福建长汀马尾松林下不同利用模式的水土养分流失与凋落物养分归还

摘要

水土流失是导致坡面地形产生养分流失的主要途径之一，植被凋落物是维持土壤肥力、促进养分循环和能量流动的主要因素之一。因此，本文通过选取福建省长汀典型红壤侵蚀区为研究区域，以马尾松林下5种不同模式为研究对象，包括套种杨梅、无患子、黄栀子、油茶和饲养河田鸡，以马尾松纯林作为对照样地，通过建立径流小区、布设凋落框以及室内实验分析，研究马尾松林下不同利用模式对水土流失量、水土养分流失以及凋落物养分回归的影响。主要得出以下结论： 1.林下杨梅、林下无患子、林下黄栀子、林下油茶、林下养鸡和马尾松纯林的年径流量分别为81.2mm、109.2mm、520.239mm、507.618mm、414.426mm、104.427mm。从大到小依次是林下黄栀子、林下油茶、林下养鸡、林下无患子、马尾松纯林、林下杨梅。6种林下利用模式土壤流失量依次为林下林下黄栀子（211.915kg·hm-2）＞林下油茶（211.457kg·hm-2）＞林下养鸡（178.21kg·hm-2）＞林下无患子（65.083kg·hm-2）＞马尾松纯林（52.247kg·hm-2）＞林下杨梅（5.343kg·hm-2）。 2.林下不同利用模式N、K、P养分总流失量依次是林下杨梅＜马尾松纯林＜林下无患子＜林下养鸡＜林下油茶＜林下黄栀子。N和K养分元素的年总养分流失量依次是林下杨梅＜马尾松纯林＜林下无患子＜林下养鸡＜林下油茶＜林下黄栀子。P元素养分在径流中的年总流失量依次是马尾松纯林＜林下杨梅＜林下无患子＜林下养鸡＜林下油茶＜林下黄栀子。不同林下利用模式水土流失带来的N养分元素流失的月动态规律基本一致，最高峰值基本在6月，最低峰值均是12月。K元素在产流情形下的养分流失情况表现出，林下杨梅、林下无患子和马尾松纯林的规律基本一致。林下黄栀子和林下油茶的规律基本一致。林下养鸡的K元素养分流失变动范围是最大的。不同模式的P元素养分的流失主要集中在3月和4月，在12月达到最低。 3.林下不同利用模式的年凋落总量依次是林下杨梅（5574.96k g·hm-2·a-1）＞林下养鸡（2696.68kg·hm-2·a-1）＞林下无患子（2546.82k g·hm-2·a-1）＞马尾松纯林（1854.53kg·hm-2·a-1）＞林下黄栀子（1750.62kg·hm-2·a-1）＞林下油茶（1209.69kg·hm-2·a-1）。不同利用模式的凋落物组分中均以叶凋落物占比最大，达63.91%～86.87%。不同利用模式类型的凋落物组分占年凋落物总量的比重各不相同。 4.不同利用模式的凋落量具有明显的月动态变化。林下杨梅、林下无患子和林下黄栀子均表现为三峰型，林下养鸡则是双峰型，而林下油茶和马尾松纯林属无规则型。对凋落物各组分之间及总凋落物量进行Pearson相关分析发现，凋落果与凋落叶和凋落花之间呈较显著负相关性，凋落枝与其它、凋落叶与凋落总量之间呈极显著的正相关性。通过对不同林分凋落物量进行多重比较分析，林下无患子与林下养鸡、林下黄栀子与马尾松纯林年凋落物量差异不显著（P＞0.05），其它两两均差异显著（P＜0.05）。在不同利用模式和马尾松纯林中，凋落叶与其它组分间均呈显著性差异（P＜0.05）。 5.不同利用模式的养分年平均含量表现为：N、P、K在不同利用模式中的浓度排序不完全一致。在林下杨梅、林下油茶和林下养鸡表现为N＞K＞P，在其它三种模式表现为K＞N＞P。在不同凋落物组分中，N在凋落花和其它中含量高，在凋落皮和凋落果中含量较低。K在凋落枝和凋落叶中含量较高，在凋落皮和凋落花中较低。P在其它组分中含量较高，在凋落皮、凋落花和凋落果中含量均极低。 不同林分K、P、N元素的养分归还量大小表现为林下杨梅（18.516kg·hm-2）＞林下无患子（10.293kg·hm-2）＞马尾松纯林（4.235kg·h m-2）＞林下养鸡（3.912kg·hm-2）＞林下黄栀子（3.065kg·hm-2）＞林下油茶（2.001kg·hm-2）。3种养分元素的年归还量依次表现为K（21.231kg·hm-2）＞N（13.01kg·hm-2）＞P（7.780kg·hm-2）。从凋落物的不同组分来看，3种养分元素在凋落叶组分中的归还量最大，占比达63.412%～89.718%。不同利用模式凋落物养分利用效率高低依次是林下养鸡（3109.324）＞林下油茶（2115.317）＞林下黄栀子（1893.298）＞马尾松纯林（1341.557）＞林下杨梅（1089.354）＞林下无患子（944.695）。 6.不同利用模式间降雨量-产流量、降雨量-产沙量以以及流量-产沙量间均呈幂函数相关关系。产流量-K养分流失、产沙量-K养分流失以及产流量-N养分流失间均使用线性函数拟合较好。产沙量-N养分流失间无统一拟合程度较好的方程。产流量-P养分流失间与幂函数拟合程度较高。 7.不同利用模式间年养分流失量与年凋落物养分归还间，其中林下杨梅、林下无患子和马尾松纯林凋落物养分归还量高于养分流失量，其它三种模式凋落物养分归还量低于养分流失量。因此，不同利用模式中水土保持效益最佳的是林下杨梅，最差的是林下黄栀子。

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