福建柏和杉木人工林凋落物分解及养分动态的比较

林
业
科
学
卷
， ， ， ， ， ， ， ・ ；， ・ ， ・ ， ， ： ， ， ， ， ， ， ， ， ，
森林凋落物 （
） 是土壤动物、 微生物重要物质和能量的来源， 凋落物分解是森林生态系统生物
地球化学循环的重要组成部分， 决定了枯枝落叶层现存量及其性质， 其分解速率则对森林生态系统生产力有 重要影响， 已愈来愈引起林学家、 生态学家、 微生物学家、 土壤学家以及森林经营工作者的重视 （田大伦等， ；赵其国等， ， ； ； ， ， ； ；林鹏等， ；杨玉盛等， ） 与杉木 （ ； ， ， ； ） 。早在 ， 年， 德国的 ） 。而我国直到 就开始研究凋落 世纪 年代后才有 ；田大伦等， 物在养分循环中的作用， 而后， 国外许多学者大量报道世界范围内森林凋落物的分解及养分释放 （ 类似研究报道， 涉及的森林类型有山地雨林、 半落叶季雨林、 红树林、 阔叶林 （常绿或落叶） 、 针叶林及针阔混 交林等 （贾黎明等， ；屠梦照等， 建柏 （ ；卢俊培等， ；赵其国等， ；莫江明等， ） 林生态学差异。 ；沈海龙等， ） 。本文仅从凋落物分解及养分释放角度， 比较福
；
，
； 和
，
；
，
；
） 。由于福建柏落叶的易分解物质 （水溶性物、 半纤维素和粗蛋白） 含 及木质素与 的比值明显高于福建柏 （杨玉盛
） ， 这是本研究中福建柏落叶分解比杉木快的主要原因之一； 此外， 还与福建柏林地土壤微生物数量 ） ， 但林内枯枝落叶层现存量 （ ） 却比杉木林 （ ・ ） 的低， 亦从另一角度验证了福建柏凋落物分解比杉木的快。
第
卷第 期 年 月
林
业
科
学
，
，
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福建柏和杉木人工林凋落物分解及养分动态的比较 "
袋） ， 同时取样测定含水率及化学分析。网袋于 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
后， 分别随机回收每种分解样品各
样品中的附着杂物后
烘干恒重后称重求干物质重， 再把相同样品 袋混合、 磨细， 过
） 贮存于广口瓶中备用。 高氯酸消煮法， 在上海嘉定纤检仪器厂生产的 ） 。 ， ） 用如下公式计算： 消化炉上制备待测液， 型定氮
图
落叶和落枝分解过程中
浓度 （ ） 及
（ ）
比 （ ） 变化
（ ）
!福建柏落叶 ；$杉木落枝
；"杉木落叶 ；#福建柏落枝
第 期
杨玉盛等： 福建柏和杉木人工林凋落物分解及养分动态的比较
冻融作用亦可使枯叶破碎） 、 代 谢作用 （由腐生微生物的活动把 复杂的有机化合物转化成简单 无机化合物） 等共同完成。气候 （常 用 作 为 指 标， ） 、 凋落物质量、 微生物和土壤动物等是影响凋 落物 分 解 的 主 要 因 素 （胡 肄 慧 等， ， ； 许 新 健 等， ； ， ； ） 。
杨玉盛
（福建师范大学 福州 ）
郭剑芬
陈银秀
陈光水
）
郑燕明
（福建农林大学莘口教学林场 三明 ）
（福建农林大学林学院
南平
摘
要： 对福建柏和杉木的凋落物分解和 、 、 养分动态进行了为期 年干重损失率分别为 和 浓度下降； 但落叶 和
的研究， 结果表明： 两树种的落叶和 （福建柏） 、 和 （杉
落枝分解速率与时间呈指数关系， 第 木） 。落叶分解过程中， 浓度增加， 而 最大， 其次为 释放量分别为
讨论
#"$ 凋落物分解速率 通过森林凋落物和林木枯死细根 分解作用， 向土壤归还大量养分与有 机物质， 这是森林生态系统自肥的重 要机制之一（ ， ） 。森 林凋落物的分解既有物理过程， 又有 生物化学过程， 一般由淋溶作用 （凋落 物中可溶性物质通过降水而被淋溶） 、 自然粉碎作用 （主要由腐食动物的啃食 完成， 但非生物因素如土壤干湿交替、
研究方法
凋落物分解 于 每种样品 年 月分别在福建柏和杉木林内收集新凋落的叶片及小枝 （杉木小枝与叶片连在一起脱落） ， 风 的福建柏与杉木落叶和落枝， 装入尼龙网袋 （大小 年 ， 孔径 ， 袋， 清除 月分别置于福建柏与杉木林内枯枝落 目筛， 连同分解 干后分别称取干重约为 叶层表面， 放置 前样品 （
）
（
） （
பைடு நூலகம்
）
（ ）
时间后的数量， （
为取样的时间间隔 （ ） 。 ） （ ） 检验法进行差异显
） 指数方程进行计算：
为分解 时间后干重或养分残留量， 为分解初始干重或养分含量， 并采用
著性检验。 凋落物养分年释放量 （ ） 用如下公式计算： （ ） 其中 和 分别为养分年归还量和养分年分解率。
结果
凋落物分解速率 福建柏落叶在 失重 率 达 解 天前分解快， ， 比杉木落叶高出
!
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） ， 高于温带森林凋落物的
热带雨林或季雨林凋落物的大 年均分解速率 （卢 俊 培 ； ， ， ； ；
图 福建柏 （ ） 、 杉木 （ ） 落枝分解过程中 、 、 、 残留率变化
，， （ ） （ ）
） ， 体现了凋落物分解速率的气候地带性（屠梦照等，
表
福建柏落叶
；
，
；
，
） 。
）
却比杉木的小。福建柏落叶和落枝分解过程中 、 、 的年养分 ） 的
与杉木林相比， 福建柏林凋落物分解过程中养分释放量高， 且养分释放 归还比值亦大， 表明福建柏林凋落物养分 周转比杉木快， 这对维持林地土壤肥力是有益的。 关键词： 福建柏，杉木，凋落物，分解，养分释放 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ）
表
分解系数 组分 相关系数 日分解速率
枝， 之后则低于杉木落枝； 分解 福建柏落枝残留率为
（图 ） 。
凋落物分解速率
年干重损失率 年干重损失率 分解 数 所需天 分解 数 所需天
福建柏落叶 福建柏落枝 杉木落叶 杉木落枝
应用
（
）指数方程模拟凋落物分解过程， 拟合程度较好 （ 、 、 、 和 （表 ） 。 浓度呈上升趋势， 而
图 福建柏 （ ） 、 杉木 （ ） 落叶分解过程中 、 、 、 残留率变化
，， （ ） 图 同此 （ ）
本研究的福建柏和杉木凋落物 年分解速率， 均在已报道的亚热 带凋 落 物 年 分 解 速 率 范围内 （田大伦等， 梦 照 等， 平均分解速率 肄慧等， ， ； ， 于 等， ， ； 沈海龙等， ， ； ， ； ） ， 但低于 ； 屠 ； 许 新 健 等， （胡 ；
凋落物 、 、 、 元素测定 采用硫酸 仪测定全 ， 钼锑抗比色法测定全 ， 火焰光度计法测定全 ； 重铬酸钾氧化 民共和国林业行业标准， 统计分析与计算 平均相对分解速率 （ 外加热法测定有机 （中华人
第 期
杨玉盛等： 福建柏和杉木人工林凋落物分解及养分动态的比较
（ ・ 其中 和 分别为凋落物分解 和 （ 凋落物瞬时分解系数 （ ） 采用 其中为
凋落物枝、 叶分解过程中 、 、 养分释放 ，
合计 释放 归还 杉木落叶 杉木落枝 合计
（・
元素
项目
福建柏落枝
释放 归还
归还量 分解率 释放量 归还量 分解率 释放量 归还量 分解率 释放量
福建柏和杉木落叶分解速率与时间均呈指数关系， 这与凋落物分解过程中先后出现分解速率较快和较 慢两个阶段的结果相吻合 （胡肄慧等， ， ；许新健， ； ， ； ， ； ） 。初期出现较快分解速率， 与水溶性物质和易分解的碳水化合物的快速淋失和降解有关， 、 、 ， ； ， ； ， ；
， 、
） ， 福建柏落叶、 杉木 和 ， 分解
落叶、 福建柏落枝和杉木落枝分解 年后干重损失率分别为 所需时间分别为 凋落物分解过程中养分浓度动态变化 福建柏和杉木落叶分解过程中 中 均为 而杉木落叶
浓度则有明显下降 （图 ） 。两种落叶分解过程
浓度变化差异较大， 福建柏落叶分解的最初阶段， 浓度有较大幅度的上升， 天后， 浓度逐渐下降； 浓度在分解过程中基本呈单调上升趋势 （图 ） 。落枝分解过程中， 福建柏和杉木各元素浓度 元素浓度均呈下降 值分解初期 浓度降低速率高于杉木， 但福建柏落枝的 浓度变化却比杉木平缓 （图 ） 。分解过程 单调上升， 单调下降， 先升后降 （图 ） 。福建柏、 杉木落叶和落枝分解过程中
!
（ ） ；" 图 同此
图
福建柏 （ ） 、 杉木 （ ） 落枝分解过程中养分浓度变化
（ ） （ ）
!"! 凋落物分解过程中养分残留率动态 变化 福建柏和杉木落叶分解过程中 、 、 养分残留率与其干重残留率变化趋势相 似， 分解前 落叶 、 、 养分残留率 下降较快， 随后养分残留率下降比较平缓 （图 ） 。不同元素的分解速率以 最快， 其次为 和 ， 而 最小； 福建柏落叶中 和 养分年残留率分别比杉木的低了 和 ， 但福建柏落叶中 年残 留率却比杉木的高 （图 ） 。 虽然落枝中 、 、 、 分解速率比落 叶的慢得多， 且分解过程阶段性亦不如落 叶的明显， 但各元素分解速率大小模式却与 落叶的相似 （图 ） 。福建柏落枝 和 元素 年分解残留率比杉木的小， 而 和 元素年 分解残留率却比杉木的大 （图 ） 。 !"# 凋落物分解过程中养分释放量 福建柏和杉木落叶和枝养分释放速率 最快为 ， 最慢为 ； 福建柏凋落物落叶和落 枝的 、 、 养 分 年 释 放 量 分 别 为 、 ， 分别是杉木 （ 、 和 ・ ） 的 倍、 倍和 和 ・ 倍； 其中福建柏落叶 、 、 年释放量分 别是杉木的 倍、 倍和 倍； 福建 柏落枝除了 的年释放量是杉木 倍外， 和 均比杉木的小 （表 ） 。从表 可见各 养分释放 归还比值大小为 ； 福建 柏落叶和落枝的 和 释放 归还的 比值 分 别 比 杉 木 的 高 出 和 ， 而 释放 归还的比值则较接 近。