工林成林和嫁接林年凋落量分别为9.61和3.44t·hm-2,落叶比例分别是41.75%和73.79%。成林凋落量月变化表现为不规则的三峰类型,凋落最高峰出现在3月份,其余2个弱峰出现在5月份和11月份。嫁接林凋落量月变化表现为双峰类型,凋落最高峰出现在3月份,另一个弱峰出现在11月份。罗望子自身的生物学特性是影响林地凋落量年动态的内在主导因子,3种气候因子对凋落量的年动态影响较小。凋落物养分归还与林分和凋落物的组分有明显的相关性,且均以N、K、Ca归还最多,Cu归还最少。成林中,落叶、落花和落果是N、P、K、Cu归还的主要来源,落叶是Ca、Mg、Fe归还的主要来源。嫁接林中,落叶是所有养分归还的主要来源。与其他亚热带人工林相比,罗望子人工林凋落量大,养分归还量高,有较好的自养能力,是金沙江干热河谷和类似区域植被恢复与生态系统修复的优势林地,同时,也是促进区域经济发展的一种较佳林地类型。     

贵州喀斯特生态系统不同恢复阶段凋落物及碳氮归还动态

凋落物是森林生态系统碳库重要组成部分,通过对贵州普定喀斯特生态系统5种不同恢复阶段(稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林、乔灌过渡林、次生乔木林)植物群落凋落物总量、凋落物组成(叶、枝、花果等)特征、凋落物月动态及碳氮归还量进行了一年的定位观测。结果显示,正向演替的各群落年凋落量分别为726.0、3811.6、5161.0、4378.8和4604.8kg.hm-²;随着群落演替发展,各群落凋落物总量呈现出先升高后缓降。其中凋落叶量占凋落总量的64.2%~74.9%,凋落枝量占总凋落物的11.4%~18.1%,花果等凋落量占9.8%~19.5%,花果等凋落量与群落演替阶段显著正相关。群落演替初期凋落量月动态呈单峰型,而群落演替中后期凋落量月动态呈双峰型;各演替群落的叶凋落物与总凋落物的月动态基本一致。C、N含量总体上表现为花果等凋落物>叶凋落物>枝凋落物。5种演替群落总凋落物C、N的年归还总量与其年凋落总量显著正相关。     

早春植物凋落物分解及养分归还

以吉林省吉林市磨盘山落叶阔叶林中早春植物为研究对象,对全叶延胡索(Corydalis repens)、多被银莲花(Anemone raddhotoma)、朝鲜顶冰花(Gagea lutea)进行野外分解试验,研究分解过程及其特点,探讨早春植物的养分循环规律。对落叶阔叶林中3种主要早春植物凋落物进行分解试验,朝鲜顶冰花的分解速率最快,为0.034 8 g/(g·d);多被银莲花次之,为0.024 0 g/(g·d);全叶延胡索最慢,分解速率为0.023 0 g/(g·d)。朝鲜顶冰花分解最快,完全分解需要86 d;多被银莲花为124 d;分解最慢的是全叶延胡索,需要130 d。     

日本中部风景林凋落物量、养分归还量

研究了日本中部的3个风景林－常绿针叶林、常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林的凋落物，养分归还量和养分利用效率。常绿针叶林、常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林的年凋落量分别为7562、6023和5565kg/hm^2，养分年归还量分别为233．87、125．20t 140.23kg/hm^2，各养分中N、K和Ca的归还量大于P和Mg叶的养分归还量占养分年归还量的64．19％－79．29％。常绿针叶林和常绿阔叶林中 Mg的利用效率高，表明Mg可能是这2种风景林生长的限制因子。     

水曲柳人工林凋落物分解及其N、P、K养分归还

采用埋袋法研究了水曲柳(17年生)两种不同来源凋落物(地下部分死亡的细根和地上部分落叶)的分解.结果表明,细根的年分解量为663.3 kg·hm-2,占到凋落物年分解总量的29.5%.细根N、P、K养分归还量分别是凋落物总归还量的72.7%、34.5%、39.1%.由此可见,细根在林地C和养分循环中占重要地位.     

不同林龄巨尾桉人工林土壤养分变化

对福建省漳州市1－6 a的巨尾桉（Eucalyptus urophylla×E．grandis）人工林土壤（0－60 cm）养分进行研究。结果表明：桉树人工林土壤pH随林龄增加而升高,有效硼的变化规律与pH相反;土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量及阳离子交换量均表现为随林龄增加而显著下降,随土层深度增加而下降（全钾含量随土层深度增加而升高）。相关关系分析发现, pH与土壤有机质、全氮、有效钾、有效硼呈显著或极显著负相关关系。主成分分析法对土壤肥力进行评价,林分土壤肥力得分依次为：1a＞2a＞3a＞4a＞6a。影响土壤肥力的主要因子是全钾、有机质、全磷、水解氮、有效硼。因此,在桉树人工林经营过程中,应注重测土配方施肥和营养诊断施肥;注重无机肥、有机肥、菌肥的配施;注重对磷肥、硼肥的施用,控制地力衰退。     

杉木人工林的养分归还动态

４２年生杉木人工林的年凋落量为３０８３．９ｋｇ／ｈｍ２，在一年中的５月和１１月出现两次高峰．凋落物中主要营养元素的年归还量为７２．１３８ｋｇ／ｈｍ２，其归还量大小顺序为Ｃａ＞Ｎ＞Ｍｇ＞Ｋ＞Ｐ．降水在杉木人工林中引起的养分淋溶也是养分归还的一个重要方面，五种营养元素的年总淋溶量为７１．２８９ｋｇ／ｈｍ２，在２月和５月亦出现两次高峰，淋溶量大小顺序为Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ，而Ｎ和Ｐ出现负值，表明两者被林冠层直接吸收．     

林下套种阔叶树的马尾松林凋落物生态学研究 Ⅱ.凋落物养分归还动态

在马尾松林下分别套种拉氏栲、青栲、闽粤栲、格氏栲和苦槠,形成针阔混交异龄林.对上述5个混交林群落以及马尾松纯林的凋落物进行每月定期收集、取样和化学分析.结果表明,凋落物各组分的养分含量存在较大差异,N、P、K、Ca、Mg的含量范围分别为0.325%～1.298%、0.024%～0.097%、0.037%～0.655%、1.277%～3.540%、0.235%～0.610%.枯叶中N、P、K的含量表现出一定的季节格局,但Ca和Mg的动态规律不明显.不同的群落类型,凋落物中各养分元素的年归还总量大小均为:Ca>N>Mg>K>P,其大小范围依次为99.3～188.18kg·hm-2、20.62～67.46kg·hm-2、16.24～40.59kg·hm-2、3.9～13.08kg·hm-2、1.95～4.07kg·hm-2.上述5个混交林群落凋落物中的养分年归还总量分别为238.05kg·hm-2、213.77kg·hm-2、223.93kg·hm-2、289.90kg·hm-2、304.12kg·hm-2,而马尾松纯林为142.01kg·hm-2.所研究的5个混交林群落,其养分归还量表现出比较明显的双峰型季节动态.各养分元素之间稍有不同,但总的来说,第1峰值出现在2～4月份,第2峰值则出现在8～9月份.     

不同密度巨桉人工林凋落物分解过程中基质质量的变化

【目的】研究林分密度对巨桉(Eucalyptus grandis)人工林凋落物木质素和纤维素降解及基质质量组成的影响。【方法】收集巨桉人工林凋落物(叶和直径3~5mm的枝),部分凋落物在65℃烘干至恒质量并测定含水量、纤维素、木质素、C、N、P;部分自然风干后装入尼龙分解袋中,将分解袋置于稀疏(833株/hm2,株距×行距=1.5m×8m)、中密(1 333株/hm2,株距×行距=1.5m×5m)和高密(2 222株/hm2,株距×行距=1.5m×3m)巨桉林中自然分解,凋落叶于分解第60,120,180,210,240,300,360天取样,凋落枝于第90,180,270,360天取样,测定凋落物中养分、纤维素、木质素含量,计算碳/氮、木质素/氮、纤维素/氮、碳/磷、木质素/磷、纤维素/磷值,并采用Olson负指数衰减模型对木质素和纤维素残留率进行拟合。【结果】经过360d的分解,同一密度巨桉人工林凋落物中木质素的降解率小于纤维素的降解率。其中稀疏林凋落叶中木质素、纤维素的降解率分别为82.41%和93.77%,而凋落枝中木质素、纤维素的降解率分别为39.12%和65.65%。木质素、纤维素残留率拟合结果表明,分解系数k随着林分密度的增大而减小,稀疏林凋落物中木质素和纤维素质量损失50%和95%所需时间均短于高密林和中密林。随着巨桉林密度的减小,凋落物木质素和纤维素降解率增大,凋落物C/N减小,其中稀疏林的凋落叶、枝中C/N较初始值分别下降了12.73%和47.24%。凋落叶中木质素/N、C/P、木质素/P和凋落枝中纤维素/N、纤维素/P随着林分密度的减小而减小。【结论】四川华西雨屏区巨桉人工林凋落物分解过程中,不同林分密度对巨桉林凋落物基质质量有明显影响。     

氮沉降对城市森林凋落物养分元素含量及其耦合性的影响

目前,氮沉降增加呈现全球化趋势,影响森林生态系统生物地球化学循环过程,已成为生态和环境研究的热点内容之一。为探讨氮沉降增加对城市森林凋落物养分含量的影响,进一步认识城市森林养分循环过程,为区域城市化进程的生态风险评估提供科学依据,本研究以安徽省合肥市蜀山国家森林公园凋落物为研究对象,在连续3年模拟氮沉降实验后（氮添加设置3种水平,分别为对照组：0 kg·hm^-2·a^-1、CK;低氮：50 kg·hm^-2·a^-1、LN;高氮：100 kg·hm^-2·a^-1、HN）,研究氮沉降对城市森林凋落物（枝叶果碎）养分元素含量及其耦合性的影响。结果表明：（1）不同施氮水平下,凋落果内CK与HN中C元素含量,凋落叶中CK与LN、碎中LN与HN两组中N元素含量差异显著（P＜0.05）。（2）凋落物不同组分间,N沉降显著影响Ca元素含量（P＜0.05）,对C元素含量无显著影响;凋落枝组分间K含量差异显著（P＜0.05）,凋落叶与其他各组间N含量差异显著（P＜0.05）,凋落果与其他各组间P含量差异显著（P＜0.05）;凋落叶与凋落果间Mg元素差异显著。（3）N沉降对各组分间的C/N、C/P、N/P等生态化学计量比无显著性影响,但对凋落叶、凋落果中C/N值有显著抑制作用（P＜0.05）。（4）N沉降显著影响C、N间相关性及Ca、Mg间相关性,且均表现为LN显著增强相关性,HN显著抑制相关性;N沉降显著增强了P、K间的相关性,而显著降低了K与Ca、Mg的相关性。（5）N沉降对C/N与N/P、C/P与N/P间的耦合性有显著影响,且均表现为LN显著增强生态化学计量比间的耦合性,HN显著降低二者耦合性。研究结果为城市森林凋落物养分循环过程对N 沉降的响应提供了理论依据。     

沿海沙地厚荚相思和木麻黄凋落叶分解及养分释放

采用野外分解网袋法对沿海沙地9年生厚荚相思（Acacia crassicarpa）和木麻黄（Casuarina equisetifolia）林分凋落叶的分解速率和养分释放进行了研究。结果表明:厚荚相思和木麻黄凋落叶6-8月分解速率最快,但残留率差异不显著（p>0.05）。用Olson衰减指数模型推算分解50%和95%所需时间,厚荚相思为1.10 a和4.73 a,木麻黄为1.14 a和4.93 a。2种凋落叶N、P和Ca元素在分解末期的质量分数均高于初始质量分数,C、K和Mg均低于初始质量分数。凋落叶分解速率与C、Mg初始质量分数、C/N和C/P比呈极显著负相关（p<0.01）,与N、P初始质量分数呈极显著正相关,与K质量分数呈显著负相关（p<0.05）,与Ca初始质量分数呈显著正相关。在滨海沙地2种凋落叶各营养元素在分解末期均表现出释放特征,厚荚相思凋落叶养分总释放率K>Mg>C>Ca>N>P,木麻黄则为Mg>K>C>Ca>N>P。厚荚相思凋落叶N、P质量分数高,养分净释放相对较多,可以作为改造沿海沙地木麻黄纯林的混交树种。