山杨和白桦天然林凋落物周转比较

白洪昌

(黑山县林业局，辽宁 锦州 121400)



山杨和白桦天然林凋落物周转比较

白洪昌

(黑山县林业局，辽宁 锦州 121400)

摘要通过对帽儿山白桦和山杨天然次生林凋落物产量、林地枯落物现存量及其周转时间进行研究，结果表明：(1)白桦林和山杨林的年凋落量分别为435 g�m-2和464 g�m-2，两种林型凋落物的主要组分均为叶，占60%以上，其次为枝和碎屑，繁殖器官最少；(2)白桦林总枯落物现存量为1 421 g�m-2，林地枯落物、小枝、未分解层和半分解层现存量各占1/3；山杨林总枯落物现存量为1 647 g�m-2，林地枯落物小枝、未分解层和半分解层现存量比例分别为25%、45%和30%；(3)白桦林小枝、叶、碎屑周转时间分别为17.4 a、1.6 a和8.1 a；山杨林小枝、叶、碎屑周转时间分别为6.9 a、12.5 a和11.5 a，白桦和山杨林总体周转时间接近，分别为3.3 a和3.5 a。

关键词山杨；白桦；天然林；森林凋落物

森林凋落物也称枯落物或有机碎屑，具体包括林内乔木和灌木的枯叶、枯枝、落皮和繁殖器官；野生动物的残骸及代谢产物；林下枯死的草本植物和枯死的树根。凋落物是森林生态系统中养分归还的主要途径之一。它对于维护土壤肥力，促进林木生长，保持森林生态系统物质的生物循环和养分平衡，都起着重要的作用。了解陆地生态系统地上枯落物的累积和分解过程对认识它的生态作用，通过管理地上枯落物调控陆地生态系统功能和服务有重要意义。凋落物量研究包括对凋落物产量(简称为凋落物量)和凋落物积累量(或称枯落物现存量)及其周转。

帽儿山地区是保护较为完好的天然次生林区，目前已经就主要林型的年凋落量、物种组成、季节动态、养分归还量和分解速率做了较为深入的研究。关于凋落量的研究多集中在季节变化[3-5]和空间变异方面，凋落物分解的也很多，但对凋落物周转的研究还不多见。本研究选择白桦和山杨天然次生林两个样地，研究了凋落物产量、林地枯落物现存量及其周转时间，有利于了解森林经营方式对土壤肥力的影响和林地生产力的维持机制。

1研究地概况和研究方法

1.1研究地概况

东北林业大学帽儿山实验林场，地理坐标为45°20′—45°25′ N、127°30′—127°34′ E。该地区年平均气温2.8 ℃，1月平均温度-19.6 ℃，7月平均气温20.9 ℃。土壤为典型暗棕壤。

1.2研究方法

设置2块20 m × 30 m样地，其中一块为白桦林，另一块为山杨林，平均胸径分别为6.29 cm和10.43 cm，密度分别为5 067株 hm-2和2 483株 hm-2。参照梁涛试验方法每个样地对角线设置5个1 m × 1m的凋落物收集器，每月收集1次。收集的凋落物带回实验室，分为叶、小枝、繁殖器官和碎屑各组分，并烘干称取质量。2009年5月初，收集林地0.5 m × 0.5 m枯落物，5个重复，分为小枝、未分解层、半分解层，烘干称取质量。

2结果与分析

2.1白桦林和山杨林凋落物组成

白桦林和山杨林的年凋落量非常接近，分别为435 g m-2和464 g m-2(表1)，两种林型凋落物的主要组分均为叶，占60%以上，其次为枝和碎屑，繁殖器官很少(≤4%)，这与上述东北地区的研究结果一致[3,6]。

表1　凋落物数量及组成　gm-2

表1　凋落物数量及组成　gm-2

林型叶小枝繁殖器官碎屑总计白桦林296(68%)28(6%)18(4%)39(9%)435(100%)山杨林299(64%)59(13%)3(1%)41(9%)464(100%)

括号内数字为占总凋落量的百分比

2.2白桦林和山杨枯落物现存量及组成

白桦林总枯落物现存量为1 421 g m-2，枯落物小枝、未分解层和半分解层现存量接近，各占1/3(表2)；山杨林总枯落物现存量为1 647 g m-2，比白桦林高226 g m-2；山杨林地枯落物小枝现存量为407 g m-2，略低于白桦林，比例降低至25%；未分解层现存量为736 g m-2，是白桦的1.6倍，比例也上升至45%。

表2　林地枯落物现存量及其组成　gm-2

表2　林地枯落物现存量及其组成　gm-2

林型小枝未分解层半分解层总计白桦林487(34%)469(33%)465(33%)1421(100%)山杨林407(25%)736(45%)504(30%)1647(100%)

括号内数字为占总凋落量的百分比

2.3白桦林和山杨林凋落物周转时间

考虑繁殖器官比较小，将凋落物的繁殖器官和碎屑合并成碎屑1个组分，分别计算出小枝、叶和碎屑的周转时间(表3)。白桦林小枝周转时间长达17.4 a，是山杨林小枝周转时间的2.5倍，而山杨叶周转时间是2.5 a，是白桦的1.6倍，碎屑为白桦的1.4倍，而白桦林和山杨林总体周转时间分别为3.3 a和3.5 a。3个组分之间的差异相互抵消，导致两种林型的林地枯落物整体周转时间接近。

表3　林地枯落物周转时间　a

3结论与讨论

凋落物是森林碳库的重要组成部分，也是森林生态系统物质循环和养分循环的重要环节，研究森林凋落物对了解森林生态系统碳、氮循环过程是非常重要的。

本文研究了白桦和山杨天然次生林凋落物产量、林地枯落物现存量及其周转时间，结果表明白桦林和山杨林的年凋落量十分接近，分别为435 gm-2和464 gm-2，两种林型凋落物的主要组分均为叶，其次为枝和碎屑，繁殖器官最少，这与张东来[10]等对山杨林的研究结果(427 gm-2)和张成林[11]等对白桦林的研究结果(399 gm-2)接近，但高于侯玲玲等对小兴安岭的白桦林(304 gm-2)和山杨林(326 gm-2)的研究结果，符合张新平等的空间格局。

对枯落物现存量的分析表明：白桦林总枯落物现存量为1 421 gm-2，林地枯落物、小枝、未分解层和半分解层现存量各占1/3；山杨林总枯落物现存量为1 647 gm-2，林地枯落物小枝、未分解层和半分解层现存量比例分别为25%、 45%和30%；未分解层和半分解层现存量明显大于吉林延边地区的天然林(467～513 gm-2)。

对凋落物的周转时间研究表明：白桦林小枝、叶、碎屑周转时间分别为17.4 a、1.6 a和8.1 a；山杨林小枝、叶、碎屑周转时间分别为6.9 a、12.5 a和11.5 a，白桦和山杨林总体周转时间接近，分别为3.3和3.5 a。

参考文献：

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Comparison on Turnover of Litter for Natural Forest ofPopulusdavidianaandBetulaplatyphylla

Bai Hongchang

(Bureau of Forestry in Heishan County,Liaoning Province,Jinzhou 121400,China)

AbstractLitter yield,standing crop of forest litters and turnover time of Populus davidiana & tula platyphylla in Maoer mountain were studied.Result shows that (1) the amount of annual litter of Betula platyphylla & Populus davidiana is 435 & 464 gm-2,the main component of two types of forest leaf litter are more than 60 percent,followed by branches and debris,reproductive organs minimum;(2) the standing crop of total litter for Betula platyphylla forest is 1 421gm-2,forest litter,twigs,undercomposed layer and the layer of semi-decomposed biomass constituted 1/3;the standing crop of total litter of Populus davidiana is 1 647 gm-2,forest litter of twigs are not decomposed layer and the layer of semi-decomposed biomass ratio is 25%,45% and 30%,respecticely;(3) turnaround time of twig,leaves,debris for Betula platyphylla is 17.4 a,1.6 a and 8.1 a;twigs,leaves,debris turnaround time of Populus davidiana is 6.9 a,12.5 a & 11.5 a.The total turnover time of Betula platyphylla & Populus davidiana is so near,being 3.3 & 3.5 a.

Key wordsPopulus davidiana;Betula platyphylla;natural forest;forest litter

文章编号：1005-5215(2016)07-0021-02

收稿日期：2016-05-04

作者简介：白洪昌(1968-)，男，辽宁建平人，大专，工程师，现从事山地植被保护与修复工作.

中图分类号：S792.153

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.005