当前位置:首页 >> 农林牧渔 >>

落叶松人工林凋落物分解及其N


第 35 卷第 2 期
2006 年 3 月

吉          林 林 业 科 技
J ILIN FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY

文章编号 :1005 - 7129 (2006) 02 - 0015 - 04    中图分类号 :S15119 + 4    文献标识码 :A

/>
落叶松人工林凋落物分解及其 N 、 、 养分归还 P K
张秀娟 ,谷家存 ,李真顺
1 2 3

江大学生命科学院 ,湖北 荆州   434025)

摘要 : 采用埋袋法研究了落叶松 (17 a 生) 两种不同来源凋落物 ( 地下部分死亡的细根和地上部分凋落叶

   和养分循环始终是森林生态系统研究的 C
1

核心问题 。凋落物的分解是森林土壤有机质 的主要来源 ,又是土壤营养元素的主要补给者 , 在维持土壤肥力 、 促进森林生态系统正常的物
收稿日期 :2006 - 01 - 09

作者简介 : 张秀娟 ( 1979 - ) , 女 , 河北保定人 , 助教 , 硕 士 ,主要从事根系生理生态方面的教学与研究 1

— 15

片) 的分解 。结果表明 ,细根的年分解量为 20714 kg? - 2 ,占凋落物年分解总量的 3213 % 。细根 N 、 、 hm P K 关键词 : 兴安落叶松 ; 凋落物分解 ; 细根 ; 养分归还
) Forestry University , Harbin 150040 , China ;3. College of Life Science , Yangtze University ,Jinzhou 434025 ,China Abstract : We measured decomposition of fine roots ( ≤ mm) and leaves litter in Larix Gmelini stand (17 yr - old) 2
-2

养分归还量分别是凋落物总归还量的 3214 % 、13 % 、 15 % 。细根在林地 C 和养分循环中占重要地位 。 9 19
and accounted for 3213 % of total litter decomposition1 Respective amount of N , P , and K returned to soil from fine stantial contribution to soil organic matter and which play an important role in nutrient cycling of forest ecosystem 1 Key words : Larix gmelini ;litter decomposition ;fine roots ;nutrient return roots was 3214 % 、13 % 、 15 % of the total return1 It concluded that fine roots has the capability of making a sub 9 19 2 using buried litterbags method1 The results showed that annual decomposition mass of fine roots was 20714 kg? hm (11College of Horticulture and Gardening , Yangtze University ,Jinzhou ,434025 ,China ; 2 Forest College , Northeast 1 ,

(11 长江大学园艺园林学院 ,湖北 荆州   434025 ;21 东北林业大学林学院 ,黑龙江 哈尔滨   150040 ;3. 长



Study on litter decomposing and nutrient returning (NΠ Π ) in Larix gmelini plantation P K
ZHANG Xiu - juan , G Jia - cun ,LI Zhen - shun U
1 2 3

质生物循环和养分平衡等方面起着重要的作 用
[2~4 ]

。凋落物包括地上部分的枯枝落叶和地
[5~7 ]

下部分死亡的细根

。由于人们对地上部分

Vol135   13 No Mach12006

凋落物的认识较早 , 已经对其进行了大量研 究
[8 ]

。相对而言 ,人们对地下细根的认识较晚 。

近 20 a 来 ,国外林学 、 生态学界提出 , 细根死亡 和分 解 是 林 地 C 和 养 分 的 另 一 重 要 补 给 途 径
[9~10 ]

。将地上部分和地下部分凋落物结合起

来进行研究才是深入认识林地养分循环的必由 之路
[4 ]

,但是当前将它们结合起来进行的研究
[2 ]

尚不多见



落叶松 ( L arix gmelini ) 是我国东北地区最 重要的工业用材树种 ,50 a 来 ,人工林已发展到
210 × hm 左右 ,占东北人工林比例的 55 % 。 10
6 2

研究该树种凋落物分解可以认识土壤中 C 和 养分的转化规律 , 可以为指导落叶松人工林培 育提供重要的理论依据 。

1 研究方法

11 1 研究地点

研究地点位于东北林业大学帽儿山实验林

场 ( 45° ′ 45° ′ , 127° ′ 127° ′E) 。该 21 ~ 25 N 30 ~ 34

2019 ℃。年 降 雨 量 723 mm , ≥10 ℃的 积 温 2 526 ℃,生长季 120~140 d 。试验标准地设置 112 凋落物分解试验 11211 细根分解试验 cm 、 树高为 9 m 、 冠幅为 715 m 。林下土壤为暗
2

地区属温带大陆性季风气候 , 年平均温度 218 棕色森林土 , 立地条件相对一致 。设置 2 块标 准地 ,面积 20 m × m , 分别在每块标准地选 30 本试验采用埋袋法 ( Buried litterbags) 研究
[4 ,11 ]

在海拔 480~500 m17 a 生的落叶松人工纯林内

上 、 、 3 个 ( 2 m × m) 样方进行埋根试验 。 中 下 2

细根分解

系洗净 ,晾至自然含水量 ,测定细根水分含量的

目的是将细根鲜重换算为干重 。将细根 ( < 2 均为 10 cm 的尼龙网袋 ( 80 目) 内
[4 ]

mm) 剪成 5 cm 长的根段 , 称取 610 g 装入长宽

埋入样方 10 cm 深的土层中 , 表层覆盖林地凋 落物 。每个样方埋细根 3 袋 。于 1 a 后取样 ,

取样时拆开网袋 ,拣出新长入的根 ,采用土壤筛
(40 目) 冲洗根系 , 剩余的根系于 65 ℃烘箱中

烘 12 h 后测定干重 ,粉碎后用于化学成分的分 析。

(株行距 115 m × 10 m) , 当前落叶松胸径为 9 2

℃,1 月份平均温度 - 1916 ℃,7 月份平均温度 。2002 年 5 月 , 在林地内挖取根 。分解袋平

N 、 质量分数降幅分别为 1171 mg? P g

11212 凋落叶片分解试验 113 化学成分分析 114 养分归还量的计算

采用圆形凋落物收集器进行凋落物的收
2

2 结果与分析

211 细根和凋落叶片初始养分质量分数和分解 1 a 后养分质量分数

1188 倍 。经过 1 a 的分解后 , 细根 N 质量分数 212 细根和凋落叶片的年凋落量和养分归还量

集 ,收集器由纱网缝制 , 面积为 015 m , 网的孔 集器 ,自落叶松开始凋落叶片起每隔 15 d 收集 时测定凋落叶片的含水量 , 通过测定含水率将 率和养分释放依据张彦东等 得凋落叶片的养分归还量 。
[12 ]

径为 1 mm 。在每块标准地内随机设置 6 个收 一次 ,共收集 3 次 。将收集到的凋落物称重 ,同 凋落叶片鲜重转换成干重 。凋落叶片的分解速

已发表数据 ,求

全 N 测定采用凯氏法 ,全 P 采用钼锑抗比
[13 ]

色法 , K 采用火焰光度计法



根据下列公式计算细根和凋落叶片分解的
[14 ]

养分归还量

: 养分归还量 = ( 死细根生物量

× 最初养分元素含量) —( 分解残留量 × 残留细

根养分元素含量)

分析凋落物的化学成分是认识其养分归还

的前提 。化学成分分析结果 ( 表 1 ) 表明 , 总体 上看 ,细根初始 N 质量分数是凋落叶片 N 质量

分数的 1147 倍 ,细根和凋落叶片初始 P 质量分 数相当 , 凋落叶片 K 初始质量分数为细根的 变化不大 , P 质量分数增加了 0139 mg ? g 的质量分数降低了 4127 mg ? g ? g
- 1 - 1 - 1 - 1

, K

; 凋落叶片的

在对凋落物的研究过程中 ,凋落量 、 分解速
[5 ]

率和养分释放是最为重要的方面

来看 ,叶片的凋落量为细根的 2146 倍 , 细根分 解率为凋落叶片的 1118 倍 ( 表 2) , 凋落叶片的 — 16 —

分解量为细根的 2140 倍 。凋落叶片释放 N 、 P

, K 质量分数为 7 10 mg? g

- 1

,降幅最大 。

。从凋落量

、147 mg 0

3213 % 、 14 % 。细根 K 养分的归还量为凋落 32
表1 凋落物种类 细根 分解时间 初始 分解 1 a 后 初始 凋落叶片 分解 1 a 后 表2 凋落物种类 细根 凋落量
68618 2819

3 讨论

30 %~40 % ,在一些生态系统中归还土壤的 N 高

分别 为 细 根 的 2108 、169 倍 , 占 总 归 还 量 的 9
凋落叶片 细根所占的比例 ( %)
   : 凋落量为土钻法连续取样获得死亡细根凋落量 [5 ] 。 注

凋落物初始和分解 1 a 后的养分 (N 、、) 质量分数 P K
-1 N ( mg? ) g

细根和落叶的分解量和 N 、、 养分归还量 P K

凋落 、 分解与养分归还量 ( kg? - 2 ? - 1 ) hm a 分解量
20714 43416 3213

分解率 ( %)
3012 2517

凋落物按其来源可以分为地上部分枯枝落
[12 ,13 ]

叶和地下部分死亡的细根

是森 林 生 态 系 统 中 C 和 养 分 循 环 的 重 要 环 2819 % 。在此范围之内 ,落叶松细根年分解量为 [16 ,17 ] 节 。细根 ( < 2 mm) 是树木从土壤中吸收矿 68618 kg? - 2 , 低于温达志 [2 ] 等对鼎湖山南亚 hm 质营养和水分的主要器官 。由于细根的寿命 ( 尤 热带季风常绿阔叶林 、 针阔混交林细根年分解量 其是根尖的寿命 ) 较短 , 且细根中含有大量营养 物质 ,其死亡和分解过程释放大量营养元素
[18 ]

细根周转 (fine roots turnover) 归还土壤 C 是地上 283127 kg? - 2 ) , 但远远高于廖利平等 [14 ] 对火 hm
- 2 hm ) 。从细根归还的 N 量来看 , 细根周转每年 - 2[19 ]

部分凋落物的 4 ~ 5 倍 , 对土壤 C 库贡献高达 力楠 ( Michelia macclurei ) 的 研 究 结 果 ( 369 kg ? 于地上部分 18 %~45 %
[9 ]

, 因此 , 其对生态系统

生物地球化学循环的影响作用已远超过枯枝落 叶松细根分解年释放 N 量为 2167 kg? - 2 ,可能 hm 叶的影响 。如果忽略细根的生产 、 周转和分解 , 土壤有机物质和营养元素的周转将被低估 20 % mm 以上的细根所致 。通过与其他学者的研究 ~80 %
[19 ]



— 17



1 69110

,凋落物分解过程

,

11159 11103 7187 6116

的生产向林地输入的生物量占总输入 ( 细根生产 和地上枯落物输入) 的 612 %~8817 % ,本研究中 落叶 松 细 根 ( ≤2 mm) 输 入 量 是 总 输 入 量 的
(分别为 1 310 kg? - 2 、 170 kg? - 2 ) , 也低于 hm hm 1
[2 ]

陈金林等

能为土壤提供 N 255~290 kg? hm

是由于没有考虑到根系的分泌物 、 以及直径在 2 结果进行对比 ,发现细根的研究具有很大的不确

叶片的 4112 倍 ,占归还 K 总量的 1915 % 。
-1 P ( mg? ) g -1 K ( mg? ) g

归还 N 量
2167 5157

张小全等

[20 ]

对空青山次生栎林的研究结果 ( 2

32140

总结国内外已发表数据 , 细根

1154 1193 1155 1108

归还 P 量
0113 1126 9130

4162 0135 8170 1170

归还 K 量
3105

,本研究落

12158 19150

定性 ,如树种 、 、 气候 研究方法等的差异导致结果 twigs : Effects of wood type ( beech and ash) , diameter , site of 可比性差 。因此 , 笔者认为 , 只有采用比较一致 能深入探讨树种 、 气候等生物因素和非生物因素 的方法进行细根研究 , 其结果才具有可比性 , 才 163 (1) : 13 - 241 对细根分解动态的影响 ,这有待于进一步解决 。
参考文献 环 [M]1 北京 : 气象出版社 ,19971 态学杂志 ,2004 ,23 (1) :60 - 641
Res ,1986 , 1 :167 - 1801 exposure and macro fauna exclusion [J ]1 Plant and Soil ,1994 , roots [J ]1 Ecology , 2000 ,81 (1) : 275 - 2801 [12 ] 张彦东 , 王庆成 , 李清林 1 水曲柳落叶松纯林与混 [M]1 北京 : 中国标准出版社 ,19961 - 8441 [22 ] 陈金林 , 许新健 , 姜志林 , 等 1 空青山次生栎林细 (4) :5 - 81 [13 ] 董 鸣 , 王义凤 1 陆地生物群落调查观测与分析 [16 ] 王 娓 , 郭继勋 1 松嫩草原碱茅群落环境因素与凋 [21 ] 温达志 , 魏 平 , 张佑昌 ,等 1 鼎湖山南亚热带森林 [14 ] 廖利平 , 杨跃军 , 汪思龙 , 等 1 杉木 ( Cunninghamia [15 ] 程云环 ,韩有志 , 王庆成 1 落叶松人工林细根动态 [20 ] 张小全 , 吴可红 1 森林细根生产和周转研究 [J ] 1

composition in Hawaiian forest : effect of nutrient availability [J ]1 Oecologia ,1999 ,121 (3) :564 - 5731

凋落物及其养分归还量的影响 [J ] ,应用生态学报 ,2004 ,
15 (7) :1121 - 11251

position and nitrogen mineralisation patters in Quercus leuco2
trichphora and Pinus roxburghii forest in central Himalaya [J ]1

tion: comparisons of climate and litter quality effects [ J ] 1 Oecologia ,2001 ,129 (3) : 407 - 4191

bon cycling in mature Norway spruce , Maine , U1S1A1 [J ] 1 Can J For Res ,2003 ,33 (2) : 339 - 3501

生态学杂志 ,1992 ,11 (4) :46 - 491

根周转的研究 [J ]1 应用生态学 ,1993 , 4 (3) :241 - 2451
Forest Ecology and Management ,2000 ,131 : 191 - 1991

mass loss of Pinus sylvestris needle litter in Swedish pine forests as influenced by climate and litter quality [J ] 1 Scand J For

[1 ] 陈灵芝 ,黄建辉 ,严昌荣 1 中国森林生态系统养分循 [3 ] 王 勤 ,徐小牛 ,平田永二 1 不同坡位对琉球松人工林

lanceolata) 、 火力楠 ( Michelia macclurei ) 纯林及其混交林细

[2 ] Ostertag R , Hobbie S E , Early stages of root and leaf de2 [ 5 ] 林 波 ,刘 庆 ,吴 彦 ,等 1 森林凋落物研究进展 [J ]1 生 [7 ] 单建平 , 陶大立 , 王 淼 , 等 1 长白山阔叶红松林细 [6 ] 单建平 , 陶大立 1 国外对树木细根的研究动态 [J ] 1 [ 8 ] Meentemeyer V , Berg B1 Regional variation in rate of [ 9 ] Usman S , Singh S P , Rawat Y S , et al1 Fine root decom2 [ 10 ] Cronan C S1 Belowground biomass , production , and car2

342 - 346

[4 ] Silver W L , Miya R K G 1 lobal patterns in root decomposi2

fine roots of Pinus kesiya and turnover of organic matter , N and P of coarse and fine pine roots and herbaceous roots and rhi2 [19 ] Vogt K A , Grier C C , Vogt D J1 production , turnover ,

[11 ] Scheu S , Schauermann J1 Decomposition of roots and

zomes in subtropical pine forests stands of different ages [J ]1 Biology Fertilization Soils , 2002 ,35 (4) : 238 - 2461 1998 ,17 (2) :1 - 61 world forest [M]1 Advance in Ecological Research , 19861

29 (3) : 403 - 4101

交林的枯叶分解动态 [J ] 1 东北林业大学学报 , 1999 ,27 根分布 、 分解与养分归还 [J ] 1 生态学报 , 1999 ,19 ( 3 ) : 林业科学 ,2001 ,37 (3) :126 - 1381 根周转 [J ]1 南京林业大学学报 ,1999 ,23 (1) : 6 - 101 与土壤资源有效性关系研究 [J ] 1 植物生态学报 , 2005 , 细根分 解 干 物 质 损 失 和 元 素 动 态 [J ] 1 生 态 学 杂 志 ,

落物分解季节动态 [J ]1 应用生态学报 , 2001 ,12 (6) : 841

[17 ] John B , Pandey H N , Tripathi R S , Decomposition of

[18 ] G ordon W S , Jackson R B , Nutrient concentration in fine

and nutrient dynamics of above - and belowground detritus of

( 责任编辑   孙镜明)

— 18




相关文章:
塞罕坝落叶松人工林抚育间伐生态效益刍论
塞罕坝落叶松人工林抚育间伐生态效益刍论_林学_农林牧渔_专业资料。塞罕坝落叶松人工林抚育间伐生态效益刍论 摘要: 本文主要结合塞罕坝林场研究首先简要介绍了抚育...
马尾松凋落物分解过程中的微量元素释放动态
以 12 a 生马尾松人工林为研究对象,采用网袋分解法...2.2 凋落物分解过程中的养分含量及残留率变化动态...再加上马尾松林的 c/n、木质素/n 以及萜类物质...
人工林主要造林树种土壤质量退化机制与防治技术
调节落叶松人工林凋落物分解与林地积累的矛盾,达到维持地力平衡和提高林地 生产...定量的标明了叶片中 N、 P、 K、 Ca、Mg 的最佳养分浓度和临界值。投入的...
人工林地力衰退研究综述
落叶松人工林郁闭后林分郁闭度近 1.0,林下光 照...大于灌木,灌木大于乔木,同时林 下植被的凋落物分解...土壤中有机质和 n、 p、k 含量略有增加,肥力有...
林学初级作业
如土壤有机质的C/N比可能比目前高出 20%~40%,...每年大量凋落物来不及分解, 从而导致有机碳在土壤...我国现有的人工林主要是杉木、落叶松、松、桉树、...
袁欢欢
微生物分解过程中, 气态 C 素不断消失, 但是 N 素仍 保持在凋落物残体中,...落叶松人工林凋落物与土壤肥力变化的研究[J].应用生态学 报,1998,9(6):581...
不同森林类型凋落物C、NSC、N、P、K含量研究
不同森林类型凋落物C、NSC、N、P、K含量研究_职业...现保存着一定的人工林群落及 不同森林类型的次生...这可能是因为凋落物经过了一段时间的微生物分解 ...
林地抚育管理技术
施肥、灌溉、排水、林地间作、保护林 地凋落物等。...表1-1 60年生的兴安落叶松林不同水湿程度的3个...(g/kg) N P2O5 3.8 0.8 5.6 1.8 4.8 1.3 ...
第四章 种群和群落单元提升练习(人教版必修三)
灰线小卷蛾幼虫以落叶松松针为食,幼虫摄食对松 树...t0→t1,植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中...(2)通过人工林建设的园林景观构建,既改善了生态环境...
第一章 抚育间伐的理论基础
林下阴暗,凋落物分解缓慢,地力下降。 2、通过早期...树种特性:喜光树种(落叶松、山杨、白桦、樟子松)...及对象: 概念:在幼龄林阶段后期,在人工林或天然林...
更多相关标签:
凋落物分解 | x n 1因式分解 | a n b n 因式分解 | x的n次方 1因式分解 | n的阶乘分解质因数 | x的n次方加1因式分解 | rsa 知道e和d 分解n | rsa 知道私钥分解n |