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

1、岷江上游地區(qū)是我國(guó)一個(gè)重要的大尺度、復(fù)合型生態(tài)過(guò)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(dòng)態(tài)，對(duì)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(guò)建立固定林分標(biāo)準(zhǔn)地和干擾試驗(yàn)小區(qū)，在測(cè)算林分生物量和定期取樣(植物和土壤)分析基礎(chǔ)上，研究岷江上游四種典型人工林(連香樹(shù)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(guò)對(duì)林地人為施加C源(蔗糖)和N源(硝酸銨)來(lái)進(jìn)行干擾，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的C、N動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行定位跟蹤研究。取得的主要結(jié)果和結(jié)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(shù)：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(shù)：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?yàn)椋涸颇纤?694.12kg/hm2、云杉7461.72kg/hm2、連香樹(shù)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(jī)C總貯量大小順序?yàn)椋涸粕?55.447t/hm2、云南松135.171t/hm2、連香樹(shù)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(dòng)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(zhuǎn)期可知，糙皮樺林地N元素歸還快，循環(huán)強(qiáng)度大。由利用系數(shù)可知，針葉林(云南松和云杉)對(duì)N元素利用率比闊葉林(連香樹(shù)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(duì)較小，其林木N的吸收和歸還對(duì)土壤N庫(kù)影響不大。 3.森林凋落葉分解過(guò)程中C、N釋放動(dòng)態(tài) 林地凋落葉在分解初期干重?fù)p失最快。由凋落葉失重率、分解速率常數(shù)及其分解過(guò)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(shù)、云杉、云南松。在分解整個(gè)過(guò)程中，

6、C元素處于單調(diào)凈釋放狀態(tài)，且隨時(shí)間的延續(xù)而增加；N釋放量除云杉林地在240d內(nèi)是負(fù)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(duì)外源性C、N干擾的響應(yīng) (1)施C、N均能提高連香樹(shù)、云南松和糙皮樺生活葉中C含量，且前兩樹(shù)種有隨施入量增加而增大的趨勢(shì)。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(shù)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(duì)云南松葉中N效果不明顯。

7、 (2)施C、N對(duì)不同林地土壤C、N影響不同：連香樹(shù)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(guān)分析表明，土壤微生物量C、N與土壤有機(jī)C、N存在顯著的線性相關(guān)。土壤C/N比對(duì)MB-C有較大的負(fù)作用，有機(jī)C和MB-C有正相關(guān)作用。 (3)施C、N能明顯提高連香樹(shù)林地凋落葉失重率，云南松林地效果不明顯，對(duì)云杉在前期有促進(jìn)作用，對(duì)糙皮樺有抑制作用。N和輕度C干擾能增加連香樹(shù)林地凋落葉分解中C釋放量；C和

8、輕度N干擾對(duì)云南松C釋放有促進(jìn)作用；C、N干擾能增加云杉C釋放量，而抑制其N(xiāo)釋放，對(duì)連香樹(shù)N釋放有促進(jìn)作用，對(duì)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(guò)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(guò)程。首次通過(guò)外源性C、N干擾試驗(yàn)，研究其對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)C、N格局影響，以及對(duì)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(yíng)管理和森林的