不同比例凋落物的分解动态变化研究

陈志锋

(福建省南安市林业局，福建 南安 362300)



不同比例凋落物的分解动态变化研究

陈志锋

(福建省南安市林业局，福建 南安 362300)

为分析凋落叶多样性对凋落物不同分解阶段分解量及分解速率的影响，采用将不同混合比例的凋落物装入分解尼龙网袋的方法，进行了野外分解实验，结果表明：在不同分解阶段，纯杉木凋落叶的分解量均较低，这表明单一凋落叶组成可能不利于凋落叶的分解。同时，从凋落叶的分解速率来看，纯杉木凋落叶在分解初期的分解速率较差，随着分解时间的增加，杉木+马尾松凋落叶的分解速率则较差。

凋落物分解；动态变化；杉木

1　引言

凋落物作为森林生态系统中连接土壤和地表植被的重要“纽带”，具有保持土壤水分和肥力功效，在森林生态系统的养分物质循环中也有着重要作用[1，2]。从目前科研工作者关于凋落物的研究成果来看，主要是从不同类型森林生态系统的凋落物产量、养分含量及不同季节凋落物养分的归还量等方面入手[3，4]。如春敏莉等以湖北神农架巴山冷杉天然林为研究对象，通过分析比较凋落物养分元素含量及归还量的动态变化，发现凋落叶的归还量，远高于凋落物其余组分[5]。

杉木(Cunninghamialanceolate)是我国南方林业重要的速生用材树种之一，在亚热带的自然分布和人工栽植面积都很广阔。但长期以来由于杉木自身生长特征及传统针叶化、纯林化的营林模式，造成诸如水土流失、生物多样性下降和抵御病虫害能力弱等一系列生态问题。本文通过混合不同比例凋落叶，并在野外布设分解袋的方法，以期从凋落叶多样性的层面分析出可作为杉木人工林的最佳混交树种，从而为解决杉木人工林生物多样性下降、水土流失和森林生态系统稳定性下降等一系列生态问题提供理论依据和研究基础。

2　实验地自然概况

实验地设在福建南安市眉山乡，位于东经118.39°，北纬24.96°，四季气温舒适，光照充足。试验林为杉木人工林，林下植被主要以芒萁、蕨类等。在2015年5月在杉木人工林内随机设置3个20 m×20 m的固定样地，样地基本信息如表1。

表1　样地基本信息

3　研究方法

本文以杉木凋落叶为本底，并混合不同比例新鲜未分解的木荷、马尾松、楠木凋落叶为实验对象。在样地内选取分解小区，去除地表活体植物和凋落物后，将装有不同比例凋落物尼龙分解袋(规格为20 cm×20 cm)放置到分解小区中。实验共设置一个纯杉木凋落物对照(第Ⅰ组杉木(40 g)和7个处理，具体如下：第Ⅱ组(杉木(20 g)+木荷(20 g))、第Ⅲ组(杉木(20 g)+马尾松(20 g))、第Ⅳ组(杉木(20 g)+楠木(20 g))、第Ⅴ组(杉木(20 g)+木荷(10g)+马尾松(10 g))、第Ⅵ组(杉木(20 g)+木荷(10 g)+楠木(10 g))、第Ⅶ组(杉木(20 g)+马尾松(10 g)+楠木(10 g))、第Ⅷ组(杉木(10 g)+木荷(10 g)+马尾松(10 g)+楠木(10 g))，每个处理重复3次。样品分别在布设的第100 d、181 d、267 d和354 d采用破坏式采样采集样品并带回室内，去除分解袋表面泥土、石子等杂物后进行风干并称取凋落物残留量。

4　结果与分析

4.1不同比例凋落叶归还量的动态变化

从图1可以看出，随着分解天数的增加，不同比例凋落叶的失重量均呈上升的趋势。从分解的第100 d来看，杉木凋落叶的失重量较低，其次从低到高依次为杉木+马尾松、杉木+木荷+马尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+马尾松+楠木、杉木+木荷、杉木+木荷+马尾松+楠木和杉木+楠木的凋落叶；从分解的第181 d来看，杉木凋落叶的失重量较低，其次从低到高依次为杉木+马尾松、杉木+木荷+马尾松、杉木+木荷+马尾松+楠木、杉木+马尾松+楠木、杉木+楠木、杉木+木荷+楠木和杉木+木荷的凋落叶；从分解的第267 d来看，杉木凋落叶的失重量较低，其次从低到高依次为杉木+马尾松、杉木+楠木、杉木+木荷+马尾松、杉木+木荷+马尾松+楠木、杉木+马尾松+楠木、杉木+木荷和杉木+木荷+楠木的凋落叶；而从分解的第354d而言，杉木凋落叶的失重量较低，其次从低到高依次为杉木+马尾松、杉木+木荷+马尾松、杉木+马尾松+楠木、杉木+木荷+楠木、杉木+木荷+马尾松+楠木、杉木+楠木和杉木+木荷的凋落叶。总体上看，在分解的第100 d、181 d、267 d和354 d，杉木凋落叶存留的生物量均高于其余7种处理。

图1　不同比例凋落物失重量的动态变化

4.2不同比例凋落叶分解速率的动态变化

从图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%间，随着分解时间的增加，凋落叶的分解速率呈现先升后降的规律。从分解的第100 d来看，杉木凋落叶的分解速率较低，其次从低到高依次为杉木+马尾松、杉木+木荷+马尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+马尾松+楠木、杉木+木荷、杉木+木荷+马尾松+楠木和杉木+楠木的凋落叶；从分解的第181 d来看，杉木凋落叶的分解速率最低，其次从低到高依次为杉木+木荷+马尾松、杉木+马尾松+楠木、杉木+楠木、杉木+木荷+马尾松+楠木、杉木+马尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+木荷的凋落叶；从分解的第267 d而言，杉木+马尾松凋落叶的分解速率较低，其次从低到高依次为杉木+楠木、杉木+木荷+马尾松+楠木、杉木、杉木+木荷、杉木+木荷+马尾松、杉木+木荷+楠木、杉木+马尾松+楠木的凋落叶；而分解的第354 d来看，杉木+马尾松凋落叶的分解速率较低，其次从低到高依次为杉木+木荷+楠木、杉木+马尾松+楠木、杉木、杉木+木荷+马尾松、杉木+木荷+马尾松+楠木、杉木+木荷和杉木+楠木的凋落叶。

5　结论

从本文的研究结果来看，在不同的分解阶段，杉木凋落叶的失重量均低于以杉木凋落叶为本底，并混合不同比例凋落叶的处理。这表明从凋落叶多样性的层面来看，凋落叶组成的多样化有利于凋落叶的分解，有助于促进养分的归还，从而保持土壤的肥力。而从混合不同比例凋落叶的失重量来看，在分解初期，杉木+楠木的凋落叶失重量虽然最大，但随着分解时间的增加，在分解的第181 d、267 d及354 d，失重量最大的则分别为杉木+木荷、杉木+木荷+楠木和杉木+木荷的凋落叶。另一方面，从各分解阶段不同处理凋落叶的分解速率而言，各凋落叶的分解速率呈现先升后降的规律。且在分解的第100 d和181 d纯杉木凋落叶的分解速率较差。随着分解时间的增加，在分解第267 d和354 d，分解速率较差的则均为杉木+马尾松。

图2不同比例凋落叶分解速率的动态变化

从凋落叶的层面来看，通过营造混交林从而增加杉木人工林的生物多样性，对提高杉木人工林凋落叶的多样性、加快凋落物的分解量，促进养分的归还、保持土壤的肥力具有重要的实践价值。但马尾松、楠木、木荷哪个树种为杉木混交林的最佳选择？是否还存在其它树种进行混交林的营造？这一系列的科学问题还有待于后续学者提供新的研究依据。

[1]荣俊东，王新屯，郭喜军，等.沿海沙地吊丝竹林凋落物及养分动态研究[J].福建林业科技，2007，34(4)：59～62.

[2]卢立华，蔡道雄，贾宏炎，等.南亚热带7种林分凋落叶养分含量的年动态变化[J].林业科学，2009，45(4)：1～6.

[3]何帆，王得祥，雷瑞德，等.秦岭林区主要树种叶片凋落物性质的研究[J].西北林学院学报，2008，23(4)：30～33.

[4]春敏莉，谢宗强，赵常明，等.神农架巴山冷杉天然林凋落量及养分特征 [J].植物生态学报，2009，33(3)：492～498.

[5]万猛，田大伦，樊巍，等.豫东平原杨-农复合系统凋落物的数量、组成及其动态 [J].生态学报，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

陈志锋(1982—)，男，助理工程师，主要从事营林、森林资源管理工作。

S791

A

1674-9944(2016)15-0043-02