黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林生物量与生产量研究VII.凋落量、现存凋落量和凋落物分解速率

本文研究了黑石顶自然保护区南亚热带常绿阔叶林的凋落量及其季节动态,并对现存凋落量和凋落物分解速率进行了初步测定。 小凋落物[叶、D(直径)     

东北地区主要森林生态系统凋落量的比较

以东北地区不同纬度带上4个区域内的典型森林类型为研究对象,采用直接收集法对森林凋落量进行连续3年的观测研究,结果表明,同一地区不同林型间的年凋落量差异显著,凋落量年变化不显著;落叶量占总量的比例最大,在70%以上,落枝和花果皮各占总量的20%以下,落枝量和落叶量之间存在正相关关系,相关系数为0.82;长白山区5种森林类型不同时期内凋落量统计结果显示,秋、冬季的凋落量明显大于春、夏季,前者为后者的2.62～9.14倍.不同凋落组分之间凋落动态不同,落叶以秋季为主,落枝和花果皮则年内分布比较均匀.同一林型的凋落量随纬度增加而减少,并建立了总体森林凋落量和白桦凋落量随纬度变化的数学关系式;总体森林凋落量和白桦林凋落量与温度均呈正相关,相关系数分别为0.95和0.91.     

亚热带4种森林凋落物量及其动态特征

通过对枫香林、樟树林、马尾松林、樟树—马尾松混交林4种森林生态系统的凋落物数量及组成进行为期1a的定位研究。结果表明,樟树—马尾松混交林的年凋落总量(4.30 t.hm^-2)＞枫香林(3.66 t.hm^-2)＞马尾松林(3.41 t.hm^-2)＞樟树林(3.26 t.hm^-2)。各组分凋落物中,凋落叶占绝对优势(70%以上),表现为樟树—马尾松混交林(3.09 t.hm^-2)＞枫香林(2.78 t.hm^-2)＞马尾松林(2.46 t.hm^-2)＞樟树林(2.32 t.hm^-2);凋落枝表现为樟树—马尾松混交林(0.73 t.hm^-2)＞樟树林(0.53 t.hm^-2)＞马尾松林(0.30 t.hm^-2)＞枫香林(0.22 t.hm^-2);凋落果表现为马尾松林(0.37 t.hm^-2)＞樟树—马尾松混交林(0.17 t.hm^-2)＞枫香林(0.12 t.hm^-2)＞樟树林(0.09 t.hm^-2);碎屑表现为枫香林(0.55 t.hm^-2)＞樟树林(0.33 t.hm^-2)＞樟树—马尾松混交林(0.31 t.hm^-2)＞马尾松林(0.27 t.hm^-2)。枫香和樟树林年凋落量的最大值分别在10月(1.22 t.hm^-2)和8月(0.58 t.hm^-2),而马尾松林和混交林年凋落量的最大值都在11月(分别为0.77 t.hm^-2和1.23 t.hm^-2)。     

神农架巴山冷杉天然林凋落量及养分特征

研究了湖北神农架巴山冷杉 (Abies fargesii) 天然林凋落物量、凋落物N、P、K、Ca、Mg的含量及其归还量。结果表明:巴山冷杉天然林的年凋落量为5702.99kg·hm-2;巴山冷杉林的凋落 物组成比较丰富, 主要有落叶、落枝、球花、球果和其他5部分, 其中以落叶为多, 占总凋落量的46.00%;凋落量的月变化模式呈双峰型, 分别在2006年10~11月和2007年4~5月达到峰值;凋落物养分含量的大小顺序为:N>K>Ca>P>Mg;N、P、 K、Ca、Mg的年归还量分别为:39.1063、4.5346、13.4367、5.4965和0.0911kg·hm-2;就凋落物各组分的养分年归 还量而言, 落叶的养分归还量远远大于其余组分的养分归还量, 占总归还量的52.65%。因此, 不论凋落量还是养分归还量, 巴山冷杉林凋落物中的落叶都占绝对优势。     

浙江建德青冈常绿阔叶林凋落量研究

 本文报道了浙江建德青冈常绿阔叶林的凋落量及各类凋落物的凋落特征。 6年的测定结果表明,青冈林的年均凋落量为5547.6kg/(hm2·a),其中枯叶量占68.32%,枯枝、落果、其它凋落物各占14.82%、15.04%和1.82%。各类凋落量具有明显的季节与年际变化规律,其季节分配还具年际波动现象。各类凋落物的凋落特征从一定角度反映了植物群落一般的生物学与生态学特性,以及植物对特殊环境条件的适应性。     

鼎湖山森林凋落物量及营养元素含量研究

本文研究了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林和针叶林的调落物量及凋落物中主要营养元素（Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ,Ｍｇ）的含量。８年的测定结果表明,两个森林类型的年均凋落物量及凋落物中主要营养元素的含量分别为：常绿阔叶林９．０５６,０．２２０;针叶林２．６９５,０．０３２。凋落物中叶,枝和花果的百分组成及凋落特征各异。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林的年均凋落物量低于热带雨林而高于暖温带落叶阔叶林,说明不同气候带的森林类型,     

天然枫桦红松林凋落量动态及养分归还量

三年定位研究表明小兴安岭天然枫桦红松林年均凋落量有5.8t／ha(干重)。凋落量的季节变化格局是随着气候变冷有一明显秋季凋落高峰期(9—10月)。凋落物每年养分的归还量：Ca、N、K、Mg、P,相应为67.0、56.9、14.8、9.5、和6.6kg／ha,总计155.0kg／ha。据测定阔叶树落叶养分含量明显高于所有针叶的含量。尽管阔叶树的年凋落量仅占该混交林的年总凋落量的三分之一,阔叶树落叶仍有相当高的养分比例(43.4%)归还土壤。因此,红松林分的经营管理中,保留适当比重的阔叶树有利于土壤改良和促进林分生长。     

沂蒙山区不同森林类型凋落物量及其动态特征

凋落物在森林养分循环中起重要作用,受森林类型、气候带等因素的影响。本文研究了沂蒙山区黑松(Pinus thunbergii Parl.)人工林、栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)人工林和天然次生林的凋落物总量和组分的动态特征。天然次生林年凋落物总量(3368 kg/hm2)高于栓皮栎人工林(3256 kg/hm2)高于黑松人工林(3212 kg/hm2),森林类型间差异不显著。3种森林类型的凋落物月总量呈双峰曲线,最大峰值在10—11月,次峰值在4—5月,最小峰值出现时间不同:黑松人工林为12月,另两种森林类型为7月。针叶凋落量和比例、碎屑凋落量表现为黑松人工林高于天然次生林高于栓皮栎人工林,而阔叶凋落量和比例、果凋落量的比例则相反。枝凋落量在森林类型间无显著差异。线性回归分析表明,凋落物总量月动态受最低和最高气温的影响。针叶凋落量受最低气温、最高气温和最大降水量影响;阔叶凋落量受最低气温影响;枝凋落量受降水量、风速和最大降水量影响;果凋落量受气温、风速和降水量影响。结果阐明了暖温带森林类型对凋落物量及组分动态特征的影响,可为其养分循环特征提供数据支撑。     

中国森林凋落量时空分布特征

通过构建全国尺度上森林叶凋落量和总凋落量与年平均温度、年平均降雨量和实际蒸散量的关系模型,应用地统计学分析方法,并结合遥感解译的森林覆盖信息,分析2001、2006和2012年中国森林叶凋落量和总凋落量的空间分布及其变异格局.结果表明: 与年平均温度和降雨量相比,区域尺度上实际蒸散量对森林叶凋落量和总凋落量有更好的解释预测关系;分布于中南地区的常绿阔叶林的年凋落量最高,为636.2 g·m^-2,分布于东北地区的温带落叶阔叶林的年凋落量范围为339～385 g·m^-2,其中,森林叶凋落量约占总凋落量的70％.2001、2006和2012年,全国森林凋落总量分别为801、865和1032 Tg,呈明显增长趋势,而基于遥感图像解译的森林年覆盖率分别为18％、20％和24％,呈增长趋势.我国人工林面积的迅速增加和林分生长,极大影响了森林凋落物量及其动态变化,进而对森林生态系统物质循环产生重要影响.     

鼎湖山森林凋落物量及营养元素含量研究

 本文研究了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林和针叶林的凋落物量及凋落物中主要营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的含量。8年的测定结果表明,两个森林类型的年均凋落物量(t·ha-1)及凋落物中主要营养元素的含量(t·ha-1·yr-1)分别为：常绿阔叶林9.056,0.220;针叶林2.695,0.032。凋落物中叶、枝和花果的百分组成及凋落特征各异。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林的年均凋落物量低于热带雨林而高于暖温带落叶阔叶林,说明不同气候带的森林类型,其凋落物量是有差异的。与针叶林相比较,常绿阔叶林的凋落物量较大,凋落物中主要营养元素的含量较高,凋落物的分解速率也较快,因此从提高森林的质量和增强森林的生态效益来考虑,在造林绿化上应提倡多营造常绿阔叶林或针阔叶混交林。     

小兴安岭阔叶红松林凋落物产量及动态的研究

小兴安岭阔叶红松林凋落物产量及动态的研究刘传照,李景文,潘桂兰,李传荣（东北林业大学红松研究所,黑龙江带岭１５３１０６）ＬｉｔｔｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＤｙｎａｍｉｃｓｉｎＢｒｏａｄｌｅａｖｃｄ－ＫｏｒｅａｎＰｉｎｅＦｏｒｅｓｔｓｉｎＸｉａｏｘｉｎｇａｎＭｏｕｎｔａｉｉｌｓ￥ＬｉｕＣｈｕａｎｚｈａｏ;ＬｉＪｉｎｇｗｅｎ;ＰａｎＧｕｉｌａｎ;ＬｉＣｈｕａｎｒｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＫｏｒｅａｎＰｉｎｅＳｔｕｄｉｅｓ,ＮｏｒｔｂｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｄａｉｌｉｎｇ,Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１５３１０６）．ＣｈｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（６）：２９－３３．Ｔｈｒｅｅ－ｙｅａｒｓｔｕｄｙｗａｓｄｏｎｅｏｎｌｉｔｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｕｎｄｅｒｂｒｏａｄｌｅａｖｅｄ－ＫｏｒｅａｎｐｉｎｅｆｏｒｅｓｔｓｉｎｔｈｅＸｉａｏｘｉｎｇａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓ。Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｎｎｕａｌｌｉｔｔｅｒｆａｌｌｉｓ４．２５±０．１７ｔ．ｈａ￣（－１）．ｙｒ￣（－１）．Ａｍｏｎｇｔｏｔａｌｌｉｔｔｅｒｆａｌｌ,ｌｅａｆｌｉｔ     

西双版纳不同海拔热带雨林凋落量变化研究

在3个海拔梯度(600、1 100和1 600 m)选取8块热带雨林样地,研究了印度季风环境下西双版纳热带季节雨林和山地雨林的凋落动态随海拔的变化及其与气候的关系。在3个梯度上,年平均温度分别为22.1、20.1和16.6 ℃,年平均温度递减率为-0.005 3 ℃·m^-1。随海拔增加,年平均降雨量增加(分别为1 532、1 659和2 011 mm),但旱季的降雨量基本相同(282~295 mm);年蒸发量变化较小(分别为1 369、1 374和1 330 mm);年平均空气相对湿度降低(分别为86%、81%和84%),旱季后期湿度降低更明显;样地土壤含水显著增加。热带季节雨林凋落量(1 072~1 285 g·m^-2·a^-1)显著高于热带山地雨林凋落量(718~1 014 g·m^-2·a^-1)。凋落量和凋落进程变异系数与海拔之间存在线性显著负相关,凋落量与温度线性显著正相关而与降雨量显著负相关。旱季凋落高峰受到空气相对湿度和土壤含水量影响,随海拔增加空气相对湿度降低使得海拔1 105~1 720 m的凋落高峰提前,但土壤含水量继续增加又会使凋落高峰推后。研究结果得出:1)热带季节雨林凋落量与东南亚热带潮湿雨林相近;2)旱季水分限制随海拔增加而变化,影响凋落高峰出现时间;3)随海拔增加,热带山地雨林凋落年进程由季节性向平稳过渡。     

凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响

凋落物分解是生态系统营养物质循环的核心过程,而土壤微生物群落在凋落物分解过程中扮演着极其重要且不可替代的角色。随着生物多样性的丧失日益严峻,探讨凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响,不仅有助于了解凋落物分解的内在机制,而且可为退化草原生态系统的恢复提供参考。以内蒙古呼伦贝尔草原退化恢复群落中的草本植物为研究对象,依据植物多度、盖度、频度和物种的重要值及其在群落中的恢复程度筛选出排序前4的羊草（Leymus chinensis）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、麻花头（Serratula centauroides）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）的凋落物为实验材料,通过设置3种凋落物多样性水平（1,2,4）,包括11种凋落物组合（单物种凋落物共4种,两物种凋落物混合共6种,四物种凋落物混合共1种）,利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法来研究分解60 d后凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响。结果表明：（1）凋落物物种多样性仅对C残余率具有显著影响,表现在两物种混合凋落物C残余率显著低于单物种凋落物,而凋落物组成对所观测的4个凋落物分解参数（质量、C、N残余率以及C/N）均具有显著影响;（2）凋落物物种多样性对细菌（B）含量具有显著影响,而凋落物组成对真菌（F）含量具有显著影响,两者对F/B以及微生物总量均无显著影响;（3）冗余分析结果表明凋落物组成与凋落物分解相关指标（凋落物质量、C、N残余率及C/N）和土壤微生物（真菌、细菌含量）的相关关系高于凋落物多样性。（4）进一步建立结构方程模型（Structural Equation Model,SEM）发现,凋落物初始C含量对凋落物质量、C、N残余率及C/N有显著正的直接影响;凋落物木质素含量对凋落物质量、C、N残余率有显著正的直接影响;凋落物初始N含量对N残余率有显著正的直接影响,而对C残余率及C/N有显著负的直接影响;凋落物初始C/N对凋落物质量、N残余率有显著正的直接影响,而对C/N有显著负的直接影响。此外,凋落物初始C、N、木质素含量及C/N均对真菌含量具有显著正影响,并可通过真菌对凋落物质量分解产生显著负的间接影响。以上结果表明该退化恢复区域优势种凋落物分解以初始C、木质素为主导,主要通过土壤真菌影响凋落物的分解进程,这将减缓凋落物的分解速率进而减慢草原生态系统的进程。这些结果为凋落物多样性及组成对自身分解和土壤微生物群落的影响提供了实验依据,也为进一步分析凋落物分解内在机制以及草原生态系统的恢复提供了数据参考。     

六种温带森林类型凋落物量长期动态及其环境驱动

阐明凋落物动态及其环境控制机制,可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据。以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林（即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林）和2种人工林（落叶松人工林和红松人工林）为研究对象,对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了14年（2008-2021年）的连续测定,旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化（林型间和年际变异）及其环境驱动机制。结果表明：6种森林类型的凋落总量（TL）无显著差异,波动范围为500.5-556.1 g m^-2 a^-1;但其叶凋落量（LL）、繁殖组织凋落量（RT）和其他组织凋落量（OT）均存在显著差异,波动范围依次分别为333.9-391.8 g m^-2 a^-1、8.43-69.93 g m^-2 a^-1和93.4-185.9 g m^-2 a^-1。6种森林类型的TL均存在显著的年际变化;其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同,而RT的年际变化不显著。除落叶松人工林外,其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度（Ts_min）和土壤5 cm含水量（Ms）均呈显著正相关。杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与Ms呈显著负相关;杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与Ts_min呈显著负相关。样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系,而RT和OT则与其呈现显著负相关关系。这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势,但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化;土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化,但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同。     

苏门答腊金合欢群落生物量和凋落物量的研究

本文从群落生态学的角度探讨了厦门地区苏门答腊金合欢人工群落的生物量和凋落物量等生态特征。1． 5年生苏门答腊金合欢群落总生物量为81t·ha-1,平均年净生产量为16.2t·ha-1;秋季消光系数为0.52;年均光能利用率为0.56%。运用生物量基径二次相关方程,可估测该群落的生物量。2． 5年生苏门答腊金合欢群落年凋落物量为7.9t·ha-1。年凋落物中氮、磷和钾的含量分别为152.1、32.3和26.0kg·ha-1。 凋落叶中的氮、磷和钾含量均高于同一生境中先锋树种台湾相思和马尾松凋落叶中的相应指标,且其凋落物的分解速率高。     

6种温带森林凋落量年际及年内动态

森林凋落物量及其组分因生态系统结构特征和环境变化而表现出明显的时间动态,从而影响森林生态系统物质循环和生态服务功能。连续6年观测帽儿山地区6种温带森林凋落物量及组份的时间动态、温度和降雨量等气象因子,旨在深入了解该地区森林生态系统的物质循环过程及调控因子。结果表明:6种森林的年落凋落量差异显著,平均值依次为:蒙古栎林(4.60 t/hm~2)﹥杂木林(4.21 t/hm~2)﹥硬阔叶林(4.03 t/hm~2)﹥红松林(3.95 t/hm~2)﹥杨桦林(3.89 t/hm~2)﹥落叶松林(3.85 t/hm~2)。各森林年凋落量的年际变化表现为"升高-降低"交替波动模式,但总体上呈上升趋势。凋落物各组份的年际变化不同,枝凋落量变化较为稳定;叶凋落量与凋落总量一致,升高-降低波动明显;繁殖器官及其他凋落量随林龄增加而增加。各森林凋落物量的年内变化呈单峰曲线波动,最大值出现时间因林型而异。枝凋落量在年内表现为双峰曲线模式波动;叶凋落量年内呈单峰曲线模式波动,并与凋落总量年内动态一致;繁殖器官与其他凋落量年内动态波动平缓,无明显凋落峰值。降雨量显著影响年凋落物量(P0.05),分别解释了凋落总量、叶凋落量90%、87%变化。平均温度、积温和总降雨量显著影响凋落量年内动态,总降雨量的影响作用最为突出。因此,除林分自身的生物学特性外,降雨是影响该温带森林凋落量年内、年际动态的重要因素。     

森林凋落物研究进展

对森林凋落物的概念、研究方法及主要研究内容作了阐述,特别就凋落物收集面积和分解袋孔径大小、凋落量时空动态和凋落物分解速率等问题进行了综合分析。目前森林凋落物研究的重要结论有：海拔和纬度因子是通过对光、温、水等生态因子的再分配来影响凋落量,其中主导气候因子是年均温。凋落物的分解与化学组成和环境因子有关,C／N和N含量在凋落物分解过程中起着重要作用。土壤水分是影响凋落物分解主要环境因子之一;土壤微生物对凋落物的影响,前期是通过真菌破碎凋落物表层使内居性动物得以侵入凋落物内部,后期则以细菌降解有机物为主。凋落量、凋落物分解的影响因子,以及凋落物的生态作用等内容应是凋落物研究的重要方向。     

雷州半岛桉树人工林凋落物量和养分循环研究

为了解雷州半岛地区桉树人工林凋落物量和养分归还特征,对不同林龄人工林凋落物量和养分动态连续12个月进行监测。结果表明,桉树人工林的凋落物总量为5 a9 a7 a,5 a生桉树人工林的凋落物总量显著高于7和9 a生林分,且7和9 a生林分间没有显著差异。不同林龄桉树人工林凋落物总量具有明显的季节变化,均呈双峰型,峰值出现在雨季初期和末期。林分结构因子同凋落物量相关性不显著,但气候因子中的月均温与凋落物量存在显著正相关关系。不同林龄桉树人工林的养分年循环量由凋落物量和凋落物养分含量共同决定,氮、磷、钾元素的养分年归还总量为9 a7 a5 a,且彼此间达到显著差异。凋落物养分元素归还高峰期集中在雨季前后,以冬季养分归还量较低。因此,为增加桉树人工林产量且利于人工林地力恢复,桉树人工林应适当增加种植年限,且采伐季节选择在冬季。