导　　师： 张健

学科专业： I0707

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 四川农业大学

摘　　要： 森林凋落物是林地有机质的主要物质库和维持土壤肥力的基础，是森林生态系统物质循环和能量流动的主要途径，凋落物的养分归还对维持林地地力具有十分重要的意义。目前，桉树人工林已成为我国南方大面积造林的树种之一，通过对凋落物特性的研究可以深入了解森林生态系统的结构和功能，对桉树人工林的营造和经营管理有重要意义。试验自2004年7月起，选择四川洪雅1997年营造的巨桉人工林，对其凋落物数量、养分归还量、养分转移、分解速率及土壤养分动态变化等方面进行了一个生长周期的定位研究，结果表明： (1)巨桉人工林四个林分的年凋落量分别为8786、8112、5590、6011kg/hm2，年凋落量与林分密度成正相关，叶的凋落量随密度的增大而增大，枝和皮的凋落与林分密度没有显著的相关性。巨桉凋落物各组分量：落叶＞落枝＞落皮。巨桉人工林全年有一个明显的凋落物峰谷期，5月是全年凋落物的高峰期，1月凋落量达到最低，凋落总量的季节变化趋势是春＞夏＞秋＞冬。叶的凋落主要集中在春季，而枝、皮的凋落主要集中在夏季。1 (2)巨桉人工林全年通过凋落物归还土壤的n、p、k、ca、mg五种大量元素总量分别为95.32、86.90、67.72、66.37kg/hm2，归还量大小依次为n＞k＞ca＞mg＞p。n的归还潜力e3最高，e1、e2、e4较接近，说明e3的凋落物具有更高的改良土壤的效果，这也是e3土壤养分含量最高的原因。凋落物各组分养分归还总量大小：落叶＞落枝＞落皮，落叶是巨桉凋落物养分归还的主体。各林分凋落物n、p、k、ca、mg的归还动态基本一致。养分归还总量春夏两季大，秋冬两季低，冬季1月养分归量最低。 (3)巨桉枝、叶在凋落前n、p普遍发生生理转移，而k、ca、mg的转移方向则不确定，有时为正有时为负。p的转移率是各元素中最高的，在叶中月平均转移率可达60.6％，枝中可达70.1％。巨桉人工林枝和叶在大量凋落前养分转移量都是最大的，养分内循环非常明显。养分年转移总量分别为145.96、118.10、70.72、78.26kg/hm2，大小依次为e1＞e2＞e4＞e3，即养分转移量与林分密度成正相关。叶的养分转移量比枝大数倍。叶中各元素转移量的大小为n＞k＞ca＞p＞mg，但枝中各元素的转移量大小在各林分表现不一致，e1为k＞n＞mg＞ca＞p，e2和e3为n＞k＞ca＞mg＞p，e4为n＞ca＞k＞mg＞p。 (4)巨桉枝、叶的分解系数都是e3＞e4＞e1＞e2，e3凋落物的分解速度快于其他林分，凋落物的分解与林分密度关系不明显。叶的平均年失重率为36.1％，明显大于枝的平均年失重率18.2％。由指数衰减模型得出叶、枝的分解系数分别为0.383～0.445a-1和0.176～0.214a-1，巨桉叶的分解常数与其它桉树种比较接近，叶、枝的半衰期分别为1～2a、3～4a，周转期为6～8a、14～17a，与已研究的分布在热带、亚热带地区的植物相比，巨桉凋落物，特别是枝的分解速率较小，周转期也相对较长。 (5)凋落物在分解初期的92天里失重最快，一方面是由于高温多雨的季节凋落物淋溶作用强烈，一方面是由于分解者的活动旺盛。第一季度过后分解速度变缓，且趋于平稳。凋落物在分解过程中n浓度先升后降，表现为先富集后释放，分解过程中p浓度的变化较为复杂，但总的趋势是在富集，k、ca、mg浓度随分解进程不断下降，表现为直接释放，前期比后期释放快，与这些元素易受淋溶损失有关。 (6)由洪雅巨桉人工林土壤养分的季节变化来看，ph值范围在3.11～3.63之间，为强酸性土壤(ph＜5.0)，且巨桉在这种强酸性土壤条件下生长状况良好。除了土壤速效k以外，土壤有机质、全n、全p、水解n、有效p含量在6～9月都有不同程度的上升，这与春夏季巨桉人工林枝、叶、皮等凋落物大量输入林地有关。 由土壤养分的年际变化来看，目前土壤有机质、全n、有效p、速效k含量相比1999年都有不同程度的增加，只有水解n含量出现了下降。土壤有效p和水解n含量是巨桉人工林最短缺的两种养分，可能这也是导致凋落前巨桉枝叶中n、p大量转移的原因。巨桉人工林地微生物类群数量巨大，结构合理，植物物种丰富，灌木层和草本层相加有36种之多，生态效益显著好于农耕地和青冈次生林地。从目前林分的生长状况来看，林地没有出现明显的地力衰退的现象。因此，巨桉是否过度消耗养分、导致地力衰退和降低生态系统生物多样性等生态问题在不同的自然地理背景、立地条件、经营管理措施下可能会表现出不同的生态学过程。 洪雅的巨桉人工林立地指数都达到22，属于最适宜巨桉生长的地段，具有很高的生产力或生产潜力。e3属于厚土层轻石砾立地类型，较e1、e2、e4中土层轻石砾立地类型的林分土壤养分含量偏高。由于n的归还潜力e3比e1、e2、e4高，e3的凋落物具有更高的改良土壤的效果。因此，为了获得速生丰产，在发展巨桉人工林时应尽量选择土层肥厚、质地适中、通透性好、保水能力强、坡度平缓的立地条件，这将有助于巨桉人工林生态系统的生物小循环。 本试验地洪雅的巨桉人工林已经达到数量成熟龄，可以进行采伐利用。为了尽可能补偿巨桉生长吸收的土壤养分，生态采伐季节应定在春夏季枝叶皮大量凋落过后，秋冬季为宜，这样能够通过凋落物部分归还巨桉吸收的林地养分。巨桉作为短轮伐期人工林，采伐利用的主要是树干，将剩余的落皮、落枝、落叶和树根留在林地，则就有78.70～81.74％的养分贮量可以归还林地，对林地的地力消耗不会太大，这将有利于林地自我养分循环机制的形成，有利于维护林地养分平衡，实现巨桉人工林的可持续经营。综合来看，巨桉作为四川南部低山丘陵地区退耕还林工程和脆弱生态系统恢复树种，具有较好的社会、经济和生态效益。

关 键 词： 巨桉人工林 森林凋落物 养分归还量 养分转移 土壤养分

分 类 号： [S792.39 S718.554.2]

领　　域： [农业科学] [农业科学] [农业科学]