岩溶区檵木和马尾松凋落叶分解研究

摘要

本文以岩溶区和非岩溶区檵木和马尾松凋落叶为研究对象，采用野外网袋分解法在原地进行为期1年凋落叶分解对比实验。研究内容主要包括:凋落叶分解过程中，凋落叶失重率的变化，并通过Olson衰减指数模型对凋落叶分解时间进行预测;测定凋落叶初始养分浓度，元素在分解过程中的动态变化及养分释放规律，探究其对凋落叶分解速率的影响;研究了凋落叶分解对土壤理化性质的影响及凋落叶分解过程中土壤酶活性的变化规律。主要的研究结果如下:
　　1、采用凋落叶分解袋法研究凋落叶的分解动态，结果显示:在不同地质背景下的两个树种凋落叶分解速率均为岩溶区＜非岩溶区;相同地质背景生境下两树种间凋落叶分解速率均为檵木＞马尾松。4种凋落叶的分解动态符合Olson衰减指数模型，根据模型推断出凋落叶分解50％和95％时，岩溶区檵木所需时间为0.85a和3.384a，马尾松为2.61a和10.83a;非岩溶檵木为0.82a和3.376a，马尾松为1.73a和6.97a。这说明岩溶区树种凋落叶分解周期比非岩溶区长，特别是岩溶区种植的马尾松分解时间比非岩溶区长。
　　2、4种凋落叶的初始浓度C和木质素的含量最大，其次为纤维素、N、Ca、K及P。相同树种在不同地质背景生境下的凋落叶初始养分含量除元素C和K含量差异不显著外，元素N、P、Ca、纤维素等含量为岩溶区树种＞非岩溶区树种，木质素为岩溶区檵木小于非岩溶区檵木，岩溶区马尾松大于非岩溶区马尾松，但岩溶区檵木与非岩溶区檵木木质素含量差异不显著，各元素组分比为岩溶区树种＜非岩溶区树种;相同地质背景下的两个树种间，N元素含量无差异，P、Ca、K含量为檵木＞马尾松，C、木质素含量为马尾松树种＞檵木树种，纤维素含量在非岩溶区两树种间差异不明显，岩溶区为檵木＞马尾松，各化学成分比均为马尾松＞檵木。
　　3、通过相关性分析结果表明:凋落叶分解速率与凋落叶初始养分C含量呈显著负相关，与木质素浓度呈极显著负相关，与K浓度呈显著正相关，与C/N、C/P、木质素/N、木质素/纤维素等相关系数较大但不显著。
　　4、凋落叶各养分在分解过程中的动态变化有一定的差异，元素C浓度的变化均表现为上升-下降-上升的趋势;N为先上升后下降;P含量波动较大，岩溶区檵木和马尾松总体变化为下降，而非岩溶区檵木和马尾松则为上升;K和木质素的变化趋势均表现为前期下降而后转为上升，但K的总体含量是增加的，而木质素则是降低;纤维素含量在分解的前半年基本均为上升，之后转为下降。经差异性分析，凋落叶的失重率与C和木质素含量变化呈极显著负相关，与元素K呈显著正相关
　　5、凋落叶各化学成分比值在分解过程中的变化规律为:C/N、木质素/N、木质素/纤维素之间的变化趋势相似，都是先降低再上升，C/P变化较为复杂，分解前半年的变化趋势主要体现在相同地质背景下的两树种树种之间的差异，马尾松的变化趋势为先增再减，檵木则持续增加，后半年在于地质条件的差异，岩溶区树种为增加后转为平缓，非岩溶区则为先降低再增加。用失重率与各比值差异分析结果可知，马尾松失重率与木质素/N、木质素/纤维素呈显著负相关。
　　6、凋落叶各元素释放规律:C和木质素均为持续净释放，与凋落叶的失重率呈及显著正相关，且岩溶区檵木和马尾松的C释放比非岩溶区檵木和马尾松慢;N元素在分解过程中表现为先固持再释放，固持阶段的各养份的剩余百分率的顺序比大致为:岩溶区马尾松＞非岩溶区檵木＞非岩溶区马尾松＞岩溶区檵木，释放阶段为岩溶区的N释放比非岩溶区快;元素P表现为先释放后富集;纤维素为先富集再释放。
　　7、本文研究了凋落叶分解对土壤理化性质的影响，结果表明，在凋落叶分解1年后，土壤pH值有增加趋势，除非岩溶区马尾松样地的土壤有机质有增加外，其余3个样地皆较分解前减少了，而土壤氮磷钾皆增加了，这说明凋落叶的分解增加了土壤中的营养元素，对土壤具有一定的改善作用。
　　本研究通过岩溶区凋落叶分解与非岩溶区相同树种凋落叶分解的差异，进而探讨岩溶区树种凋落叶特性及其在岩溶生态系统中的作用，了解其养分释放动态，为岩溶区森林维护和恢复重建提供参考。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 研究目的及意义

1．1．2 岩溶区凋落物分解研究的目的及意义

1．1．3 凋落物研究主要内容

1．2 研究进展

1．2．1 凋落量的研究

1．2．2 凋落物分解过程研究

1．2．3 影响凋落物分解速率的因素

1．2．4 凋落物分解对土壤性质、土壤微生物、土壤酶的影响

1．3 岩溶区凋落物分解的研究现状

第2章 研究内容和研究方法

2．1 研究内容

2．2 材料与方法

2．2．1 研究区概况

2．2．2 实验树种选择

2．2．3 样品采集及处理

2．3．4 实验设计

2．2．5 指标测试方法

2．2．6 实验数据的计算及处理

2．3 技术路线

第3章 凋落叶分解速率

3．1 凋落叶分解环境条件

3．2 不同类型凋落叶失重率

3．3 凋落叶分解速率模型

3．4 讨论

3．5 小结

第4章 凋落叶质量及养分动态

4．1 凋落叶初始养分含量

4．2 凋落叶养分元素动态及释放规律

4．2．1 凋落叶元素动态变化

4．2．2 养分的固持和释放

4．3 凋落叶分解的相关分析

4．3．1 分解常数与初始元素含量的相关分析

4．3．2 失重率与元素变化的相关性

4．3．3 凋落叶各组分及比值之间的相关分析

4．3．4 失重率与各养分释放率的相关性分析

4．4 讨论

4．4．1 凋落叶初始养分含量对凋落叶分解速率的影响

4．4．2 凋落叶分解过程中养分动态及养分的固持与释放

4．5 小结

第5章 凋落叶分解对土壤理化性质的影响

5．1 凋落物分解对土壤理化性质的影响

5．1．1 土壤pH值

5．1．2 土壤有机质含量

5．1．3 土壤氮磷钾全量变化

5．2 凋落叶分解对土壤酶活性的影响

5．2．1 蔗糖酶活性变化

5．2．2 纤维素酶活性变化

5．3 讨论

5．4 小结

第6章 结论

6．1 结论

6．2 创新

6．3 不足之处

6．4 展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢

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