密云水库上游不同造林树种叶片-凋落物-土壤生态化学计量特征.pdf

/密云水库上游不同造林树种叶片凋落物土壤生态化学计量特征陈长启(北京市密云区园林绿化局 北京 密云)摘要:平原生态林作为北京人工林生态系统的重要组成部分 探究其生态化学计量特征是揭示平原造林后森林生态系统物质周转和养分循环等生态功能的关键 本研究以北京市密云水库上游平原生态林区域的刺槐、侧柏、臭椿和白榆 种林分为对象 采用野外取样和室内实验分析相结合的方法 研究 种造林树种叶片凋落物土壤的碳()、氮()和磷()生态化学计量特征及其相关性 结果显示:种树种叶片、凋落物和土壤中、和 的含量呈现显著差异 其中白榆的 含量在叶片、凋落物和土壤最高 种树种鲜叶和凋落叶 化学计量比存在显著差异 种树种鲜叶 与 均表现为白榆刺槐臭椿侧柏 种树种凋落叶 表现为刺槐臭椿侧柏白榆 且三者之间存在显著差异性 土壤 、与 和 含量有非常显著的相关性(.:.(刺槐臭椿侧柏 两者之间的差异显著(刺槐臭椿侧柏 且存在显著差异性(白榆臭椿侧柏 且刺槐鲜叶 显著高于其他树种(刺槐臭椿侧柏 白榆凋落叶 显著高于其他树种()种树种凋落叶 存在显著差异性(臭椿侧柏白榆 且三者之间存在显著差异性()表 种树种叶片、凋落物和土壤的、和 含量 /组分树种叶刺槐 臭椿 侧柏 白榆 凋落物刺槐 臭椿 侧柏 白榆 土壤刺槐 臭椿 侧柏 白榆 表 种树种鲜叶、凋落叶和土壤 化学计量特征 组分树种 叶刺槐 臭椿 侧柏 白榆 凋落物刺槐 臭椿 侧柏 白榆 土壤刺槐 臭椿 侧柏 白榆 注:同列数据后不同小写字母表示同一组分不同林分类型间差异显著()第 期 陈长启:密云水库上游不同造林树种叶片凋落物土壤生态化学计量特征 、和 含量和比率的相关分析对凋落物土壤养分浓度和化学计量特性的 相关分析表明(表)种阔叶树的、之间的相关性密切 刺槐的 和刺槐的 与土壤凋落物呈显著负相关 刺槐叶片和凋落物的 和 含量呈显著相关 侧柏叶片与凋落物、叶片与土壤、凋落物与土壤之间的 和化学计量特征比无显著相关性 刺槐的叶片与凋落物叶片与土壤的 含量与叶片和凋落物呈正相关 凋落物层中 、和 的比例与土壤层中 、和 的比例不显著相关(表)在本研究中 土壤 、与 和 含量有非常显著的相关性()(表)这表明 和 的含量是影响、和 的化学计量比的因素表 种树种、含量之间的相关系数 元素组分刺槐臭椿侧柏白榆总体叶片与凋落物 叶片与土壤 凋落物与土壤 叶片与凋落物 叶片与土壤 凋落物与土壤 叶片与凋落物 叶片与土壤 凋落物与土壤 注:表示在 水平显著相关 表明在 极显著相关 下同表 不同林分类型的 、的相关关系 元素组分刺槐臭椿侧柏白榆总体 叶片与凋落物 叶片与土壤 凋落物与土壤 叶片与凋落物 叶片与土壤 凋落物与土壤 叶片与凋落物 叶片与土壤 凋落物与土壤 表 种树种、化学计量比与土壤因素之间的相关关系 树种元素含水量土壤有机碳总氮总磷刺槐 臭椿 侧柏 白榆 讨论与结论 讨论、和 是植物生长和发育的必需营养素其含量会影响植物生长 在本研究中由于其固氮的生物学特性 刺槐的氮含量丰富 此外 刺槐叶和凋落物的 和 含量也高于侧柏 叶片中、含量呈显著正相关 这受树种自身生物学特性的影响 表明不同树种的 和 之间存在耦合在本研究中 刺槐林凋落物、和 含量最高相关分析表明 落叶层 和 含量之间存在显著的正相关 不同树种 元素的释放模式存在显著差异 这可能有利于养分储存 因为其叶型小 易西 部 林 业 科 学 年于分解并返回土壤 研究区域造林树种土壤中的 和 平均含量低于全国平均含量 /和 /高于中国森林土壤平均值 和 低于中国平均水平 表明该区域土壤磷元素的缺乏 另外 土壤 和 的含量是影响土壤、和 化学计量比的因素 因此 单纯增加凋落物的数量和质量并不一定能改善土壤养分 在森林管理中改变凋落物层的质量非常重要在本研究中 刺槐在叶片、凋落物和土壤的 含量是 种树种中最大的 其中叶片和凋落物的 浓度显著高于土壤 臭椿凋落物的 和 高于叶片 植物从土壤中吸收氮和磷并在落叶前通过养分重吸收过程重新吸收 和 含量在叶片和凋落物之间显著正相关 这表明植物通过光合作用固定有机物质 并在完成其生命周期后以凋落物的形式将营养元素返回土壤研究表明当叶片 时 植物生长主要受 限制当 时 植物生长受 和 共同限制 若以此为判断依据 该区域刺槐、臭椿、白榆叶片的 为 表明该地这 种树种生长受 的限制 建议在林分经营管理时 可适当施加磷肥 缓解林分土壤中缺 的现象 促进林分的生长发育 此外 和 作为一个重要的生理指标 植物鲜叶 和 越高 反映植物的竞争能力及对贫瘠环境的适应能力就越强 森林生态系统中碳、氮、磷的循环是植物、凋落物和土壤之间的相互转化 表明人工林生态系统中氮、磷在叶片、凋落物与土壤之间存在着相 互 输 送 和 转 移 本 研 究 的 白 榆 叶 片 和 较高 在该区域应用白榆造林能较好地适应区域的环境 侧柏对植物残体的分解能力较差 与其他阔叶树的根系分布特征不同因此侧柏的叶片和凋落物与土壤营养元素之间的相关性相对较小 此外 针叶树枯枝和枯叶的数量相对较少 分解速度较慢 营养元素向土壤的返回较少 结论刺槐的不同成分的氮磷比是 种树种中最大的 其中叶片和凋落物的氮磷比例显著高于土壤相比之下 刺槐、白榆是比较适合该区域的造林树种 白榆、侧柏的土壤的 较高 说明该区域土壤有机质的矿化作用慢 该区域刺槐、臭椿、白榆叶片 为 表明这 种阔叶树种生长可能受 的限制 因此在人工林抚育管理中为了保证人工林能够发挥其生态功能 应保护林下植被 对于针叶林分 适当发展混交林 促进凋落物分解 结合每个树种叶片的营养浓度和化学计量比进行分析 并辅助适应性施肥措施来改善和平衡养分状况 提高人工林养分循环能力 维持林分长期生产力参考文献:.():.陈婵张仕吉李雷达等.中亚热带植被恢复阶段植物叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征.植物生态学报():.王薇菡虞依娜谢嘉淇等.中国南亚热带不同造林模式碳汇林土壤碳、氮、磷的积累及化学计量特征.生态学报():.宁秋蕊李守中姜良超等.亚热带红壤侵蚀区马尾松针叶养分含量及再吸收特征.生态学报():.?.():.戚德辉郝咪娜温仲明.延河流域不同植被区植物叶片碳、氮、磷化学计量特征及其影响因子.江苏农业科学():.刘宏伟刘文丹王微等.重庆石灰岩地区主要木本植物叶片性状及养分再吸收特征.生态学报():.王珂尹昀洲张明辉等.林龄对红松人工林叶片凋落物土壤、生态化学计量特征的影响.西部林业科学():.刘婕勾晓华刘建国等.甘南黄河流域 种典型林分土壤、化学计量特征.生态学报():.():.田地严正兵方精云.植物生态化学计量特征及其主要假说.植物生态学报():.第 期 陈长启:密云水库上游不同造林树种叶片凋落物土壤生态化学计量特征 .:.():.:.():.():.邓浩俊陈爱民严思维等.不同林龄新银合欢重吸收率及其 化学计量特征.应用与环境生物学报():.():.():.():.朱德煌王金燕黄慧婷等.闽楠林土壤凋落物叶片碳氮磷生态化学计量对人为干扰的响应.生态学报():.():.袁丛军喻理飞严令斌等.黔中岩溶区不同群落演替阶段植物功能群叶片化学计量特征.西部林业科学():.任正标郭传阳郑鸣鸣等.间伐对杉木凋落物分解中生态化学计量的影响.西部林业科学():.():.闫帮国何光熊史亮涛等.元谋干热河谷燥红土和变性土上植物叶片的元素含量及其重吸收效率.应用生态学报():.().():.():.:.():.马转转张全智王传宽.六种温带森林类型凋落物量长期动态及其环境驱动.生态学报():.(责任编辑:罗群)西 部 林 业 科 学 年