炼山和施肥对巨尾桉红锥混交林生物量和碳氮磷生态化学计量学特征的影响

摘要

生态化学计量学是生物地球化学研究的重要内容，主要研究植物各器官和土壤C、N、P养分含量及计量比值变化，有助于揭示植物生长的养分分配和限制因子状况，以及植物与土壤的作用关系。本研究以广西种植最广的速生树种巨尾桉以及广西地区乡土珍贵树种红锥为研究对象，设置施复合肥(H)、施复合肥十施生物炭(HC)、施复合肥+施氮肥(HN)及对照(CK)4种处理，研究这些施肥措施对巨尾桉×红锥混交林生物量的影响及林下植物和土壤的生态化学计量学特征，可为大面积巨尾桉红锥混交林的经营提供理论依据。主要研究结果如下:
　　(1)H、HC、HN处理均提高巨尾桉红锥混交林的生物量。人工清理条件下各处理巨尾桉红锥混交林生物量从高到低依次为:HC＞H＞HN＞CK，火烧清理条件下，各处理桉树红锥混交林生物量从高到低依次为:H＞HC＞HN＞CK，人工清理HC施肥方式优于其他施肥方式，火烧清理方式下H施肥方式优于其他施肥方式，各种施肥处理树干生物量的提高幅度最大，树根次之;不同施肥处理巨尾桉生物量各器官分配格局为:干＞根＞皮＞枝＞叶，红锥为:干＞根＞枝＞叶，树干所占比重最大。与人工清理方式相比，火烧炼山提高桉树各器官的生物量，干、叶占单株林木生物量的比重有所提高，根的比重反而下降，皮、枝的比重基本不变，火烧炼山清理显著降低草本层生物量，显著提高枯枝落叶层生物量。
　　(2)H、HC、HN处理总体上提高植物叶片的有机碳、全氮、全磷含量。人工清理下，植物叶片对不同处理的响应从大到小依次为:HC＞H＞HN＞CK，总体上HC的施肥方式较优;火烧清理方式下，桉树红锥混交林对HN处理响应较低，对H处理的响应较明显，且H处理下乔木层及林下植被层叶片的有机碳、全氮、全磷含量显著提高;与人工清理相比，火烧清理总体上提高植物叶片有机碳、全磷含量，全氮含量总体下降。人工清理方式下，灌木层、草本层、枯枝落叶层叶片在H、HC、HN处理下C∶N、N∶P、C∶P总体上降低，乔木层叶片N∶P上升，C∶N、C∶P下降。火烧清理下不同施肥处理林下灌木层及草本层叶片的N∶P总体上提高，而乔木层叶片及枯枝落叶层C∶N、N∶P、C∶P总体下降或无显著变化，且植物叶片生态化学计量比对H处理响应较明显。
　　(3)土壤有机碳、全氮、全磷富集于土壤表层。人工清理下，H、HC、HN处理提高土壤0-60cm有机碳、全氮、全磷含量，且不同处理对土壤影响大小依次为:HC＞H＞HN＞CK，HC处理显著提高土壤养分含量，HC处理土壤表层0-10cm的N∶P、C∶P显著降低，三种施肥方式显著降低土壤C∶N、N∶P、C∶P。火烧清理下，H处理显著提高土层0-60cm的有机碳、全氮含量，显著提高0-10、20-40cm土层的全磷含量，对其他土层无显著影响;HC处理对土壤表层0-10、10-20cm有机碳、全氮含量有显著提高作用，对深层土壤20-40、40-60cm总体上无显著影响，HN处理显著提高10-20cm全氮含量，对其他土层养分含量无显著影响;不同施肥方式对土层10-20cm的N∶P、C∶P有提高作用，其他土层C∶N、N∶P、C∶P对施肥无显著响应。与人工清理相比，火烧清理土壤有机碳、全磷含量升高，全氮含量下降。
　　(4)植物叶片C∶N、C∶P与植物生物量呈负相关关系，而乔木层植物N∶P与植物生物量呈正相关关系，林下植物叶片N∶P与植物生物量呈负相关关系;火烧清理削弱植物叶片C∶N∶P与生物量的相关性，灌木层、草本层叶片的N∶P与生物量的相关性由人工清理下的负相关变成火烧清理下的正相关。
　　(5)人工清理下表层土壤(0-10cm、10-20cm)与地上植物叶片的生态化学计量比呈正相关关系，却与深层土层(20-40cm、40-60cm)呈负相关关系，火烧清理方式下，土壤与植物生态化学计量比呈负相关关系或者无显著相关关系。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 桉树人工林概况

1．2 人工林林地清理和培肥措施研究进展

1．2．1 林地清理研究进展

1．2．2 培肥措施研究进展

1．3 森林生物量研究进展

1．3．1 森林生物量的概念及意义

1．3．2 森林生物量研究进展

1．4 森林生态化学计量学研究进展

1．4．1 生态化学计量学的概念及意义

1．4．2 生态化学计量学研究进展

1．5 研究的目的与意义

1．6 研究的技术路线

2．1 研究区概况

2．1．1 地理位置与气候条件

2．1．2 植被与土壤情况

2．2 试验方法

2．2．1 试验设计

2．2．2 样地调查与样品采集

2．3 样品处理及分析

2．3．1 植物样品处理与测定

2．3．2 土壤样品处理与测定

2．4 植物生物量相关计算公式

2．5 统计分析

第三章 林地清理和施肥对巨尾桉红锥混交林生物量的影响

3．1 桉树和红锥各器官生物量回归方程

3．2 乔木层生物量及分布特征

3．3 灌木层、草本层和枯落物层生物量

3．4 林地清理和施肥及其交互作用对林分生物量的影响

3．5 林地清理和施肥对林下植物生物量的影响

3．5．1 不同林地清理林下植物生物量的比较

3．5．2 不同施肥措施林下植物生物量的比较

第四章 林地清理和施肥对植物叶片C、N、P生态化学计量学特征的影响

4．1 对乔木层植物叶片生态化学计量学特征的影响

4．1．1 桉树叶片生态化学计量学特征

4．1．2 红锥叶片生态化学计量学特征

4．2 对灌木草层植物叶片的生态化学计量学特征的影响

4．2．1 灌木层植物叶片生态化学计量学特征

4．2．2 草本层植物叶片生态化学计量学特征

4．3 枯枝落叶层生态化学计量学特征

4．4 林地清理、施肥及其交互作用对林分生态化学计量学特征的影响

第五章 林地清理和施肥措施对土壤C、N、P生态化学计量学特征的影响

5．1 土壤生态化学计量学特征

5．2 土壤生态化学计量比特征

5．3 林地清理、施肥方式及其交互作用对土壤生态化学计量学特征的影响

第六章 植物叶片C ：N

6．1 桉树、红锥叶片C：N

6．2 灌木层叶片C：N：P与灌木层生物量的相关关系

6．3 草本层叶片C：N：P与草本层生物量的相关关系

6．4 枯枝落叶层叶片C：N：P与枯枝落叶层生物量的相关关系

第七章 植物叶片与土壤C 、N、P生态化学计量学相关关系

7．1 巨尾桉叶片与土壤C、N、P生态化学计量学的相关关系

7．2 红锥叶片与土壤C、N、P生态化学计量学的相关关系

7．3 灌木层植物叶片与土壤C、N、P生态化学计量学的相关关系

7．4 草本层植物叶片与土壤C、N、P生态化学计量学的相关关系

7．5 枯落物层与土壤C、N、P生态化学计量学的相关关系

第八章 结果与讨论

8．1 不同林地清理和施肥措施对巨尾桉红锥混交林生物量及其分配格局的影响

8．2 不同林地清理和施肥措施对巨尾桉红锥混交林植物叶片C、N、P生态化学计量学的影响

8．3 不同林地清理和施肥措施对巨尾桉红锥混交林土壤C、N、P生态化学计量学的影响

8．4 植物叶片C、N、P生态化学计量比与植物生物量的相关关系

8．5 植物叶片与土壤C、N、P生态化学计量学的相关关系

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况