三种相思树人工林凋落物养分归还功能及碳平衡研究森林培育学专业论文.docxVIP

福建农林大学博士论文摘 福建农林大学博士论文 摘 要 相思树种是世界广泛引种的重要速生树种，在我国南方短周期工业原料林建设、林地可 持续经营和丰富林木种质资源等方面具有重要的作用和地位。人工林凋落物养分归还是林分 有机物产生的首要过程，养分的利用、循环和流动是有机物和土壤系统内部及其相互之间的 枢纽，养分元素循环在维持人工林生态系统格局及形成最大生产力及生物量产出的过程中具 有极其重要作用。鉴于有关相思人工林凋落物养分归还功能和碳平衡的研究缺乏系统性，相 关报道亦较少。本研究选择位于福建省漳州市平和天马国有林场的6．5a生卷荚相思(Acacia concinnatai)、黑木相思(Acacia melanoxylon)和马占相思(Acacia mangiun)为研究对象，从2006 年8月起，进行为期一年的生态定位研究，开展凋落物收集、凋落物分解和土壤表面C02 释放量等数据采集等野外作业，并结合土壤和植株养分等室内分析，掌握相思人工林生物量 分配格局，探讨相思人工林凋落物养分(N、P、K和C)的归还规律，评估相思人工林碳 汇能力，为指导相思人工林科学经营管理和闽南山地的可持续经营提供科学依据，为我国应 对未来的国际气候变化谈判提供基础数据。主要得出以下结论： (1)卷荚相思单株生物量最高，分别是黑木相思和马占相思单株生物量的1．34和1．59 倍。3种相思单株各器官所占比例大小顺序均为树干树根树皮树枝树叶。卷荚相思林分 生物量最大，明显高于黑木相思和马占相思。在林分生物量组成中，乔木层所占的比例均最 大，在87．06％～91．11％之间，凋落物的贡献仅次于乔木层，在6．48％～6．97％之间； 一j靠镡- (2)卷荚相思、黑木相思和马占相思年凋落物量分别为6171．49、7338．28和6102．16 kg·hraa，凋落叶在凋落物中占绝对优势，分别占总凋落物量的65．32％、83．7l％和68．10％。 3种相思人工林总凋落物量的月变化均呈双峰模式； (3)卷荚相思和马占相思凋落物的N、P的年归还量相近，但均显著低于黑木相思 (po．05)，与总凋落物量的大小顺序相似。而3种相思人工林K的年归还量大小排序表现 为马占相思(22．28kg·lam-2·a．1)卷荚相思(19．96kg．hm-2·a-1)黑木相思(17．76kg-hm?·一)． 3种相思人工林凋落物的养分年归还量大小顺序均表现为：NKP。黑木相思凋落物碳的年 归还量最大，分别是卷荚相思和马占相思的1．27和1．23倍。卷荚相思凋落物碳归还季节变 化的大小顺序表现为秋季夏季冬季春季，黑木相思凋落物碳归还的季节变化表现为春、 夏和秋三个季节凋落物碳的归还量较大，马占相思凋落物碳归还的季节变化表现为夏季和秋 季有较大的归还量，在春季和冬季有较小的归还量。； (4)分解1a后凋落叶的干重残留率从小至大依次为马占相思、黑木相思、卷荚相思和 木荷(Schima Superba)(当地的地带性植被木荷(作为对照))．与凋落叶相比，凋落枝在分 解过程表现更为平稳，不过其分解动态与凋落叶相似。凋落枝分解la后，它们干重残留率 从小至大依次为马占相思、黑木相思、卷荚相思和木荷； (5)3种相思人工林和木荷凋落叶在分解过程中C、K浓度均表现为递减的趋势， P 三种相思人工林凋落物养分归还功能与碳平衡研究浓度则表现为递增趋势，而N浓度表现为无规则的波动，波动幅度不大；凋落枝在分解过 三种相思人工林凋落物养分归还功能与碳平衡研究 浓度则表现为递增趋势，而N浓度表现为无规则的波动，波动幅度不大；凋落枝在分解过 程中除C表现为明显的下降趋势，N、P、K浓度的变化均远较凋落叶复杂，可能是由于器 官的差异引起的： (6)3种相思人工林和木荷凋落叶和凋落枝在分解过程中的C、N均表现为明显的净 释放。在所有林分中，马占相思凋落叶的K的释放量最大，而其凋落枝K释放量小，表现 为净吸存。卷荚相思和木荷凋落叶、枝在分解过程中P的释放与分解时间相关性较弱，没有 达到显著水平(p如．05)，甚至表现为净吸存。除了马占相思凋落枝外，各养分的释放速率 的大小顺序为：l【l(爿【ckN； (7)黑木相思凋落物C的释放量高于卷荚相思和马占相思。黑木相思凋落物N的释放 量最高，而卷荚相思最低。3种相思人工林K释放量的大小顺序为：马占相思、卷荚相思和 黑木相思。卷荚相思凋落物P则表现为净吸存，每年吸收0．45 kg．hm2，黑木相思和马占相 思均表现为净释放，每年分别释放2．27 kg．1lnl-z和1．65 kg·hm-2； (8)对凋落物的初始养分与土壤养分进行相关分析，发现土壤容重与凋落叶的初始养 分存在负相关，土壤有机碳与凋落叶的初始养分正相关。凋落叶初始N含量与土壤全N、 土壤水解性N以及土壤速效K存在正