缙云山自然保护区代表性树种凋落叶分解特征研究

摘要

凋落叶是森林生态系统生产力重要的构成部分之一，其分解是养分生物循环的关键环节，是沟通生物地球化学循环的桥梁和纽带。凋落叶分解过程深刻地影响着森林土壤的物理化学性质，制约着林地的生物量和生产力。为了弄清凋落叶在不同条件下的分解状况，采集缙云山国家级自然保护区内代表性树种的凋落叶（四川山矾、白毛新木姜子、马尾松），运用凋落物分解袋法，研究凋落叶在常绿阔叶林和针阔混交林内三种设置条件下（地表无覆盖层、凋落物层、地下5cm层），凋落叶分解过程中干重损失动态以及养分动态变化。经过一年的野外分解实验得出以下结论：
　　（1）各林分下三种树种凋落叶分解过程中累计干重损失率均逐月增加，且累计干重损失率存在Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ即凋落物层＞地表无覆盖层＞地下5cm层。研究期内5月、6月和9月为凋落叶干重损失率的高峰期。同种树种的三种处理方式下，针阔混交林的四川山矾累计干重损失率高于常绿阔叶林。
　　（2）在不同设置条件下三种树种凋落叶月净损失率变化过程基本一致，均经历了逐步上升-迅速下降-小幅度上升-下降的过程，但同种树种凋落叶的每月净损失情况各有不同。同时，同种设置条件下，不同树种的月损失率也有所不同，其中针叶树种马尾松的损失率明显低于阔叶树种四川山矾和白毛新木姜子。
　　（3）通过修正后的Olson指数模型拟合，得出四川山矾、白毛新木姜子和马尾松在不同设置条件下分解常数Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ。同种设置条件下，三种树种的分解常数表现出四川山矾＞白毛新木姜子＞马尾松，且针阔混交林内下的四川山矾分解速率快于常绿阔叶林内的分解速率。
　　（4）通过单因素方差分析比较同树种，同取样月的不同设置条件下凋落叶分解过程中的残留率可见：绝大多数月份（主要为2016年5月~2016年11月）四川山矾、白毛新木姜子和马尾松凋落叶的残留率在三种处理方式下彼此之间都存在明显差异；研究期初期Ⅰ和Ⅲ号样地残留率差异不显著；在同一设置条件下，各月间的凋落叶残留率均存在显著差异性。
　　（5）方差分析结果显示，三种树种凋落叶初始养分元素含量存在显著性差异，马尾松凋落叶的C和P含量明显高于四川山矾和白毛新木姜子。四川山矾拥有最高的K、Ca和Mg含量，白毛新木姜子的C/N和C/P明显高于另两个树种。
　　（6）三种树种凋落叶分解过程中，养分元素C、N、P、K、Ca和Mg的含量和残留率均呈现出波动性变化，不同树种凋落叶分解过程中的养分元素动态变化各有不同。三种设置条件下分解过程中各元素含量和残留率变化过程大体一致，但波动的幅度有所差异。C、K、Ca和Mg元素在整个研究期内总体上表现出一定的释放。其中，C残留率在变化过程中较为明显的存在地下层＞地表无覆盖层＞凋落物层，而白毛新木姜子Mg元素的释放不明显。K元素含量随分解的进行呈明显的下降趋势，并表现出释放的特征。N元素在整个研究期内基本处于相对富集状态。三种树种凋落叶P释放状况各有不同。在两种林分下，四川山矾凋落叶分解过程中的P、Ca和Mg元素在常绿阔叶林和针阔混交林中呈现略微不同的变化过程。

目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究综述

1.3 研究目的与内容

2 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 研究方法

3 凋落叶分解过程中干重动态变化

3.1 分解过程中干重损失动态变化

3.2 分解指数模型

3.3 不同设置条件下凋落叶分解残留率的差异性

3.4 讨论

4 凋落叶分解过程中养分动态变化特征

4.1 凋落叶初始养分含量

4.2 凋落叶分解过程中碳元素动态变化

4.3 凋落叶分解过程中氮元素动态变化

4.4 凋落叶分解过程中磷元素动态变化

4.5 凋落叶分解过程中钾元素动态变化

4.6 凋落叶分解过程中钙元素动态变化

4.7 凋落叶分解过程中镁元素动态变化

4.8 讨论

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

附录A：作者攻读硕士学位期间发表论文及科研情况

附录B：实验过程部分照片

致谢

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