寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物量動態研究

錢正敏，李繼祥，趙 碩， 姚小剛

(1．遵義師范學院，貴州 遵義 563002； 2．貴州寬闊水國家級自然保護區管理局，貴州 綏陽 563300；3．貴州省赤水河流域植物資源保護與應用研究特色重點實驗室，貴州 遵義 563002)

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寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物量動態研究

錢正敏1，2，3，李繼祥2，趙 碩1， 姚小剛2

(1．遵義師范學院，貴州 遵義 563002； 2．貴州寬闊水國家級自然保護區管理局，貴州 綏陽 563300；3．貴州省赤水河流域植物資源保護與應用研究特色重點實驗室，貴州 遵義 563002)

針對寬闊水太陽山闊葉混交林凋落物的數量、組成及季節動態進行了研究，結果表明：寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物年凋落量為5192.34 kg/hm2，其中枝凋落量為1025.74 kg/hm2，占年凋落量的19.75%；葉凋落量為3329.87 kg/hm2，占年凋落量的64.13%。峰值出現在5月(810.53 kg/hm2)，占年凋落物量的15.61%，低谷出現在3月(298.54 kg/hm2)和6月(274.33 kg/hm2)，分別占年凋落量的5.75%和5.28%，表現出總凋落物量隨季節發生動態變化。

闊葉混交林；凋落物；動態研究

1 引言

森林凋落物(Forest litter)是指森林生態系統內，由生物組分產生的并歸還到林地表面，作為分解者的物質和能量的來源，借以維持生態系統功能的所有有機物質總稱[1]。森林凋落物每年為土壤微生物、小動物的生命活動提供相當大的能量，從而推動土壤中的生態過程，促進土壤肥力的提高[2]。

對凋落物的研究最早多集中于森林凋落物在增加土壤肥力和改善物質循環中的作用[3，4], 德國的Ebermayer E 從1876 年就開始研究凋落物中的養分循環過程[5], Wiegert和Evans 討論了凋落物積累量的測定方法[6]。我國對凋落物的研究開展較晚[7],從20世紀80年代初開始。但對寬闊水太陽山闊葉混交林森林的研究未見報導。通過本文研究，將填補其保護區研究空白，并對森林植被的進一步研究，提供理論依據。

2 研究地概況

該研究地地勢中間高，四周低，最高為太陽山中部，海拔1762 m，最低為西北部的唐村河谷底，其海拔為650 m，相對海拔差非常大[8]。位于貴州省遵義市綏陽縣境內的寬闊水國家級自然保護區，地理坐標為東經107°02′23″～107°14′09″，北緯28°06′25″～28°19′25″，西與桐梓縣接壤，東與正安縣相鄰，為三縣交界地區，保護區面積26231 hm2。森林覆蓋率高達80%。

該區年均溫在11.6～15.2 ℃之間波動，氣溫的平均垂直遞減率為0.39℃/100m。保護區內年降水量處于1300～1350 mm之間。年均相對濕度超過82%，陰雨天氣較多，降水量約大于0.1 mm的超過200 d；年太陽總輻射值為3 349～3767 MJ/m2，日照百分率<24%。研究地土壤主要是黃壤和黃棕壤。

試驗地設在貴州寬闊水國家級自然保護區，寬闊水林場太陽山水文觀測站，常綠落葉闊葉混交林內。試驗地植被概況見表1。

表1 試驗地植被概況

主要植物種類拉丁名如下：亮葉水青岡(Faguslucida)、粗穗石櫟(Lithocarpusspiccata)、包石櫟(Lithocarpuscleistocarpus)、貴州青岡櫟(Cyclobalanopsisstewardiana)、箭竹(Sinarundinariachungii)、方竹(Thimonobambusautilis)、柃木(Euryajaponica)、光皮樺(Betulalunminifera)、鹽膚木(Rhuschimensis)、山礬(Symplocossumuuntia)、杜鵑(Rhododendronsp.)、燈臺樹(Cormuscontroversa)、四照花(Dendrobenthamiasp.)、香葉樹(Linderacommunis)、野茉莉(Styraxjaponica)、山茶(Camelliajaponica)、 化香(Platycaryastrobilacea)、火棘(Pyracantha)、十大功勞(Mahoniafortunei)、馬桑(Coriarasinica)、細齒葉柃木(EuryanitidaKorth)、石灰花楸(Sorbusfolgneri)、腺柄山礬(SymplocosJacq)、三花假衛矛(Microtropistriflora)、石楠(PhotiniaserrulataLindl.)、大青樹(FicushookerianaCorner)。

3 研究方法

3.1 凋落物收集

在寬闊水太陽山喬木林地內，按隨機加局部控制的原則(兼顧密度、坡向和坡位)，每個樣點放置一個接收面積1.0 m×1.0 m的凋落物收集器，在收集器底部放置孔徑為0.2 mm×0.2 mm尼龍纖維，共布設50個樣點，收集器距地面高50 cm。

主要收集的凋落物是喬木凋落物。于2015年3月底開始至2016年3月底止每月收集一次凋落物。

3.2 凋落物的處理

用塑料袋將收集的凋落物裝袋，作好標記并風干，再將其分為以下類：花果(包括鳥糞、蟲體和土壤動物殘體等)；樹枝(包括樹皮)；樹葉；其他(主要是竹類)。用上海天平儀器廠生產衡新電子天平稱重，并計算每公頃凋落物量。

3.3 數據處理

用EXCEL對數據進行處理并制圖。

4 結果及分析

4.1 調查數據

調查數據見表2。

表2 寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物數據統計表 kg/hm2

注：由于2016年2月寬闊水太陽山凝凍，未進行收集

4.2 森林凋落物的凋落量、組分以及季節動態

4.2.1 凋落物的年凋落量及其組分

從圖1中可知，寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物年凋落量為5192.34 kg/hm2。其中枝的年凋落量為1025.74 kg/hm2，占凋落物年凋落量的20%；葉的年凋落量3329.87 kg/hm2，所占比重最大，占凋落物年凋落量的64%；落花果占凋落物年凋落量的12%，其年凋落量為637.06 kg/hm2；其他凋落量為196.46 kg/hm2，占凋落物年凋落量的4%。葉凋落量所占比例最大，比枝凋落量的3倍還多，在凋落物中占明顯優勢。

圖1 凋落物各組分凋落量比例

4.2.2 森林凋落物凋落量月動態變化

由于受降雨量、溫度、濕度等天氣以及其他外界因素的影響，每月的凋落量各不相同，出現明顯差異，體現出較為明顯的月動態變化。2015年5月表現較為突出，達到最大值，接近凋落量最少的2015年3月凋落量的3倍(圖2)。

4.2.3 各組分月凋落量動態變化

枝的凋落量在2016年1月出現峰值，凋落量達337.50 kg/hm2,在2015年5、11月和2016年3月出現低谷(圖3)。

圖2 森林凋落物月凋落量動態變化

圖3 各組分月凋落量動態變化

由于葉的凋落量與其他組分凋落量相比在凋落物中占相對優勢而導致葉凋落量的月動態變化與凋落物月動態變化較為相似。同樣，由于受降雨量、溫度、濕度等天氣以及其他外界因素的影響，葉的凋落量在各月的表現各不一樣，在2015年5月葉的凋落量出現巔峰，差不多是葉凋落量較少月2015年3月葉凋落量的8倍。

種子的凋落量峰值出現在2015年4月(150 kg/hm2)和8月(100.76 kg/hm2),在2015年3月和12月出現低谷，凋落量只有15.20 kg/hm2和15.82 kg/hm2。

其他凋落量峰值出現在2015年3月、7月和8月以及2016年3月，最高月凋落量達37.30 kg/hm2，低谷出現在2015年6月，月凋落量僅0.42 kg/hm2。

5 結語

通過本研究顯示，寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物表現出明顯的季節動態，于5月出現全年最大峰值，其次是10月份，與許多亞熱帶闊葉樹種凋落物的動態變化不一致。

在2016年1月，枝的凋落量占年總落枝量的32.90%，出現峰值。這是由于樹枝冬季進行代謝，脫落枝條度過嚴寒冬季的生物生理特性有關。 落葉量于5月和11月出現高峰期，這與多數闊葉樹種凋落量不相似[9]，這可能與2015年5月大量降雨導致常綠樹種大量落葉引起的。 落花果量集中在9月，這與該期大多數果實成熟而脫落有關。 其他量的年凋落物量于7月出現高峰，這與該期的竹葉大量脫落有關，而導致其它量大幅上升。

寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物量符合常綠落葉闊葉混交林凋落特點(落葉量>落枝量>落花果量>其他量)，各組分在一年中凋落量均出現高峰與低谷，與其生物學特性吻合，明顯表現出季節性的動態變化。短期的凋落物變化不能完全呈現出寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物量變化特點，因此，今后需要對其凋落物量進行長期的研究，才能對寬闊水太陽山闊葉混交林森林凋落物量的動態變化得出最準確的結論。

[1]周 彪. 帽兒山地區紅松和興安落葉松人工林凋落物動態研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2007.

[2]錢正敏，冉景丞，容 麗，等. 茂蘭喀斯特森林凋落物量動態研究[J].安徽農業科學 2009(8).

[3]Zhu J Z , Liu J J ,Zhu Q K, et al . Hydro2ecological functions of forest litter layers[J]. Journal of Beijing ForestryUniversity ,2002 ,24 (5P6) :30～34.

[4]Ogee J , Brunet YA. Forest floor model for heat and moisture including a litter layer[J]. Journal of Hydrology ,2002 ,255 (124) :212～233.

[5]Li X Y, Sun J K, Chang Z H , et al . A study on litter and forest floor in Tianshan Mountains[J]. Acta Pedologica Sinica , 1997 ,34 (4) :406～417.

[6]Wiegert R Y, Evans F C. Primary production and the disappearance of dead vegetation on old field in southeastern Michigan[J]. Ecology , 1964 ,45 :49～63.

[7]Zhao H Y, Wu Q X, Liu GB. Studies on soil and water conservation function of litter in Chinese pine study onLoess plateau[J]. Scientia Silvae Sinicae ,2003 ,39 (1) :168～172.

[8]劉璐 寬闊水國家級自然保護區黑葉猴生境利用的初步觀察[D].貴陽：貴州師范大學， 2009.

[9]Meentemeyer V,Box E O & Thompson R . World patterns and amounts of terrestrial plant litter production[J]. Bioscience ,1982 ,32(2):125～128.

Volume Dynamics of Broad-leaved Mixed Plantation Litterfall in Sun mountainof Kuankuo-Shui Forest

Qian Zhengmin1,2,3,Li Jixiang2,Zhao Shuo1,Yao Xiaogang2

(1 .ZunyiNormalSchool,Zunyi,Guizhou560002,China；2 .ManagementDepartmentofKuankuo-ShuiNatureReserve,Zunyi,Guizhou563300,China；3.KeyLaboratoryofRegionalCharacteristicforConservationandUtilizationofPlantResourceinChishuiRiverBasin,Zunyi,Guizhou563002,China)

The amount, component, and seasonal dynamics of litter fall of a broad-leaved mixed plantation in Sun Mountainof Kuankuo-Shui Forestwas studied. The results showed that the annual litter fall production was estimated to be 5192.34 kg/hm2per hectare, of which 64.13% and 19.75% comprised 3329.87 kg/hm2forleaf-litter and 1025.74 kg/hm2for twig-litter, respectively. Monthly litter fall production showed obvious seasonal dynamics, with high peak occurring in May(810.53 kg/hm2),15.61 %of annualvolume;andlow ebbsoccurring inMarch(298.54 kg/hm2)and June(274.33 kg/hm2),5.75%and5.28% of annual volumerespectively. The peaksindicated that the total volume of litterfallhad seasonal dynamic changes.

broad-leaf mixed plantations; litter fall; dynamics

2016-07-31

貴州省科學技術基金(編號：黔科合J字[2010]2051號),貴州省科技聯合基金(編號：黔科合LH字[2015]7031號)

錢正敏(1982—)，女，碩士，講師，主要從事植物生理生態方面的教學與研究工作。

李繼祥(1976—)，男，工程師，主要從事森林保護工作。

S757

A

1674-9944(2016)18-0006-03