常绿阔叶林凋落叶、枝分解过程对模拟N沉降的响应

【目的】为深入了解N沉降对滇中高原地带性植被凋落物分解过程的影响,为区域森林可持续经营提供理论支持。【方法】在新平县磨盘山常绿阔叶林模拟N沉降和凋落物原位分解试验,测定CK(0 g·m^(-2)·a^(-1))、LN(10 g·m^(-2)·a^(-1))、MN(20 g·m^(-2)·a^(-1))和HN(25 g·m^(-2)·a^(-1))下常绿阔叶林凋落叶、枝分解过程的基质质量指标。【结果】1)经过1 a的分解,凋落叶和枝质量残留率分别为52.0%~57.4%和74.2%~77.9%,分解系数分别为0.475~0.595和0.119~0.152 kg·kg^(-1)·a^(-1),木质素和纤维素残留率变化幅度分别为54.5%~66.2%、66.8%~77.8%和37.9%~48.5%、64.2%~74.2%;2)分解1 a后,N沉降处理使凋落叶、枝木质素残留率和纤维素残留率均显著增加,其中,木质素残留率增加3.2%~11.7%(凋落叶)、1.9%~11.0%(凋落枝),纤维素残留率增加2.9%~10.6%(凋落叶)、2.2%~10.0%(凋落枝),木质素和纤维素降解被抑制,HN处理下更显著,即N沉降显著抑制了凋落叶和枝的分解;3)经1 a的分解后,N沉降处理使C/N、木质素/N、纤维素/N含量均显著降低,其中,凋落叶C/N、木质素/N、纤维素/N变化范围分别为12.4%~15.1%、5.1%~15.7%、1.6%~5.0%;凋落枝分别为4.2%~15.2%、5.0%~13.4%、3.5%~10.1%。【结论】N沉降通过影响凋落物基质质量(降低C/N、木质素/N、纤维素/N),从而减缓常绿阔叶林凋落叶、枝的分解速率,其中C/N、木质素/N、纤维素/N更能反映其分解过程。

滇中亚高山4种典型林分凋落物归还及养分动态变化特征

【目的】通过研究滇中亚高山4种典型林分凋落物归还及养分动态变化特征,得出不同林分类型养分归还变化规律,为开展不同林分林地生产力的维持机制和提高森林生态系统的碳汇功能及其生态恢复提供理论参考。【方法】以滇中亚高山常绿阔叶林、高山栎林、云南松林和华山松林为研究对象,在每个林分随机设置方形凋落物收集器,每月收集凋落枝和叶,烘干至恒质量后计算月和年凋落量,并测定有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量,研究林分凋落物组成、养分含量及养分归还动态变化。【结果】4种林分年凋落物量为396.93~767.32 kg/hm^(2);凋落物组分中凋落叶占86.08%~89.13%,枝仅占10.87%~13.92%;4种林分凋落枝、叶及总量月动态变化呈单峰或双峰型变化规律,凋落物最高值出现在5月,C、N、P和K养分含量无明显变化规律;4种林分养分归还量为常绿阔叶林>云南松林或华山松林>高山栎林,凋落叶养分归还量大于凋落枝,不同养分归还量大小顺序为C>N>K>P,C、N、P和K归还量分别为193.57~359.37、3.18~6.51、0.25~0.49和1.86~3.41 kg/hm^(2);4种林分C、N、P和K归还量月动态变化呈单峰型、双峰型、多峰型或无规则变化规律,受凋落量以及养分含量的共同影响。【结论】常绿阔叶林年凋落物量和养分归还量均较高,周转期短,物种多样性丰富,群落结构稳定,具有较普遍的适应性,较快的凋落物分解周转能更好地进行养分归还,较强地维持土壤肥力。

开采对矿区天然森林生态系统碳损失量的影响

由于大量不合理的开采活动,矿山森林生态环境遭到严重破坏,导致森林生态系统碳储量减少的问题日益突出。选择云南省文山壮族苗族自治州矿区(植被已全部被破坏)作为研究对象,通过分析自然条件下森林生态系统各组分碳储量,以计量矿区森林碳损失量,研究乔木层(叶、枝、干、皮和根)、灌木层(叶、根和枝)、草本层(地上和地下部分)、凋落物层(未分解、半分解和完全分解)和土壤各层(0~10、10~20、20~30、30~40和40~60 cm)有机碳含量和碳损失量特征。结果表明:1)矿区生态系统植被层中,乔木层碳损失量为植被层损失量的主体(94.6%),其次为灌木层(3.4%),凋落物层(1.1%)和草本层(0.9%)比例较小。2)矿区开采后,造成严重的土壤碳损失:矿区森林生态系统中土壤有机碳含量和碳损失量随着土层的增加逐渐降低,土壤碳损失量主要集中于表土层0~30 cm,占土层总碳损失量的64.2%。3)矿区开采后,植被碳损失总量达到288.4 t/hm^(2),土壤碳损失总量达到169.9 t/hm^(2)。因人工开采使森林自然植被被破坏,导致矿区土壤层和植被层碳损失量较高。研究区自然条件下森林生态系统具有较强的碳贮存能力,多年开采矿区后造成较高的碳损失量,建议对矿区采取植被恢复技术,使矿区样地受损土地恢复其生态完整性和土地生产力,以提高矿区土壤质量、增加森林生态系统碳储备。

滇中高原川滇高山栎凋落叶、枝分解过程对模拟氮沉降的响应

【目的】氮(N)沉降增加通过影响凋落物分解过程中碳(C)、氮(N)元素的有效性,进而影响生物地球化学循环中的碳和养分平衡。通过研究模拟N沉降下川滇高山栎(Quercus aquifolioides)凋落物分解速率及养分含量变化特征,为川滇高山栎森林生态系统的有效管理提供参考。【方法】以滇中新平县磨盘山川滇高山栎林为研究对象,以尿素(有效成分CH_(4)N_(2)O)为氮源,采用尼龙袋法进行N沉降处理以及凋落物原位分解试验,4个N沉降水平为:对照[CK,0 g/(m^(2)·a)]、低氮[LN,10 g/(m^(2)·a)]、中氮[MN,20 g/(m^(2)·a)]和高氮[HN,25 g/(m^(2)·a)],每月施氮1次,持续12个月后测定凋落叶及枝质量残留,及其木质素、纤维素和C、N、P、K含量变化。【结果】(1)分解1 a后,各N沉降处理凋落叶(0.84%~3.87%)、枝(1.67%~3.30%)质量残留率均显著增加(P<0.05),说明随时间延长,凋落物分解被抑制,且抑制强度与施氮水平成正比;(2)凋落叶、枝分解系数变化范围分别为0.271~0.368和0.167~0.218 kg/(kg·a),凋落枝C/N(69.02)和木质素氮比(54.65)高于凋落叶的值(52.09和44.42),叶分解速率快于枝;(3)凋落物化学组成会影响凋落物质量残留率,表现为凋落物质量残留率与凋落叶和枝的N、P含量呈极显著负相关,与C、纤维素含量,C/N、C/P、木质素氮比、纤维素氮比等比值呈极显著正相关。【结论】(1)N沉降抑制了凋落物的分解,且随施氮水平的增加,抑制作用明显增强;(2)初始养分含量会影响凋落物的养分固持和释放,其中,N含量、C/N、木质素氮比是凋落物分解过程中的重要影响因子。

滇中亚高山人工林凋落物分解对模拟氮沉降的响应

2018年2月至2019年1月,利用尼龙网袋法对滇中亚高山华山松和云南松两种人工林开展模拟氮(N)沉降下凋落叶和凋落枝原位分解试验,N沉降水平分别为对照(CK,0 g N·m^-2·a^-1)、低N(LN,5 g N·m^-2·a^-1)、中N(MN,15 g N·m^-2·a^-1)和高N(HN,30 g N·m^-2·a^-1)。结果表明:华山松凋落叶和凋落枝年分解率分别为34.8%和18.0%,分别高于云南松凋落叶的32.2%和凋落枝的16.1%。模拟N沉降下,LN处理使华山松凋落叶、枝分解95%所需时间较对照分别减少0.202和1.624年,MN处理分别减少0.045和1.437年,HN处理则分别增加0.840和2.112年;LN处理使云南松凋落叶、枝分解95%所需时间较对照分别减少0.766和4.053年,MN处理分别增加0.366和0.455年,HN处理分别增加0.826和0.906年。经过1年的分解,低N处理促进了华山松和云南松凋落物(叶、枝)的分解,而高N处理表现为抑制作用;N沉降对两种林型凋落物分解的影响与凋落物中纤维素和木质素含量密切相关。可见,凋落物基质质量在一定程度上决定了凋落物分解对N沉降的响应情况,尤其是纤维素和木质素含量。