尾巨桉和厚莢相思人工林細根主要營養元素貯存量及其季節動態研究

覃林波，藍珠劍

(廣西壯族自治區國有東門林場，廣西 崇左 532108)

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尾巨桉和厚莢相思人工林細根主要營養元素貯存量及其季節動態研究

覃林波，藍珠劍

(廣西壯族自治區國有東門林場，廣西 崇左 532108)

摘要通過對廣西東門林場某分場5年生尾巨桉和厚莢相思人工林細根主要營養元素(N、P、K、Ca、Mg)貯存量及其季節動態進行的研究，結果表明：尾巨桉、厚莢相思人工林細根5種營養元素貯存量隨季節不同而存在差異。不同季節尾巨桉人工林細根營養元素貯存量大小次序為夏季(6.514 kghm-2)>秋季(6.452 kghm-2)>春季(5.089 kghm-2)>冬季(4.524 kghm-2)；厚莢相思人工林細根相應為夏季(13.920 kghm-2)>秋季(11.523 kghm-2)>春季(3.620 kghm-2)>冬季(2.902 kghm-2)。

關鍵詞尾巨桉；厚莢相思；細根；營養元素

Storage Amount of Fine-Roots for Main Nutrients ofEucalyptusurophylla×

E．grandisandAcaciacrassicarpaPlantation and Their Seasonal Dynamics

Qin Linbo，Lan Zhujian

(State-Owned Dongmen Forest Farm, Guangxi Zhuang Autonomous Region, Chongzuo 532108,China)

AbstractStorage of main nutrients (N，P，K，Ca & Mg) of fine root of five-year-oldEucalyptusurophylla×E.grandisandAcaciacrassicarpaplantation in a certain sub-farm of Dongmen Forset Farm in Guangxi Zhuang Autonomous Region and its seasonal dynamics were studied. Result shows that there is difference on the storage amount of five main nutrient elements of the fine roots varied from seasons betweenEucalyptusurophylla×E．grandisandAcaciacrassicarpa. The storage amount of the nutrient elements of the fine roots forEucalyptusurophylla×E.grandisvaried from seasons ranks as summer (6.514 kghm-2)>autumn(6.452 kghm-2)>spring(5.089 kghm-2)>winter(4.524 kghm-2), and that ofAcaciacrassicarparanks as summer(13.920 kghm-2)>autumn(11.523 kghm-2)>spring(3.620 kghm-2)>winter(2.902 kghm-2).

Key wordsEucalyptusurophylla×E．grandis;Acaciacrassicarpa; fine root;nutrients

細根是森林生態系統生物量和養分庫中重要的動態組成部分，是研究森林生態系統能量流動和物質循環的關鍵環節，在森林生態系統能量流動和物質循環中起著極為關鍵的作用[1]。因此很有必要在我國開展細根方面的系統研究。

我國熱帶、亞熱帶森林是世界上典型的地帶性植被，對全球變化極其敏感，在日益加劇的全球變化進程下，對森林生態系統具有廣泛的影響，一方面通過改變環境因素如溫度、降水等來影響森林生態系統的生物量和生產力，另一方面通過改變生態系統的結構來影響其各種功能[2]。桉樹和相思樹主要分布在我國南方地區，尤其是桉樹，在我國熱帶、亞熱帶地區的森林體系中起著極其重要的作用。尾巨桉和厚莢相思分別是桉樹和相思樹的代表性樹種之一，因此，研究兩樹種細根的主要營養元素貯存量及其季節動態，對于掌握兩種森林生態系統的生產力和營養元素貯量及其分配特點，進行科學的經營管理均具有重要指導意義。

1試驗地及林分概況

試驗地位于廣西東門林場某分場，屬南亞熱帶季風氣候，年平均溫度21.8 ℃，極端最高氣溫40 ℃，極端最低氣溫-2 ℃，≥10 ℃年積溫約7 200 ℃，年平均降雨量1 200～1 500 mm，降雨多集中在5—9月，年蒸發量1 250～1 620 mm，年日照時數1 450～1 650 h，相對濕度大約79%。標準地位于山坡中部，海拔高度200 m，坡度25～28°，東南坡，土壤類型為砂頁巖發育形成的赤紅壤，土壤厚度在70 cm以上，質地為重壤至輕黏，保水保肥尚好。土壤呈酸性，平均pH值為4.41±0.29，土壤中含氮較充足，而磷、鉀、硼、鋅不足。土壤腐殖質層厚度15～20 cm。

試驗地前茬林分均為杉木純林。2009年年底砍伐，經煉山和整地后，于2010年5月，分別用尾巨桉營養苗和厚莢相思實生苗種植，造林密度分別為1 667株hm-2和1 140株hm-2。2014年4月調查時，尾巨桉人工林林相整齊，郁閉度為0.80，經自然稀疏和間伐后林分保留密度為1 330株hm-2，林分平均樹高為17.8 m，平均胸徑13.2 cm，林下植被以五節芒、蔓生莠竹等為優勢，此外還少量分布有木姜子(Litseapungens)、越南懸鉤子、鹽膚木(Rhuschinenesis)和路邊青(Clerodendrumcyrtophyllum)等70%，凋落物層厚度約2.2 cm，其中枯枝占40%以上為主。厚莢相思人工林林相整齊，郁閉度為0.80，經自然稀疏和間伐后林分保留密度為900株hm-2，林分平均樹高為14.6 m，平均胸徑12.4 cm，林下植被以潺槁樹(Litseaglutinosa)、毛桐(Mallotusbarbatus)、越南懸鉤子(Rubuscochinchinensis)等為優勢，此外還少量分布有五節芒(Miscanthusfloridulus)、蔓生莠竹(Microstegiumvegans)和東方烏毛蕨(Blechnumorientale)等，覆蓋度約70%，凋落物較多，厚度約3.2 cm，其中凋落葉約占90%。

2研究方法

2.1試驗地的設置和細根生物量的測定

在尾巨桉和厚莢相思人工林中選擇立地條件相似地段，設置10 m×10 m的標準地各3塊，于2014年4月(春)、7月(夏)、10月(秋)和2015年1月(冬)分別在各標準地用內徑為5 cm的土鉆在樣地內順等高線走“Y”形等距離采集0～40 cm土樣，帶回室內在2 mm網篩上沖洗, 撿出粗度≤2 mm的根(即細根)，漂洗干凈、風干后裝入帆布袋中于85 ℃烘箱中烘至恒質量,測定含水量,計算細根干質量。

2.2細根樣品的處理與營養元素分析

細根樣品的處理：將已經85 ℃烘至恒重的細根樣品用微型植物樣品粉碎機粉碎，并通過0.5 mm篩孔，然后裝入玻璃瓶中保存備用。

營養元素分析：樣品中N含量采用濃H2SO4-HCIO4-氨氣敏電極法測定[3]，P含量用鉬銻抗比色法測定，K含量用火焰光度計法測定，Ca、Mg含量用原子吸收光譜法測定[4]。

3結果與分析

從圖1可以看出，尾巨桉和厚莢相思人工林細根營養元素總貯存量全年變化也表現為單峰型，峰值出現在夏季，其次為秋季和春季，最低值出現在冬季，但兩樹種之間存在明顯差異。在春季，厚莢相思細根營養元素的總貯存量(3.620 kghm-2)略低于尾巨桉(5.089 kghm-2)；到了夏季，雖然兩樹種細根營養元素總貯存量都有所上升，但是厚莢相思細根營養元素總貯存量上升的速度很快，明顯超過了尾巨桉的上升速度，尾巨桉和厚莢相思的營養元素總貯存量分別為6.514 kghm-2和13.920 kghm-2，很明顯，厚莢相思的營養元素總貯存量超了過尾巨桉的兩倍；到了秋季兩樹種細根營養元素總貯存量都是下降，厚莢相思下降的幅度大于尾巨桉，但是厚莢相思細根營養元素總貯存量(11.523 kghm-2)還是很明顯大于尾巨桉(6.452 kghm-2)；在冬季兩樹種營養元素總貯存量還是繼續下降，因厚莢相思下降的幅度遠大于尾巨桉，故冬季厚莢相思營養元素總貯存量(2.902 kghm-2)較小，以致小于尾巨桉(4.524 kghm-2)。總的來看，在四個季節中，兩樹種細根營養元素總貯存量隨季節變化都是呈現先上升后下降的趨勢，只是厚莢相思細根營養元素總貯存量的變化幅度比尾巨桉更大。

圖1尾巨桉和厚莢相思人工林細根

5種營養元素總貯存量的季節變化

4結論與討論

尾巨桉和厚莢相思人工林細根營養元素總貯存量隨季節變化而變化，兩樹種存在的差異很明顯，尾巨桉的季節變化幅度小，厚莢相思的季節變化幅度大，跟兩樹種細根生物量的變化趨勢是一致的。

厚莢相思細根春季和冬季的總貯存量比尾巨桉稍小，而夏季和秋季的總貯存量比尾巨桉要大得多，其在夏季的最大值(13.920)是冬季的最小值(2.902)的4.8倍，所以其季節動態變化差異很大。從各營養元素的貯存量來看，尾巨桉細根由高到低的大致情況是：Ca>K>N>P>Mg，厚莢相思細根相應是：Ca>N>K>P>Mg，兩者都是跟其營養元素含量的大小規律相一致，但由于季節不同，氣溫和降雨量也不同，會有一定季節性的動態變化，但變化的幅度不是很大。

由以上的結果分析可以看出，細根各營養元素含量或貯存量，都是厚莢相思人工林在四季的變化要比尾巨桉人工林的變化大。出現這種結果可能是由于不同樹種的細根生長特性和生物生理學特性不同所致。

參考文獻：

[1] 楊玉盛，陳光水，林鵬，等.格氏拷天然林與人工林細根生物量、季節動態及凈生產力[J].生態學報，2003，23(9):1719-1731

[2] 李凌浩，林鵬.武夷山甜儲林細根生物量和生長量研究[J].應用生態學報，1998，9(4):337-344

[3] 何斌，溫遠光，梁宏溫，等. 英羅港紅樹植物群落不同演替階段植物元素分布及其與土壤肥力的關系[J]. 植物生態學報，2002, 26 (5) :518-524

[4] 魯如坤.土壤農業化學分析方法[J]. 北京:中國農業科技出版社，1999：308-322

中圖分類號：S792.39

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.02.016

文章編號:1005-5215(2016)02-0043-02

作者簡介：覃林波(1987-)，男，廣西上林人，大學，助理工程師，現從事營造林和林業調查規劃設計工作.

收稿日期：2015-11-12