泰山黃前流域典型森林植被枯落物水文與養(yǎng)分特征

李 錕 王慶華 高翠玲

（菏澤黃河河務(wù)局牡丹黃河河務(wù)局 山東 菏澤 274000）

0 前言

森林枯落物是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，它不僅對(duì)森林資源的保護(hù)和永續(xù)利用起著重要作用，而且還對(duì)涵養(yǎng)水源和水土保持具有重要意義。

1 樣品處理及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 關(guān)于枯落物水文性能

1.1.1 枯落物樣品的采集和處理

玉泉寺主要森林植被類(lèi)型有：闊葉林.針葉林.針闊混交林.闊闊混交林.針針混交林等不同的森林植被類(lèi)型。 我們選擇有代表性的側(cè)柏林、麻櫟林、赤松林、赤松和五角松混交林（陰坡和陽(yáng)坡）共五種林分進(jìn)行研究在。 每個(gè)林分內(nèi)設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)50cm×50cm 樣方3 個(gè)，搜集樣方內(nèi)枯枝落葉并分別測(cè)量枯枝落葉層的總厚度和分解層厚度，分層稱(chēng)重，而后分層烘干、稱(chēng)干重。

1.1.2 枯落物層的最大持水量和持水率測(cè)定

每塊標(biāo)準(zhǔn)地分層收集枯枝落葉， 然后浸水24h 后再稱(chēng)重，再稱(chēng)重量即為自然狀態(tài)下枯落物層的最大持水量，最大持水量與總重量的比值即為最大持水率。

1.1.3 枯落物層吸水動(dòng)態(tài)過(guò)程測(cè)定

靜水浸泡法測(cè)定枯落物層的吸水動(dòng)態(tài)過(guò)程，將每塊標(biāo)準(zhǔn)地的枯落物烘干分層浸泡于水中，每隔一定的時(shí)間稱(chēng)重一次其重量。 時(shí)間間隔是0.5h，1h，2h，4h，6h，8h，10h，12h，24h.。

1.1.4 枯落物的水容量測(cè)定

每塊標(biāo)準(zhǔn)地分層收集0.25 平方米的枯枝落葉，放入烘箱在80 度烘8-10h，烘干后稱(chēng)重，然后小時(shí)后再稱(chēng)重，然后浸水24h 后再稱(chēng)重。 根據(jù)下列公式計(jì)算出枯落物的水容量。

1.2 關(guān)于枯落物營(yíng)養(yǎng)元素含量

1.2.1 樣品處理

將枯落物烘干磨細(xì)后備用。

1.2.2 各元素測(cè)定方法

（1）全氮測(cè)定用H2SO4-H2O2消煮，半微量開(kāi)氏法測(cè)定。

（2）全磷測(cè)定用H2SO4－H2O2消煮，釩鉬鈧比色法測(cè)定。

（3））全鉀測(cè)定用H2SO4－H2O2消煮，火焰光度法測(cè)定。

（4））全鈣、全鎂測(cè)定采用HNO3－HCLO4消煮，用EDTA配合測(cè)定法；

（5）銅、鋅、鐵、錳的測(cè)定采用HNO3－HCLO4消煮，用AAS法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林分枯落物持水作用的研究

2.1.1 不同林分枯落物的蓄積量

林分枯落物層吸水作用的大小， 取決于其本身的厚度和性質(zhì)。 闊葉林枯落物層厚度比針葉林枯落物層厚度大，蓄積量也大， 麻櫟林枯落物厚度為9.33cm， 蓄積量為30.32t/hm2，這與該林分處于被風(fēng)坡，枯落物易積聚有關(guān)，赤松與五角楓混交林的陰坡與陽(yáng)坡的枯落物層厚度相差不大， 這與赤松的生長(zhǎng)特性有關(guān)，松樹(shù)生長(zhǎng)對(duì)陽(yáng)光的依賴(lài)性不大，因而陰坡枯落物厚度略大于陽(yáng)坡與其是喜陰特性有關(guān)。 麻櫟林枯落物分解率明顯大于針葉林，因?yàn)獒樔~表面蠟質(zhì)層較厚，木質(zhì)化程度高所致。 枯落物厚度為麻櫟＞混交 （陰）＞混交（陽(yáng)）＞側(cè)柏＞赤松，蓄積量：麻櫟＞赤松＞混交（陽(yáng)）＞混交（陰）＞側(cè)柏。

2.1.2 不同林分枯落物的最大持水量

林地枯落物層的水文性質(zhì)可以用它的最大持水量來(lái)評(píng)價(jià)。

赤松林內(nèi)枯落物的最大持水量最大,為3.93mm，其次是麻櫟林，最大持水量為3.52mm。 該實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)最大持水量的大小順序?yàn)槌嗨闪郑韭闄盗郑净旖涣郑幤拢净旖涣郑?yáng)坡＞側(cè)柏林。 最大吸水率的大小順序?yàn)槌嗨闪郑净旖涣郑幤拢緜?cè)柏林＞混交林（陽(yáng)坡）＞麻櫟林，總體來(lái)看，針葉林及針闊混交林最大持水量小于闊葉林， 這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)針葉林地的水分條件差，雖然林地內(nèi)枯落物層的最大持水率大，但是蓄積量太小。

2.1.3 不同林分類(lèi)型枯落物水容量

枯落物的持水能力可通過(guò)枯落物飽和水容量來(lái)反映。 枯落物飽和水容量取決于枯落物的吸水率與枯落物的蓄積量，飽和水容量越大，吸收和過(guò)濾地表徑流的作用越強(qiáng)，其水文作用越大，水容量也越大。

各林分吸水率大小依次為赤松林＞混交林 （陰坡）＞側(cè)柏林＞混交林（陽(yáng)坡）＞麻櫟林。 此處針葉林蓄水效果較好。

2.2 枯落物營(yíng)養(yǎng)元素分析

本文選取赤松林，麻櫟林，赤松和五角楓混交林，側(cè)柏林3 種林分進(jìn)行分析。

2.2.1 不同林分類(lèi)型枯落物營(yíng)養(yǎng)元素含量分析

氮元素以麻櫟林和針闊混交林含量最高， 分別達(dá)到了10471mg/kg 和13576mg/kg， 而側(cè)柏林和馬尾松林含量相對(duì)較低。 磷元素仍以麻櫟林枯落物含量最高，達(dá)到949mg/kg，側(cè)柏林和赤松林含量較低，并且兩種林分中含量較為接近，鉀元素含量與氮磷有所不同，含量最高的是混交林枯落物，達(dá)到3086mg/kg，其次是麻櫟林，側(cè)柏林和赤松林含量仍是最低。 從上面的分析可以看出，氮磷鉀3 種最主要的植物營(yíng)養(yǎng)元素在林地枯落物中的含量以麻櫟林、 針闊混交林含量較高，分別達(dá)到14.32mg/kg，17.25mg/kg，側(cè)柏林赤松林含量較低。

鈣元素的含量以側(cè)柏林枯落物最高，其次才是麻櫟林和針闊混交林，麻櫟林枯落物的鎂元素含量最高，針闊混交林次之，赤松林含量最低。

從枯落物鐵、錳、鋅、銅4 種微量元素的含量來(lái)看，各元素不同林分的排序如下：鐵元素為：麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林林＞側(cè)柏林；錳元素為：針闊混交林＞側(cè)柏林＞麻櫟林＞赤松林；鋅元素為：麻櫟林＞針闊混交林＞赤松林＞側(cè)柏林；銅元素為： 針闊混交林＞麻櫟林＞赤松林＞側(cè)柏林；4 種微量元素總量的排序?yàn)椋横橀熁旖涣郑韭闄盗郑境嗨闪郑緜?cè)柏林。 其中各元素在組成上有許多值得指出的地方，赤松林枯落物鐵元素含量特別高，而鋅元素含量特別低；側(cè)柏林枯落物除了錳以外，其余微量元素均是最低的，特別是鐵和銅，其含量和其余林種差距很大。

不同林種枯落物元素含量排序如下： 側(cè)柏林為氮＞鈣＞鉀＞錳＞鎂＞鐵＞磷＞鋅＞銅；赤松林為氮＞鈣＞鉀＞鐵＞鎂＞錳＞磷＞鋅＞銅；麻櫟林為氮＞鈣＞鉀＞鐵＞鎂＞磷＞錳＞鋅＞銅；針闊混交林為氮＞鈣＞鉀＞錳＞鐵＞鎂＞磷＞鋅＞銅。

2.2.2 不同林分類(lèi)型枯落物營(yíng)養(yǎng)元素貯量分析

由于每個(gè)林種枯落物數(shù)量差別較大，樹(shù)林中枯落物營(yíng)養(yǎng)元素的貯量也存在很大不同。 不同林種中不同元素貯量不同。 它們的排列：氮為麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林＞側(cè)柏林；磷為麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林＞側(cè)柏林；鉀為麻櫟林＞針闊混交林＞赤松林＞側(cè)柏林； 鈣為麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林＞側(cè)柏林；鎂為麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林＞側(cè)柏林；鐵為麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林＞側(cè)柏林； 錳為麻櫟林＞針闊混交林＞赤松林＞側(cè)柏林；銅為麻櫟林＞赤松林＞針闊混交林＞側(cè)柏林。9種營(yíng)養(yǎng)元素的總量排序?yàn)槁闄盗郑境嗨闪郑踞橀熁旖涣郑緜?cè)柏林， 分別為138.6kg/hm2，318.7kg/hm2，696.1kg/hm2，242.03 kg/hm2。

從上面的分析不難看出，麻櫟林枯落物營(yíng)養(yǎng)元素貯量最豐富，這是由于其質(zhì)量大和營(yíng)養(yǎng)元素含量較高決定的。

3 討論與分析

在玉泉寺林區(qū)麻櫟林的枯落物蓄積量最大，其次是赤松林，最大持水量則是赤松林最大，麻櫟林其次，說(shuō)明當(dāng)前枯落物蓄水功能最好的是赤松林和麻櫟林。 枯落物最大持水率明顯表現(xiàn)出針葉林、針闊混交林大于麻櫟林,是由于麻櫟林枯落物分解程度高的緣故。 綜合看來(lái)在該林區(qū)是赤松林的蓄水功能最好。 枯落物營(yíng)養(yǎng)元素貯量最高的是麻櫟林。 枯落物對(duì)于土壤的改良作用在于其營(yíng)養(yǎng)元素歸還，因此營(yíng)養(yǎng)元素歸還量越大其對(duì)于土壤的改良作用就越大，由此可以看出在該林區(qū)麻櫟林的土壤改良功能最好。