全 文 ：四 川 林 勘 设 计 9 9 1 8年 第 1期2
柏木水土保持林凋落量的研究
杨洪 国 胡贵泉
( 四 川省林业勘察设计研究院 )
摘要 通过 定位观测 , 对柏 术水土保持林 凋落物 的数量 、 组 成 、 养分 含量
及 养分 归还量进行 了系统 的研 究 , 并分析 了柏术凋落物的 月变化规律 . 建 立 了
凋落物 量预测模 型 . 论证 了柏 术水 土保持林凋落物对 改 良土攘 、 涵 养水 源 、 保
持水土具有重要作用 。
关镶词 凋落物 营养元素 归还量
A s t u d y o n t h e a m o u n t s o f l i t t e r s o f t h e e y P r e s s f o r e s t s f o r w a t e r
a n d 5 0 11 e o ns e r v a t io n / h
刀 g 石b 口9 9 : , 0 . 厂五才G。亏u a n / s i c h u a n f o r e s t r y
e x P I o r a t i o n a n d d e s i g n一 1 9 9 8 . 〔 l ) : 2 2一 3 3
B y m e a n s o f p o s i t i o in n g o b s e r v a t i o n
.
t h e q u a n t i t y
.
t h e e o m p o n e n t s
.
t h e n u t r i e n t s e o n t e n t o f t h e li t r e r s a n d i t
一
5 q u a n t i t y o f n u t r i e n t r e s t i t u
-
t i o n s u n d e
r e y p r e s s f o r e s t s f o r w a t
e r a n d 5 0 11 e o n s e r
、 · a t io n w e r e r e -
s e a r e h e
e l s y s t e m a t ie a l l y
.
T h e a n a ly
s l s o f m o n t h l y e h a n g e
`
5 r e g u la r l t y
a n d t h e e s t a b li
s
hm e n t o f p r e d ie t io n m o d e l f o
: t h
e q u a n t i t y o f li r t e全s
u n d e r e y p r e s s f o r e s t s h a v e b e e n m a d
e
,
a n d it h a v e b e e n d e m o n
s t r a t e d
t h a r t h e e y p r e s s f o r e s t s f o r w a t e r
a n d 5 0 11 e o n s e r v a t io n p la y a v e r y im
-
p o r t a n t r o le i n im p r o v i n g 5 0 11
.
w a t e r s u P P ly e o n s e r v a t io n a n d w a t e r
a n d
5 0 11 e o n s e
r v a t io n
.
K e y W o r d s I
J
it t e r s
.
n u t r i e n t e le m e n t s
, r h e q u a n t i t y o f r e s t it u t i o n s
.
A u t h o r
一 5 a d d r e s S i e h u a n f o
r e s r r y e x p lo r a t i o n a n d d e s i g n in
s t i t u t e
,
N O : 1 4
.
s e e t i o n l
.
r e n m i n b e i l u r o a d
, e h e n d u
.
s i e h u a n p r o v in e e
.
6 10 0 8 1
.
P R C
森林凋落物是林 木新陈代谢 的产物 ,
在森林生态系统中的物质循环 、 水土保持 、
水源涵养和维持土壤肥力方面有着重要的
作用 。 为了弄清柏木水保林的凋落物数量 、
组成 、 养分 含量及养分归还量 , 我们在四川
盆地 的梓撞县七 曲山林场和盐亭县高山
庙 ,进行了定位研究 。
1 研究方法
1
.
1 凋落物最测定
1
.
1
.
1 样方法 : 按不 同立地和林分
类型设置固定观测标准地 18 块 . 每块标准
地内安放透水型的凋落物尼龙接收器 3
19 9 7 1 0 19 收稿
柏 木水 土 保 持林 月 落 贵 的 研 究
个 , 每个面积 0 . 6一 1 . o m , , 每月收集一次
凋落物 ,分别叶 、 枝 、 果及碎屑进行统计 ,并
取样品在 80 C 下烘干 。 观测一年时间 。
1
.
1
.
2 样木法 : 分别年龄 、 直径组 、
树高组和生长级选择有代表性的样木定株
观测 , 在每株样 木树冠的下方安置透水型
的 尼龙网斗 3 个 . 网 一牛口径 40 一 6 0c m , 或
与树冠大小一致的尼龙接受器 1 个 ,每 月
收集一次 , 观测一年 , 并取祥烘干 。 共测定
样株观测木 27 株 。
L Z 凋落物养分侧试
分别针叶 、 小枝 、 落果及碎屑取样品测
定凋落物 各组 成成分 的 N 、 p 、 K 、 C a 、 M g
主要营养元素含量 。 N 用凯氏法 , P 用钥兰
比色法 , K 用火焰光度法 . C a 、 M g 用原子
吸收分光光度计测定 。
2 结果与分析
.2 1 柏木凋落物曹养元素含 l
根据样品测试 结果 , 柏木凋落物 各组
成成分的营养元素含量见表 1 。
表 l 柏木凋落物养分含 i 表 ( 沁 )
调 落 物 粗 灰 分 N P K C a M p
小 枝 5 . 2 3 0 0 . 4 0 0 0 . 0 9 5 0 . 4 3 0 3 . 7 1 0 0 . 0 5 9
叶 9 . 7 7 0 1 . 2 6 0 0 . 0 9 4 0 . 5 8 0 3 . 2 0 0 0 . 1 8 0
果 3 . 8 2 0 0 . 5 9 0 0 . 2 3 0 1 . 4 9 0 0 . 9 9 0 0 . 9 8 0
碎屑 及其它 6 . 9 5 0 0 . 3 4 0 0 . 0 9 2 0 . 2 5 0 5 · 1 0 0 0 · 0 4 ( )
注 : 叶元素为本次测定 ,枝 、果 、碎屑引 自 1 9 8 9 : 川中丘陵 区柏木 人工林营养元素含量及分布的研究 , 四
jlJ 林业科技 , 第 10 卷 1 期 。
从表 1 得知 , 柏木凋落物各组分营养元素
含量是 , 以 C a 为最高 , P 最低 。 叶以 N 最
高 ,枝 、 果以 K 最高 ,碎屑以 N 最高 。
2
.
2 柏木年凋落物 t
2
.
2
.
1 柏木立木年凋落物 t
根据较好立地条件下 21 株柏 木样 木
一年的定位观测 、 按 10 年一 个龄级统计 ,
其柏木立木年凋落物量见表 2 。
龄 级
(年 ) 样木株数
表 2 柏木立木年凋落物且统计表
平均年龄 平均胸径 平均树高
(年 ) ( e m ) ( m )
平均每株立木
凋落量 ( K妇
5
.
7 4
9
.
2 2
1 2
.
0 9
0
.
1 5 2
3
.
2 6 5
9
.
0 3 0
.915
O
。 .,土11亡n
今曰Qù
01
10山气」
从表 中可见 , 柏木立木年凋落量与立木年
龄 、 直径 、 树高关系密切 . 其关系式为 ( l ) 、
( 2 )式 :
Y 一 0 . OO 13 3 O2 5 2 A “ · “ 7 9 3 , 4 6 4 7 D 2 8 6“ 8 3 7 6
H 01 3 朋卯 7
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ` 1 )
R = 0
.
9 3 4
Y = 0
.
OO 1 5 1 7 9 1 7D 2
·
9 6 4 4 5 71 9 9
H
0 。 吕2 9 9 05 6
( 2 )
R 一 0 . 9 10
柏 木立木年凋落量与树冠 幅 ` C )及树
冠长度 ( L )也有关系如 ( 3 )式 :
Y = 0
.
O 1 7 9 7 2 7 X ( C
Z L ) ” “ , 6 … … ( 3 )
四 川 林 勘 设 计 19 9 8年 第l 期
R ~ 0
.
8 49
上式中 :Y 为单 木年 凋落量 k (g ).A
为年龄 , D 为直径 , H 为树高 , C 为冠幅 , L
为冠长 。
2
.
2
.
2 柏木林分年凋落物最
根据地 面样方法一年的定位观测 , 柏
木林 分的年凋落物数量是 比较大的 . 按龄
级统计见表 3 。
表 3 柏木林分年凋落物 t 统计表
龄级
(年 )
标准
地块
数
平均
年龄
(年 )
平均
直径
( e m )
平均
树高
( rn )
平均立
木密度
(株 / h m 之 )
凋落量 ( k g , h m Z · y r )
合 计 小 枝 叶 果 碎 屑
2 3 7
.
8 3 2 9 5
.
4 2 3 9
.
7 9 1
.
6
2 0 6 1 9
.
3 7
.
2 7
.
4 5 4 2 3 4 3 8 6 4
.
5
( 6
.
1 ) ( 8 5
.
3 ) ( 6
.
2 ) ( 2
.
4 )
2 3 8
.
8 5 8 5 3
.
5 4 1 4
.
8 1 1 5
.
2
3 0 8 3 1
.
6 1 2
.
2 1 0
.
7 2 9 9 4 6 6 2 2
.
3
( 3
.
6 ) ( 8 8
.
4 ) ( 6
.
3 ) ( 1
.
7 )
3 1 6
.
7 7 4 3 4 9 4
·生7 . 4 1 1 5 . 0
4 0 3 3 7
.
8 1 3
.
9 1 1
.
8 2 7 1 7 8 3 1 4
.
0
( 3
.
8 ) ( 8 9
.
4 ) ( 5
.
4 ) ( 1
.
4 )
注 : () 内数字为各组分比重 ,
柏木林分年凋落物量 与林分年龄 、 直
径 、 树高 、 密度关系密切 , 当年龄一定时 , 凋
落量随直径 、树高 、 密度增大而增大 。
Y 一 o · 0 1 1 2 2 s 5 7 9A 。 · , 8 , 6` 6 5 , D 。 · ; 3 5 ; 2 5
H水 “ 1 “ 13 683 N 。
· 川 “ 9 2 3 · · · · · · · · · · · · · · · , · · … … ( 4)
R 一 O , 0 8 7 5
Y 一 O · O一 s 9 7 5 D o · 1 9 63 49 “ H : , : 1一。1 6 ,
N 吼 84 7昭 6 2 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ( 5 )
R = 0
.
8 7 7
从表 3 看 出 . 随着林 木的生长与 自然
稀疏过程 , 当林分密度处于稳定状态时 ,林
分年凋落物量呈现 出随年龄增大而增大 .
随密度下降而增大的规律 , 20 年时林分密
度 4 2 3 4 株 / h m Z , 4 0 年 时林 分 密 度 降 至
2 7 1 7 株 / hm 2 . 年 凋落 量 增 至 8 3 1 4 . o k g /
hm
Z 。
柏木凋落物的组成主要 为 : 针叶 、 小
枝 、 落果和有机碎屑 。 其中以叶凋落量为最
大 , 占年凋落量的 8 5 . 3一 8 9 . 4 % 。 柏 木属
常绿树种 . 林分 叶生物量随年龄的增长而
积累 , 而叶凋落量所占比重也随年龄增大
呈增长趋势 。 如 20 年时叶凋量占总凋落量
的百分比为 8 5 . 3% ; 3 0 年时 为 8 8 . 4万 ; 4 0
年为 89 . 4% 。
之. 3 柏木凋落物最的季节规律
表 4 所示 , 为柏木凋落物的季节变 化
动态 , 无论样方法或祥木法 . 其凋落物量出
现的高峰期均在 5一8 月份 。 在此期间 . 凋
落物量分别占年总凋落量 的 53 . 9% (样方
法 ) 和 67 . 6 % `样 木法 ) , 而 冬季 ( 12 、 工、 2
月 )的凋落量较小 . 这一规律与林木的新陈
代谢活动关 系密 切 , 即 5一 8 月为降雨季
节 , 系林木旺盛生长期 . 其新陈代谢活动较
强 . 因而凋落量相应增大 。
粕 木水 土 保 持 林 凋落 蚤的 研 究 2 5
表 4 柏木凋落物 l 的月变化表
测定方法 凋落量按月分配百分比
(% )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2
样方法 ;:毕。 . 7 9 2. 9 6 4. 2 6 7. 8 4 1 6. 5 9 1 8. 2 6 7. 6 8 1 1. 3 8 5. 1 9 6. 3 7 8. 1 4 5. 5 5
样木法 27 株 2. 85 4. 28 3. 8 9 5. 4 1 1 2. 6 3 2 3. 1 3 18. 0 7 1 3. 7 4 3. 5 4 4. 4 1 5 3 1 2. 7 4
2
.
4 柏木林分凋落物的曹养元紊归还 t
在中等立地条件 下 . 柏木林分凋落物
的养分归还量见表 5。 从表 5看出 ,柏木林
分凋落物养分 归还量 ,随着林分的生长发
育和生物量的积累 , 每年归还林地的凋落
物养分量呈增加趋势 。在 10 年生时每公顷
每年 归还量 为 8 9 · 4 4K g . 20 年 时 为 2 2 5 .
3 7 K g
,
3 0 年 时 为 3 1 5 . o s K g , 4 0 年 时 为
3 72
·
32 K .g 这在针叶树种 中 , 柏木林分 凋
落物的养分归还量是比较大的 。 这一事实
澄清了过去由干柏木林地区人为活动极为
频繁的干扰 , 认 为柏 木林的枯枝落叶量小
的说法 。
在凋落物养分 归还量 中 , 以 叶的归还
量 为最大 ,在 20 年至 50 年林分中 , 叶归还
量变动在 86 . 7%至 90 . 6%之间 , 在养分归
还量 中 , 以 C a 归还量最大 , 其次是 N 、 K . P
和 M g 的归还量最小 。
表 5 柏木水保林凋落物 t 与茜养元簇归还 t (中等立地 )单位 : K 只小m 之 · Yr
凋 落 物 主要营养元素归还量
粗灰分
组 分 调落量 C a M g 合 计
林分度密hm/
株
均平高树m平均直径m年龄
0
.
0 `
2
.
63
1O 3 8 5
.
0 7 6 2 6 1
.
0 4
0
.
0 2
4
.
9 0
7 7
.
6 0
4
.
5魂
2
.
4 0
8 9
.
4 4
,了亡d
肉卜产nó!né任`-八UO.
.夕
:
。户乃
七门`任J性n仁d
. 11、1
屑计
枝叶果
碎吞口
屑计
枝叶果
碎八口
2 0 8
.
4 8
.
9 3 4 1 8
10 4
.
4
14 6 0
.
3
1 0 6
.
2
4 1
.
1
1 7 1 2
2 6 3
.
2
3 6 7 9
.
8
2 6 7
.
5
10 3
.
5
4 3 1 4
1 3
.
77
3 5 9
.
5 2
1 0
.
2 2
7
.
1 9
3 90
.
70
12
.
3 5
1 95
.
5 3
】1 . 4 6
6
.
0 3
2 25
.
3 7
1871扮10撇琢
叹口门bq`勺乙月任月性八jC0山内了.1 .土亡n户nà J压`,工七J工了百
:
t…,:ōj八曰亡nqé人曰q口O刁气凸
计屑
枝叶果
碎吞Q
3 0 1 1
.
8 1 1 24 3 ]
2 1 6
.
G
5 3 1 9
.
9
3 7 9 1
1 0 2
.
4
6 0 18
1 1
、
3 3
5 1 9
.
7 5
1 4
.
48
7
.
1 2
5 5 2
.
68
0
.
4 2 0
.
10 0
.
4 5 3
.
8 7
1 8
.
4 0 1
.
3 7 8
.
4 7 4 6
.
7 3
0
.
6 3 0
.
2 4 1
.
5 8 1
.
0 5
0
.
1 4 0
.
0 4 0
.
1 0 2
.
1 0
1 9
.
5 9 1
.
7 5 10
.
6 0 5 3
.
7 5
1
.
0 5 0
.
2 5 1
.
1 3 9
.
7 6
4 6
.
3 6 3
.
4 6 2 1
.
3 4 1 1 7
.
75
1 5 8 0
.
6 2 3
.
9 9 2
.
6 5
0
.
3 5 0
.
10 0
.
2 6 5
.
2 8
4 9
.
3 4 4
.
4 3 2 6
.
7 2 1 3 5
.
44
0
.
8 7 0
.
21 0
.
9 3 8
.
Q4
67
.
0 3 5
.
00 30
.
8 6 1 7 0
.
2 4
2
.
2 4 0
.
8 7 5
.
6 5 3
.
7 5
0
.
3 5 0
.
0 9 0
.
2 6 5
.
2 2
7 0
.
4 9 6
.
17 3 7
.
7 0 1 8 7
.
2 5
0
.
0 4
13
. 花7
5
,
9`
3 1 5
.
0 8
四 川 林 勘 设计 1 8 9 9年 第 l期
续表 5柏木水保林润落物t 与曹养元素归还t (中等立地 )
稠 落 物 主要营养元素归还量
粗灰分
(m ) (m ) (株 /h m: )组 分 凋落量 NP K C aM g合 计
林分度密平均树高平均直径
0 41 4
.
01 2
.
4206 4
26 9
.
9
6 350
.
1
8 3 3
.
6
9 9
.
4
1 70 3
1 4
.
1 2
6 20
.
40
1 4
.
6 5
6
,
9 1
6 5 6
,
0 8
1
.
0 8
8 0
.
0 1
2
.
2 6
0
.
3 4
8 3
.
6 9
0
.
2 6
5
.
9 7
0
.
8 8
0
.
0 9
7
.
2 0
1
.
1 6 1 0
.
0 1 0
.
16 1之. 6 7
3 6
.
8 3 2 0 3
,
2 0 1 1
.
4 3 3 3 7
.
44
5
.
7 2 3
.
8 0 3
.
7 6 1 6
.
4 2
0
.
2 5 5
.
0 7 0
.
0 4 5
.
7 9
4 3 96 2 2 2
.
0 8 15
,
3 9 3 72
.
3 2
屑计
枝叶果
碎么口
“纵祀四13翔片已枝
叶
5 0 1 5
·
3 1 3
·
1 1 8 6 3 果
2 91 2 1 5
.
23
G8 5 1
. 汽 6 G9 . 4 0
4 13 9 1 5
.
8 1
1 0 7
、
3 7
.
4 6
76 6 4 7 0 7
.
9 0
1
. 工6
8 6
.
3 3
2
.
4 4
0
.
3 6
9 0
.
29
O
,
2 8
6
.
4 4
0
.
9 5
0
.
1 0
7
.
7 7
工. 25 1 0 . 80
3 9
.
7 4 2 1 9
.
2 5
6
.
17 4
.
1 0
0
.
2 7 5
.
4 7
4 7
.
4 3 2 3 9
,
6 2
0
.
17
12
.
3 3
4
.
0 6
0
.
0 4
16
.
60 4 0 1
.
7 1
屑计碎八口
3 结论
( 1) 柏木林枯枝落叶的凋落量较大 、
在 2 0 年生至 50 年生的林分中 , 每年有 4 .
3。一 .7 70 t/ hm 2 的凋落物落 下 . 凋落物以
针叶最 多 , 占 总凋 落量 的 85 . 3沁至 89 .
4%
。柏木林木的载叶量随年龄的增长而积
累 . 因而 叶的凋落量百分 比随年随增大呈
增长趋势 。
( 2) 柏木林分的凋落物量有明显的季
节变化 . 以 5一 8 月份 为凋落物的高峰期 .
其凋落量占年凋落总量的 53 , 9 一 6 7 . 6 % 。
( 3) 柏木林凋落物营养元素含量因凋
落物组分不同有较大的差异 . 在各组分中
以 C a 最高 . P 最 低 . N 的含量以针 叶为最
花当j
障 1 。
( 4) 柏木生长期长 , 枝叶茂盛 . 叶量丰
富 . 是一 个庞大的养分 储存 库 . 在 20 一 5 。
年 生 的 林 分 中 . 每 年 有 2 2 .5 3 7一 4 01 ·
7 I k g / hm
: 营 养元素 ( N 、 p 、 K 、 C g 、 M g ) 归
还林地 ,其 中针叶归还量最大达 1 95 · 5 3 ~
5 6 4
.
o g K g / h m
“ 。 由此可见 · 林 木从土壤吸
收的营养元素除以木材或其它形式被带走
外 . 其余都归还给土壤 。森林土壤中大部分
营养元素的来源 ,首先是通过枯枝落叶凋
落到地上 , 然后通过土壤动物和微生物 的
分解而释放 出可溶性 养分 . 最后被雨 水浸
淋到土地中重新被植物吸收利用 。 这一事
实表明 . 柏木水保林具有较强的自肥能力 .
对于改良土壤 , 涵养水源 , 保持水土 . 具有
重要的作用 。