不同比例凋落物的分解動態變化研究

陳志鋒

(福建省南安市林業局，福建 南安 362300)

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不同比例凋落物的分解動態變化研究

陳志鋒

(福建省南安市林業局，福建 南安 362300)

為分析凋落葉多樣性對凋落物不同分解階段分解量及分解速率的影響，采用將不同混合比例的凋落物裝入分解尼龍網袋的方法，進行了野外分解實驗，結果表明：在不同分解階段，純杉木凋落葉的分解量均較低，這表明單一凋落葉組成可能不利于凋落葉的分解。同時，從凋落葉的分解速率來看，純杉木凋落葉在分解初期的分解速率較差，隨著分解時間的增加，杉木+馬尾松凋落葉的分解速率則較差。

凋落物分解；動態變化；杉木

1　引言

凋落物作為森林生態系統中連接土壤和地表植被的重要“紐帶”，具有保持土壤水分和肥力功效，在森林生態系統的養分物質循環中也有著重要作用[1，2]。從目前科研工作者關于凋落物的研究成果來看，主要是從不同類型森林生態系統的凋落物產量、養分含量及不同季節凋落物養分的歸還量等方面入手[3，4]。如春敏莉等以湖北神農架巴山冷杉天然林為研究對象，通過分析比較凋落物養分元素含量及歸還量的動態變化，發現凋落葉的歸還量，遠高于凋落物其余組分[5]。

杉木(Cunninghamialanceolate)是我國南方林業重要的速生用材樹種之一，在亞熱帶的自然分布和人工栽植面積都很廣闊。但長期以來由于杉木自身生長特征及傳統針葉化、純林化的營林模式，造成諸如水土流失、生物多樣性下降和抵御病蟲害能力弱等一系列生態問題。本文通過混合不同比例凋落葉，并在野外布設分解袋的方法，以期從凋落葉多樣性的層面分析出可作為杉木人工林的最佳混交樹種，從而為解決杉木人工林生物多樣性下降、水土流失和森林生態系統穩定性下降等一系列生態問題提供理論依據和研究基礎。

2　實驗地自然概況

實驗地設在福建南安市眉山鄉，位于東經118.39°，北緯24.96°，四季氣溫舒適，光照充足。試驗林為杉木人工林，林下植被主要以芒萁、蕨類等。在2015年5月在杉木人工林內隨機設置3個20 m×20 m的固定樣地，樣地基本信息如表1。

表1　樣地基本信息

3　研究方法

本文以杉木凋落葉為本底，并混合不同比例新鮮未分解的木荷、馬尾松、楠木凋落葉為實驗對象。在樣地內選取分解小區，去除地表活體植物和凋落物后，將裝有不同比例凋落物尼龍分解袋(規格為20 cm×20 cm)放置到分解小區中。實驗共設置一個純杉木凋落物對照(第Ⅰ組杉木(40 g)和7個處理，具體如下：第Ⅱ組(杉木(20 g)+木荷(20 g))、第Ⅲ組(杉木(20 g)+馬尾松(20 g))、第Ⅳ組(杉木(20 g)+楠木(20 g))、第Ⅴ組(杉木(20 g)+木荷(10g)+馬尾松(10 g))、第Ⅵ組(杉木(20 g)+木荷(10 g)+楠木(10 g))、第Ⅶ組(杉木(20 g)+馬尾松(10 g)+楠木(10 g))、第Ⅷ組(杉木(10 g)+木荷(10 g)+馬尾松(10 g)+楠木(10 g))，每個處理重復3次。樣品分別在布設的第100 d、181 d、267 d和354 d采用破壞式采樣采集樣品并帶回室內，去除分解袋表面泥土、石子等雜物后進行風干并稱取凋落物殘留量。

4　結果與分析

4.1不同比例凋落葉歸還量的動態變化

從圖1可以看出，隨著分解天數的增加，不同比例凋落葉的失重量均呈上升的趨勢。從分解的第100 d來看，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷、杉木+木荷+馬尾松+楠木和杉木+楠木的凋落葉；從分解的第181 d來看，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+楠木、杉木+木荷+楠木和杉木+木荷的凋落葉；從分解的第267 d來看，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+楠木、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷和杉木+木荷+楠木的凋落葉；而從分解的第354d而言，杉木凋落葉的失重量較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷+楠木、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+楠木和杉木+木荷的凋落葉。總體上看，在分解的第100 d、181 d、267 d和354 d，杉木凋落葉存留的生物量均高于其余7種處理。

圖1　不同比例凋落物失重量的動態變化

4.2不同比例凋落葉分解速率的動態變化

從圖2可知，不同比例凋落物在分解初期的分解速率在6.5%至9.1%間，隨著分解時間的增加，凋落葉的分解速率呈現先升后降的規律。從分解的第100 d來看，杉木凋落葉的分解速率較低，其次從低到高依次為杉木+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木+木荷、杉木+木荷+馬尾松+楠木和杉木+楠木的凋落葉；從分解的第181 d來看，杉木凋落葉的分解速率最低，其次從低到高依次為杉木+木荷+馬尾松、杉木+馬尾松+楠木、杉木+楠木、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+木荷的凋落葉；從分解的第267 d而言，杉木+馬尾松凋落葉的分解速率較低，其次從低到高依次為杉木+楠木、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木、杉木+木荷、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木的凋落葉；而分解的第354 d來看，杉木+馬尾松凋落葉的分解速率較低，其次從低到高依次為杉木+木荷+楠木、杉木+馬尾松+楠木、杉木、杉木+木荷+馬尾松、杉木+木荷+馬尾松+楠木、杉木+木荷和杉木+楠木的凋落葉。

5　結論

從本文的研究結果來看，在不同的分解階段，杉木凋落葉的失重量均低于以杉木凋落葉為本底，并混合不同比例凋落葉的處理。這表明從凋落葉多樣性的層面來看，凋落葉組成的多樣化有利于凋落葉的分解，有助于促進養分的歸還，從而保持土壤的肥力。而從混合不同比例凋落葉的失重量來看，在分解初期，杉木+楠木的凋落葉失重量雖然最大，但隨著分解時間的增加，在分解的第181 d、267 d及354 d，失重量最大的則分別為杉木+木荷、杉木+木荷+楠木和杉木+木荷的凋落葉。另一方面，從各分解階段不同處理凋落葉的分解速率而言，各凋落葉的分解速率呈現先升后降的規律。且在分解的第100 d和181 d純杉木凋落葉的分解速率較差。隨著分解時間的增加，在分解第267 d和354 d，分解速率較差的則均為杉木+馬尾松。

圖2不同比例凋落葉分解速率的動態變化

從凋落葉的層面來看，通過營造混交林從而增加杉木人工林的生物多樣性，對提高杉木人工林凋落葉的多樣性、加快凋落物的分解量，促進養分的歸還、保持土壤的肥力具有重要的實踐價值。但馬尾松、楠木、木荷哪個樹種為杉木混交林的最佳選擇？是否還存在其它樹種進行混交林的營造？這一系列的科學問題還有待于后續學者提供新的研究依據。

[1]榮俊東，王新屯，郭喜軍，等.沿海沙地吊絲竹林凋落物及養分動態研究[J].福建林業科技，2007，34(4)：59～62.

[2]盧立華，蔡道雄，賈宏炎，等.南亞熱帶7種林分凋落葉養分含量的年動態變化[J].林業科學，2009，45(4)：1～6.

[3]何帆，王得祥，雷瑞德，等.秦嶺林區主要樹種葉片凋落物性質的研究[J].西北林學院學報，2008，23(4)：30～33.

[4]春敏莉，謝宗強，趙常明，等.神農架巴山冷杉天然林凋落量及養分特征 [J].植物生態學報，2009，33(3)：492～498.

[5]萬猛，田大倫，樊巍，等.豫東平原楊-農復合系統凋落物的數量、組成及其動態 [J].生態學報，2009， 29(5)：2507～2513.

Study on the Dynamics Changes of Litter Decomposition in Different Proportions

Chen Zhifeng

(ForestryBureauofNan'anCity,Nan'an,Fujian352300,China)

Toanalyze the influence of diversity of litter leaf on different decomposition stages and rates, weadopted the method of mixing different proportions of litter into the nylon bag for field decomposition experiment. The results showed that: in different decomposition stages, pure litter decomposition rate of Cunninghamia lanceolatewas low, suggesting that the composition of single litter leaf might not be conducive to the decomposition of litter leaf. On the other side, for the litter leaf decomposition rate, the rate of pure Cunninghamia lanceolate litter in the initial stage of decomposition was poor, and with the increase of the decomposition time, decomposition rate of Cunninghamia lanceolate and Masson pine litter leaf was poor.

litter decomposition; dynamics changes; Cunninghamia lanceolate

2016-07-08

陳志鋒(1982—)，男，助理工程師，主要從事營林、森林資源管理工作。

S791

A

1674-9944(2016)15-0043-02