全 文 ：第 1 0卷 第 2期
1 99 0年 1 2月
西 南 林 学 院 学 报
JO U A O R N L FSO U T HW E S T FO E RS T RY CO L LE G E
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1 99 0
哀 牢 山 木 果 石 栋 林 凋 落物
矿 质 元 素 含 量 的 研 究 *
张世聪 徐 跃
(西南林学院林 业系 , 昆明 ) (昆明生态研究所 )
摘要 研究表明 : 木果石标林凋落物年产量每公项 5 . 5~ 了二 1叱 。 凋落物 中落叶占
8 0%
。 每公项词落叶中含 氮g i . s k g , 磷 3 . 7 k g , 钙 i o l k g , 铝 5 . 7 k g , 钾吐2 . I k g ,
钠 0 . 3 k g , 镁 1 0 . 7 k g , 锰 5 . 6 k g和铁 1 . g k g 。
每年 4 ~ 6 月为凋落物降落的高峰期 。 凋落物消失参数是基于测定凋落物
的现存量与年凋落物量之间的比率 , 其系数范,围为0 . 73 ~ O 。 94 。
分解率的测定是采用该群落中七种优势树种的叶子 )木果石 标 、 景东石标 、
腾冲拷 、 长尾青冈 、 滇木荷 、 大花八 角、 米饭树和箭竹 ) 为 材料 , 在塑料网袋中
进行 , 结果不 同种间分解率有差异 , 其年分解率 为6 8 ~ 96 % 。 . 分解率与米集地
无关 。 各种植物凋落物 中灰分元素含量有较大差异 。
关镇词 : 木果石 标林 ; 凋落物 , 矿物质元素转化 系数
前 盲
中国常绿阔叶林分布较广 , 但 目前保留的自然林已经不多 p 自然林生态 系统 的 研
究 , 可为该区域内发展农 、 林牧业生产提供有价值的依据 。
本文讨论了常绿阔叶林凋落物的产量 、 分解和一些树种元素的周转系数 。 植物的凋
落物降落在林内土壤表面 , 相继进行着有机物质的矿质化 , 这是该生态系统中物质循环
的一个重要途径。 国内对亚热带地区常绿阔叶林生态系统内物质循环研究工作不多 , 因
此作者试图在这方面作一些探讨 。
有机物质在土壤中有较多的聚积是亚热带山地森林系统的一个重要特征 。 土壤有机
质是植物营养元素的重要来源 , 如果有机物质不断聚积显示矿质化速率较低。 因此研究
凋落物的转化系数和凋落物中营养元素含量是十分必要的 。 转化系数 ( L / x) 是生态系
统中有用的常数 , L 是指年凋落物量 , x 是指凋落物在森林中的现存量 。 分解率为凋落
, 该文为中国科学院 自然科学攀金 资助的课题 。
一98 9一 0 3一 0 8收稿
西 南 林 学 院 学 报 山 卷
物的年消失率 。
1研究地 区概况
研究地区选择在云南省景东县哀牢山北段 ,海拔 2 4 0 0~ 2 6 0 0 m ,北纬 2 4 0 3 1 ` ~ 2 4 0 3 5 ’ ,
东经 101 0 0 `一 101 0 03 ` , 该区位于哀牢山的顶部 , 整个区域均为山地 , 两山 之 间 是 狭
谷 , 有大量小溪分布。 该区域面积约为 3 7 0 0公顷 。
据徐家坝气象站资料〔 , 〕 , 年平均降雨量 1 8 40 . 9m m , 但每年之 间降雨量相 差较大 ,
19 6 4年 1 4 o l m il l , 1 9 7 4年 2 3 6 0m m , 1 9 5 4年一5 1 o m m , 2 9 8 5年 1 9 7 5 . 5 m m 。 雨量大多集 中在
5 ~ 10 月 , 1 1月至翌年 4 月降雨较少 , 无雨期可以持续 20 天以上 。 山顶部太阳年辐射量
为 5 9 . 了0 k e a j , 平均最低温是 4 . 7O e , 最热月平均温度为 16 . 4 o e , 里 l o o e 积 温 3 0 4 9 , c ,
里 0 O C积温 4 0 6 2 ℃ , 全年相对温度 5 0% , 湿度指数 2 . 8 2 ( K = r / 0 . 1 6 8 t ) 。
研究地区的土坡是黄棕城 , 是棕集与红 、 黄坡之间的一个过渡类型 。 具有较深的土
层 , 土层为黄棕色 , 土城表层有有机物质的聚积 。 土壤母岩是多种变质岩 。
A 。层含碳 8 J 3 2% , A , , A Z , B : 和 C 层分别含碳量 为 7 . 35 % 、 4 . 0% 、 2 . 15 % 和
0
.
35 %
。 整个 剖面呈酸性反应 , 具有黄棕城所有的典型形态特征。
调查地区植被主要有六个类型〔 2 〕 , 木果石栋林和苔鲜矮林是两个主要的 自然 植 被
类型 , 其余的植被类型是人为活动破坏程度不同而形 成 的 次 生 类 型 。 木 果 石 栋 林
( L i t h
o 。 a : P : : s
, 二夕 l o e a r P : 5 F o r e s t ) 类型占徐家坝地区面积的7 8 % , 是该区域内的顶
极群落 , 现有乔木邪种 , 灌木 19 种 , 草本 45 种 , 攀植物 2 种 , 附生植物 32 种 , 腐生植物
3 种 , 寄生植物 3 种 。 乔木树种中主要科是壳斗科 ( F a g e c e a e ) 、 山茶科 ( T h e aC ea c ) 、
木兰科 (M a g n o l i e c a e ) 、 樟科 ( L a u r a e e a e ) 等 。
群落高度 1 5~ 2 5 m , 乔木优势种为木果石栋 ( L ` t h o e a r P o s 二夕 l o c a r P ; ` : ) 、 景 东
石栋 ( L f t h o e a r P u s e h `n t 。 。 夕e o s i s ) 、 腾冲拷 ( C a s t a n o P s艺s 二。 t t f` ) 、 滇木荷 ( ·夕。
i , ,: u , : o ; o , ; b a 。 )
、 米饭树 (犷 a c c f ,: i u , ; : d : : e l o u x i i ) 、 舟柄茶 (H a r t i a s ` n e n s i : ) 、 长尾青
冈 ( C 夕 c l o b a l a n o P s i : : t e二 a r d` a o a v a r . L o n夕i。 a ,: d a t a ) 、 多花含笑 ( M i c h o l i a j o r 一 1
b:
. 0 1 ; )
, 灌木层优势种是箭竹 ( 夕i 。 ; r a o j i n a : i a o f t ` d e ) 。 木果石株林是一种典型
的山地 湿性常绿阔叶林 , 在云南省自然林生态系统研究中具有一定的价值 。
2
。
1
研究方法
凋落物的收集 , 凋落物现存量的测定和分解试验 , 均采用 S w ift , M . J 。 A .提出
的方法〔 “ 〕 。
2
.
2 化学分析采用土壤学会认定的一分析方法〔 4 , 5 〕。
3
.
3 凋落物分解试验采用塑料网袋法〔 6 〕 。
多 结果讨论
3
.
1 土壤化学分析结果取 0 ~ 2 c5 m 深度内土壤分析 (表 1) 。
分析结果表明 : 土壤具有热带 、 亚热带土壤共同特征 , 土体呈酸性 , 活性铁 、 铝含
量较高。 在良好的植被郁被之下 , 土壤富集了植物生长所必需的营养元素 , 为植物的生
张世聪等 :哀牢 山木果石栋林 凋落物矿质元素含 量的研究
长提供了必要的条件 。 .。 -
表 1 哀牢山木果石探林下黄棕坡分析结果
可提取元素含量m g八 0只土
结果 l,H 烧失量 全 磷 全 氮
(% ) (% )
有机碳
(% )
平 均 值 4 . 3 7 1 8 . 7 4 0 . 0 3 6 0 . 5 7 8 . 2 8
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3
.
2 凋落物量的测定
凋落物是营养元素循环的主要途径 , 营养元素吸收率 , 森林地被物的数量 , 凋落物
的量等除与气候 、 纬度有关外 , 植物群落结构与树种组成也是影响因素之一 。
木果石栋林内凋落物测定结果是乳河 ·`吨 /公顷 。 由于两个小区树种组成的差异 ,两年降雨量的差异 , 所以两个小区 , 两年所测定的结果有一定的差异 (表 2 ) 。 但它们
的分布存在有相同的季节峰。 最低峰 出现在 2 月和 10 月 。 这是由于春初植物 转 入 生 长
期 , 而 10 月土壤具有充足水分和温度供植物吸收利用 。 最高峰出现在早季末期 4 月 , 土
壤水分较少 , 蒸腾量又较高故而凋落物增加 。
木果石栋林年凋落物量 1 9 8 4年为 5 . 5~ 6 . 67 吨 / 公顷 , 1 9 8 5年 为 6 , 2 ~ 7 . 1吨 / 公顷
(表 2 ) 。
表 2 1984~ 198 5年木果石栋林凋落物皿 (吨 / 公坝 )
小
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区 年度 、
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1
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与马来西亚巴索森林资料 1 9 7 2一 1 9 7 3年分别为 1 0 . 2一 7 . 5吨 / 公顷 〔 7 〕 , 鼎湖山森林
资料 1 9 8 1~ 1 9 8 2年分别为 9 . 2一 7 . 1吨 /公顷 〔 “ 〕 , 相比较它们两地较为相似 , 而哀牢山凋
落物量少 , 上述两地为南亚热带常绿阔叶林 , 而哀牢山为亚热带山地湿性常绿阔叶林 。
凋落物均有明显的节律 , 哀牢山与鼎湖山高峰期同时 出现在旱季末期 , 而鼎湖山森
林出现的另一高峰期在雨季中期 ( 7 月 ) , 巴索森林节律不十分明显 , 可能与不同森林
树种的生物学特性有关。
凋落物组分及其营养元素含量 , 哀牢山木果石栋林凋落物中落叶占 8 0% , 鼎湖山落
叶占 6 % , 巴索森林落叶占72 % , 哀牢山森林与其两地相比较凋落物组分也是有差异的 。
凋落物是森林生态系统中物质循环的重要环节 , ’ 、每年森林以大量凋落物的形式将各
种物质归还给土壤 , 经过微生物作用大部分物质再为植物吸收利用 , 木果石栋林凋落物
各种元素较为丰富 (表 3 ) 。
6 14 酋 南 林 学 院 学 报
衰 3凋落物年产 .中 , 养元素含 t
凋落物量
k g h a
一 1
营 养 元 素 食 量 k只 h a一 1组 分
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木质部 分
非木质部分
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2 5
3
.
3 凋落物现存量和周转系数的计算
森林地被物在阜奉末期 ( 4 月 ) 存在的量为最多 , 而在 1 0月出现最低值 , 由于此时
凋落物降落量少 , 土坡中水分充足温度适宜 , 土城微生物处于活动最盛时期 (表 4 ) 。
襄 4 木 . 石梅林抽落物理存纽 (吨 / 公与0
1 98 4年 1 9 8 5年洲定 妇期
` 月又泞白 7 月 1 5日 一。月 15日 12月 x s 日 4 月 一5旧 7 月 生5日 x o月 15日 1 2月 15 日
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平 均 值 7 55 7 . 5 6
注 : 标准误差 n = 10
周转系数 = 凋落物年产量凋落物现存量 = 0
。
9 4~ 0
。
7 3
稳定状态时凋落物现存量是一个常数 , 也可以认为在一定时期内归还量是一个常数
值。 该森林系统的周转系数表明有一定量的凋落物聚积 。 凋落物和凋落物现存量中营养
元素浓度具有显餐举差异 , 表明物质在不断地流动 (表 5 ) 。 在相同位置采集的样品 ,
早季样品中浓度高于雨季 , 不同位置采集的样品与土城条件 , 植物生长状况 等 因 素 有
关。 与S w ift , M .勺 . A . 等人所得结果一致 〔 5 〕 。
衰 5 旗石探林翔落 . 与祠落钧现存 , 中一些矿质元素及其周转系数
元 素 N P K, C a M叱 M n A l l户c N a
摘落物 (叱 /c m Z )
凋落物现存量 ( gc/ in Z )
匀 . 15 0 . 3 7 4 2 1
6
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2 1 2
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周 转 系 致 卜 1 . 9 8 1 . 2 2 1 . 8 4 1 . 1 2 1 . 3 2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
.
4 生物吸收率的测定
木果石栋林上层乔木层盖度为 90 %左右。 氮元素贮 量 k g h a 一 ` , 树 叶 占贮 量 的
。 . 3 7% 。 灌木层以箭竹量最多 , 杜鹃花科植物种类也不少 , 该层盖度约为 70 % 。 其氮素
贮量 39 . 9 6 k g ha- ` , 其中叶子贮量 占51 . 76 % 。 草本层 以蔗类植物较多 , 盖度约为 30 % ,
氮素贮量凌. 16 k g 腼 一 ’ , 叶中氮素贮量占 J 0 . 38 % 。 在研究植物休对矿 质元素吸收 、 利用
中分析植物鲜叶的成分是十分必要的 (表 6 ) 。
2期 张 世聪等 :哀牢山木果石 栋林凋 蒋物矿质元素 含量 的研究 1 6与
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1 6 6西 南 林 学 院 学 报 1 0卷
植物吸收矿质元素以氮 、 磷 、 钾 、 钙 、 镁和锰数量较多 , 吸收系数也较高 。 一些植
物吸收铝的能力较强如总状山矾 ( S脚。 lP o co 、 b时 r y o nt h a) 、 舟柄茶 (H ar lt’ a : l’n -
。 , ; 5 15 ) 、 红花木莲 ( M a 。口21。 t i a i ,: s i f 。 15 ) 等 。 表 6 是在同一地区同一生长时期收集的
样品进行比较 , 反映不同植物种类吸收不同矿质元素的能力 。
3
.
5 落叶的分解试验
落叶的分解研究从 19 8谨年旱季开始 , 直到 19 8 5年年底结束 (表 7 ) 。
表 7 八种植物叶子分解速率
、
\ 分解速率
-
-
-
-
\ 、
3 0 (天 ) 习0 (天 ) , 2 (》 (天 ) 18 0 (天 ) 2 7 0 (天 ) 3 6 5 (天 ) 6 0 0 (大 ) 6 0 0 (大 )
植物种类
木某右栋
景东石 栋
腾 冲 拷
长尾青 冈
镇 浦屯 荷
大花八角
米 饭 树
1 7
.
5
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八种植物叶子一年后分解率为 68 % 一 96 % 。 由于林内终年保持较高湿度 , 虽然在早
季开始试验仍具有一定的分解速度 , 分解率高于计算的周转系数 , 因为凋落物现存量中
包括木质部分和非木质部分 , 而在分解率试验中只用了易于分解的树叶 , 所以产生此不
同的结果 。
致翻 王文桂同志协助进行部分室内分析工作。 特此致谢。
参 考 文 献
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2期 张世聪 等 :哀牢山木 果石栋林凋落物矿质元素含量的研究 16 7
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