全 文 ：锥栗人工林结果初期养分动态特征及其模拟*
陈
辉1* *
何
方2
( 1 福建林学院资源与环境系,南平 353001; 2中南林学院经济林研究所,株洲 412006)
摘要
应用系统分析和动态模拟的方法, 对结果初期锥栗人工林的养分动态变化进行了分析和模拟 ,构
建了林分树体地上部分、地下部分、土壤和凋落物 4 个分室, 测定了各分室的 N、P、K、Ca、Mg 各养分元素
的现存库量.土壤分室中 N、P、K、Ca 的现存量最高, 分别达 311. 47、11. 436、218. 9kg! hm- 2和 87
56kg!
hm- 2, Mg 含量水平以凋落物分室最高, 达 7. 269kg!hm- 2 .根据分室模型,计算了 5 种元素各分室的流通
量和流通率, 并在不同营养元素补偿水平下,对系统各分室在未来 5 年内的养分变化进行了模拟, 结果表
明,各元素每年最适宜的补充量为 N 20kg! hm- 2、P 8kg!hm- 2、K 5kg!hm- 2、Ca 10kg!hm- 2、Mg 5kg!
hm- 2.在这种补偿条件下,系统各分室间养分流动通畅, 树体生长代谢正常. 研究结果可为锥栗人工林该
期栽培营养管理提供依据.
关键词
锥栗人工林
养分元素
系统分析
动态模拟
文章编号
1001- 9332( 2002) 05- 0533- 06
中图分类号
S718
5
文献标识码
A
Dynamic characteristics of nutrient elements in Castanea henryi plantation at beginning of fructification and
its simulation. CHEN Hui1, HE Fang2 ( 1Depar tment of Resour ces and Environment, Fuj ian Forestr y College,
Nanp ing 353001; 2 Resear ch Institute of Nontimber Product For est Cor ps , South Central Fores tr y College,
Zhuzhou 412006) . Chin. J . A pp l. Ecol. , 2002, 13( 5) : 533~ 538.
The dynamic variation of nutrient elements in Castanea henr yi plantation w as analysed and simulated by means
of a system analysis, and the models of four compar tments including aboveground, root, soil and litter were con
structed. Evaluation on the nutr ient pools of N, P, K , Ca and Mg in the four compartments at the beg inning of
fructification showed that so il compartment had highest content of N, P, K and Ca w hich was up to 311
47,
11
64, 218
90 and 87
56 kg!hm- 2, r espectiv ely. The highest Mg occurr ed in litter compartment, up to 7
563
kg!hm- 2. Based on the compartment model, the flux es and rates of the five nutr ient elements between the com
partments were calculated, and their chang ing trends in compartments in 5 years w er e forecasted. The results
showed that the most suitable amount of annually compensating the five elements w as 20( N ) , 8( P) , 5( K ) , 10
( Ca) and 5( Mg ) kg! hm- 2 , respectively . This nutr ient compensation promoted the nutrient flows, and nor
malised the g rowth and metabolism of t he tree. The research could prov ide w ith important basic data fo r nutr ient
management of this type of plantation at t his stage.
Key words
Castanea henryi , Nutrient element, System analysis, Simulation.
* 福建省教委自然科学基金重点资助项目( K97042) .
* * 通讯联系人.
1999- 06- 02收稿, 2000- 01- 05接受.
1
引

言
森林生态系统养分状况是其最基本的特征之
一,也是维持森林结构和功能稳定的重要因子.锥栗
人工林是近年来随着山地综合开发而营造的一种新
的人工林类型, 在福建省北部山区已成为一个重要
的经济树种,深入研究和分析其养分的特征及其动
态变化的规律, 是保证该类林分正常生长,达到预期
经营目标的基础.目前对森林生态系统的养分及其
循环的研究,从研究对象上,主要研究天然森林群落
类型、人工用材林(包括针、阔用材林和经济林)及其
它一些森林等[ 7, 11, 14, 15] , 涉及的树种也比较多. 从
研究内容上,涉及到各种主要养分和微量元素在树
体中的分布及空间上的分配, 养分的生物循环和地
球化学循环.从研究手段上,主要采用定位观测和样
地调查的方法,收集样品并经过实验测定,将测定的
数据资料进行定性或定量的分析. 应用系统分析中
的分室研究方法, 建立各分室之间关系的动态模型,
从而实现对系统进行动态模拟, 近年来已陆续报
道[ 1, 2, 9, 12] ,并已成为十分活跃的一个研究领域. 目
前,在为数不多的经济树种相关问题的研究中, 仅有
对木本油料树种油茶、油桐养分循环的一些研
究[ 3, 4, 8, 12] ,尚未见有关锥栗人工林生态系统养分动
态特征研究的报道.
N、P、K、Ca、Mg 是树木正常生长发育所不可缺
少的元素,通过这些必需元素的分析,揭示锥栗人工
林在不同发育期的养分动态特征和变化规律,对该
应 用 生 态 学 报
2002 年 5 月
第 13 卷
第 5 期






























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, May 2002, 13( 5)∀533~ 538
树种人工林类型的生态特征研究有着重要的意义.
2
研究地区与研究方法
2
1
自然概况
试验地点为福建省闽北锥栗中心产区的建瓯市, 位于
26#14∃~ 28#20∃N 之间, 武夷山脉东南面, 鹫峰山西北面, 地
貌形态复杂 ,以中山、低山、丘陵为主, 海拔多在 500m 以上.
地处中亚热带,属亚热带季风气候区. 气候温和,日照充足,
雨量充沛, 雨热基本同期, 四季分明, 平均气温在 17. 5 ~
19
3% 之间, 极端最高气温 41. 4 % , 最低气温- 9. 5 % , &
10 % 的年积温在 5000 % 以上,无霜期 254~ 302d, 少有降雪,
年平均降水量 1604~ 2399mm, 3~ 6 月的降雨量约占全年降
雨量的 60% ,小于 10mm 的年降水日数 127. 6d,年平均蒸发
量为 1327. 3~ 1605. 44mm, 年日照时数平均为 1813h, 年平
均相对湿度为 80% , 由于地形较复杂, 海拔高差悬殊, 因而
形成了多种多样的区域小气候环境.
2
2
试验地安排和样树选择
在锥栗中心栽培区建瓯市水源乡,选择了生长经营水平
较高,具有代表性的 3 个不同发育期(即未结果期、结果初期
和盛果初期)的 3 种年龄林分类型,其年龄分别为 3、5 和 10
年.在每个年龄的林分中选择位于山坡中部、坡向、坡度及生
长较一致的林分分别设置样地,样地面积 0. 083hm2. 对样地
进行每木调查,调查因子为树高、分枝高、冠幅、地径. 对各因
子统计分析后求得平均值及标准离差,以平均值为基础选择
样株,其中未结果期选择了 2 株, 结果初期选择了 3 株, 盛果
初期选择了 3株, 共计 8 株, 所选的样地在调查的当年不进
行土壤管理和抚育除草等措施, 让林木自然生长. 对这 8 株
样株分别设立了固定式凋落物收集网, 研究时间为 1997~
1998年整个生长季节. 从树木萌动到落叶这段期间观察各
物候期的生物量及生长动态并作详细的调查记载,对各样株
凋落物及时收集并带回实验室分析.在落叶后挖取各林分样
地的土壤剖面,取样带回实验室分析.
2
3
采样及测定方法
各样株于生长季即将结束、果实成熟时齐地伐倒, 分层
切割, 作生物量测定. 并按各层分别测定各器官的生物量鲜
重,根系调查按全根法挖取, 将根系分为 4 级, 分别为<
0
4cm、0
4~ 0. 9cm、0. 9~ 2. 0cm、2. 0~ 10cm 及根兜. 每样
株各层按叶、枝、干、果、果苞、根系分别取样, 每份样品各取
500g鲜重(未结果期或不足 500g 者则全部取回) . 测定每份
样品的 N、P、K、Ca、Mg 各元素的含量, 3 个不同生长期各器
官的平均养分含量以各期每样株各层样品测定值和相应生
物量的加权平均值表示.采用∋ S(型设置土壤剖面, 上、中、下
坡各设 2 个剖面点,分 0~ 20cm 和 20~ 40cm 2 个土层取样,
3 种不同生长发育期林分各重复 2 次, 在每个剖面相同土层
各取 1000g 土样经混匀后从中取 1000g 带回实验室作土壤
化学性质测定.同时于每一剖面相同土层中用环刀各取 6 个
土样供土壤物理性质测定,用平行测定法经重复测定取平均
值进行分析.
将所取植株各部分样品带回实验室在 60~ 70 % 下迅速
烘干, 冷却后粉碎并通过 60 目筛后保存于试剂瓶中待测定.
测定时,每个样品称取一定重量作营养元素分析,为了计算
生物量(恒重)中的各元素含量, 另取一定重量的样品在 80
~ 105% 下烘至恒重,最后将各样品的养分含量测定结果换
算成在恒重条件下的含量.
植株样品 N 用浓 H2SO4HClO4 消煮酸碱滴定法; P 用
浓 H2SO 4HClO4 消煮光电分光光度法; K 采用 H2SO4
HClO 4消煮火焰光度法; Ca、Mg 采用浓 H2SO4浓 HNO3
HClO 4消煮原子吸收光度法测定. 土壤样品经烘干、消煮
后, 按土壤养分的分析方法测定, N 用高氯酸硫酸消化法; P
用比色法; K用火焰光度法; Ca、Mg用原子吸收光度法.
3
结果与分析
3
1
系统养分动态分室模型的构建
将系统分为 4个分室, 即树体的地上部分、地下
部分、凋落物、土壤. 树体地上和地下部分分室的养
分元素库量为其各器官生物量与相应元素浓度之积
的累加值,本文略去中间的计算过程,而仅给出最后
计算结果.土壤分室的养分元素含量见表 1. 由于凋
落物是树木将养分归还给土壤的重要通道,而在凋
落后又不能立即将所含养分全部归还土壤,还需要
有一个分解的过程, 必须研究凋落物组分中养分分
解的速率[ 6] .可以通过凋落后不同时间在自然状态
下的重量损失值及其残留物的养分浓度测定计算.
表 1
结果初期林分土壤养分元素含量
Table 1 Content of nutrient elements in the forest soi l( kg!hm- 2)
土壤深度
Soil depth
( cm )
水解 N
Hydrolysable
N
速效 P
Rapidly
P
速效 K
Rapidly
K
有效 Ca
Available
Ca
有效M g
Available
Mg
0~ 20 150. 69 5. 18 126. 50 50. 60 2. 254
20~ 40 160. 78 6. 47 92. 40 36. 96 4. 989
合计 To tal 311. 47 11. 65 218. 90 87. 56 7. 243


不同生长发育时期养分在系统中的动态变化也
有差异.在结果初期,由于开花结果, 系统的养分输
出项除泾流输出外, 增加了果实的采收造成的养分
输出,输入项为降雨及淋溶以及人工的施肥措施.但
对于锥栗人工林来说, 施肥输入系统的养分较其余
的输入要大得多, 因此这里暂不考虑其它的输入量,
而仅考虑施肥对系统的养分输入.根据以上分析,可
以构造如下的系统分室示意图 ( 图 1 ) 及其模
型[ 1, 9, 12] . 各分室之间的元素移动状况用流通量表
示,对各分室之间的流通量说明如下:土壤分室向树
体地下部分的流通是取决于树体根系对养分的吸
收,植物地下部分室向地上部分室的流通量及相对
生长量取决于地上部分的年生长需要量, 而地上部
分室向凋落物分室的流通量则取决于凋落量的大
534 应
用
生
态
学
报

















13卷
小,这些都与树体年生长有关,只是凋落物分室向土
壤分室的流通量需研究凋落物的分解速率和迁移速
率,并采用每年的迁移量作为向土壤分室的流通量.
图 1
分室关系图
Fig. 1 Relat ionship betw een compartments.


设系统各分室为 x i ( i= 1, 2, 3, 4, ) , 分别表示
各分室的养分库量,系统中各分室养分元素的动态
可表述为dx
dt
= 流入- 流出. 流入可从系统的外部获
得记为 U0j ,也可从系统的其它分室获得, 记为 F ij
( i= 1, 2, 3, 4, i ) j ) , 流出也可分为输出到系统外部
( F j , 0)和转移到系统其它分室( F j , i ) ,于是上式可以
写成
dx j
dt
= ( U0 j + ∗4
i= 1
i ) j
F i , j ) - ( F j , 0 + ∗4
i= 1
i ) j
F j , i )
式中, F ij表示某元素从 i 分室流入 j 分室的流通量
(迁移量) , F ji表示从j 分室流入 i 分室的流通量(迁
移量) .假定流通量与源的物质成正比, 即
F ij = aij x i 和Fj i = a jix j
由此可得:
dx j
dt
= ( U0, j + ∗4
i = 1
i ) j
ai , jx 1)
- ( aj , 0x j + ∗4
i= 1
i ) j
aj , ix j )
式中, aij为流通率,它表示元素从 i 分室流向j 分室
的流通性.
根据不同生长发育时期的不同特点,可以分别
构造以上的分室模型,并根据测定分析的数据,对锥
栗人工林生态系统不同生长发育时期元素在各分室
的动态变化进行分析和模拟.
3
2
凋落物分解速率及元素迁移率
在结果初期锥栗人工林中,由于开花结果,含落
叶、果苞和落花序等, 各取凋落物中每种成分 150g
装入的尼龙网袋内, 置于锥栗人工林林下地表,每种
成分分别置 30袋, 定期取回部分样袋, 清除附着的
杂物烘干后测定失重率及分解速率(表 2) .
表 2
锥栗人工林生态系统凋落物分解速率
Table 2 Decomposition rates of litter in Castanea henryi ecosystems
组分
Component
分解时间
Decomposition
time
( yr. )
失重率
(累计值)
Rate of
weight loss
( % )
残留率
Remaining
rate
( % )
腐解速率
Decomposition
rate
半分解时间
Half
decompositin
time( yr. )
95%分解所
需时间 95%
decom
position
time( yr. )
叶 0 0 100 0
Leaf 0. 5 35. 16 64. 84 0. 87
1 56. 28 43. 72 0. 83 0. 82 3. 57
1. 5 71. 32 28. 68 0. 83
2. 0 80. 35 19. 65 0. 82
果苞 0 0 100 0
Fruit crus t 0. 5 30. 62 69. 38 0. 73
1 49. 35 50. 65 0. 68 1. 07 4. 64
1. 5 59. 64 40. 36 0. 60
2. 0 68. 19 31. 81 0. 57
花序 0 0 100 0
Flower 0. 5 41. 30 58. 70 1. 06
1 62. 42 37. 58 0. 97 0. 72 3. 09
1. 5 7. 532 24. 68 0. 93
2/ 0 83. 80 16. 20 0. 91


分析可知,锥栗人工林不同凋落物的失重率累
计值随分解时间的推移呈递增趋势, 但随时间的推
移失重率变化呈下降趋势. 凋落后的第 1年,失重率
累计值增加较迅速, 叶、果苞、花序的失重率分别达
到 56. 28%、49. 35%、60. 42%; 第 2 年失重率变化
呈减缓,这表明凋落物至后期分解速率慢,是由于残
留物部分随着叶脉等不易分解组份所占比例的加大
而引起的.锥栗人工林凋落物中,落叶、果苞、花序经
过 2 年的分解其残留率分别为 19. 65%、31. 81%、
16. 20% ,凋落物各组分残留率以果苞> 叶> 花序.
果苞的分解速率最小, 花序的分解速率最大,叶的分
解速率介于两者之间.
应用 Olsen[ 16]的凋落物分解公式 x / x 0= e- kt
(式中 x 为一定时间后凋落物的残留率; x 0 为初凋
落时的重量, 析算成 100% , e为自然对数的底, k 为
某时间段的腐解速率, t 为分解的时间) , 可以计算
出锥栗人工林凋落物叶、花序、果苞的 2年内平均分
解速率分别为 0. 8375、0. 90675、0. 6450, 比相关内
容针叶树的研究结果要高许多[ 10, 13] . 这是因为锥栗
为落叶阔叶树,其分解速率较快,并且位于中亚热带
的建瓯水源乡的雨热条件充沛, 有利于其凋落物的
分解.由以上公式还可以求出凋落物各组分达到分
解一半状态所需的时间分别为叶 0. 82、果苞 1. 07、
花序 0. 72.如果将凋落物组分中 95%被分解视为凋
落物的周转期,则计算得到锥栗人工林凋落物组分
叶、果苞、花序的周转期分别为 3. 57、4. 64和 3. 09.
比同地区针叶树人工林[ 10]短很多,其中以花序的周
转期最短,其次是叶、最长的是果苞.
凋落物的重量减少通常与其所含的元素含量下
5355 期












陈
辉等:锥栗人工林结果初期养分动态特征及其模拟








降并不一定成比例. 因此,需要计算凋落物在分解前
及经一定时间分解后的养分浓度,计算各组分元素
的迁移量,计算结果见表 3.
表 3
凋落物各组分解前后养分浓度测定值
Table 3 Concentration of nutrient in various componcents before and
after decomposi tion(%)
组分
Component
分解时间
Decomposition
time( yr. )
N P K Ca Mg
叶 0 0. 6429 0. 0573 0. 4531 0. 5698 0. 1879
Leaf 1 0. 6701 0. 0585 0. 4407 0. 5812 0. 1865
2 0. 6930 0. 0570 0. 4332 0. 6625 0. 1903
果苞 0 0. 2810 0. 0476 0. 3752 0. 6596 0. 1070
Fruit crust 1 0. 2939 0. 0447 0. 3079 0. 6094 0. 1160
2 0. 3200 0. 0422 0. 2835 0. 6046 0. 1080
花序 0 0. 6100 0. 0779 0. 6815 0. 2853 0. 1715
Flower 1 0. 6260 0. 0812 0. 6546 0. 3105 0. 1816
2 0. 6410 0. 0806 0. 6160 0. 3032 0. 1796


根据以上数据按下述方法计算凋落物在不同时
间各养分元素的迁移量和迁移率.设凋落物中某种
养分的迁移量为 Q , 分解前凋落物总重量为 x , 分
解前凋落物中某种养分的浓度为 a, 分解后残留率
为 b,残留物中某种养分浓度为 c, 凋落物中某种养
分的迁移率为 q .则可以得到
Q = ax - bcx = x ( a - bc)
q =
Q
ax
= 1 -
bc
a
用上式计算可以得到不同生长发育时期凋落物
经一定时间分解后的各种养分元素的迁移量和迁移
率(表 4) .


从失重率、凋落物不同时期残留物的养分浓度
及迁移量、迁移率的计算结果来看,失重率和养分的
迁移量在凋落后第一年最大, 基本上占一半以上, 凋
落物分解后不同时间残留物中的养分浓度变化不
大,仅凋落物残留物 N 与 Ca 元素在各组分中随时
间的推移浓度略有上升.
3
3
结果初期系统各分室养分动态模拟分析
随着锥栗树体生长, 进入开花结果期,对养分的
需求量也增加, 果实的采收使部分元素输出系统. 因
此,该期的养分元素变化也更趋强烈.为了定量描述
该期变动的状况,计算得到该期各养分变化的动态
方程.需要说明的是,凋落物库量中的各养分总量的
表 4
结果初期锥栗人工林凋落物各元素的迁移量和迁移率
Table 4 Amount and rate of translocation of elements in li tter the be
ginning of fructi fication ( kg!hm- 2!a- 1)
养分元素
Nutrient
element
分解时间
Decompos ition
time( yr. )
变化项目
Variation
item
叶
Leaf
果苞
Fruit
crust
花序
Flower
小计
Total
N 1 TV 2. 3667 0. 3264 0. 5 689 3. 2620
2 TV 1. 1217 0. 1163 0. 1 954 1. 4431
Total 3. 4884 0. 4427 0. 7 643 4. 6954
1 TR( % ) 53 47 6 2 /
2 TR( % ) 54 32 5 5 /
P 1 TV 0. 2262 0. 0616 0. 0 716 0. 3594
2 TV 0. 1025 0. 0277 0. 0 264 0. 1566
Total 0. 3287 0. 0893 0. 0 980 0. 5166
1 TR( % ) 55 52 6 1 /
2 TR( % ) 56 41 5 7 /
K 1 TV 1. 8568 0. 5415 0. 6 576 3. 0559
2 TV 0. 7668 0. 1625 0. 2 208 1. 1501
Total 2. 6236 0. 7040 0. 8 784 4. 2060
1 TR( % ) 57 58 6 4 /
2 TR( % ) 56 42 5 9 /
1 TV 2. 2509 0. 8668 0. 2 446 3. 3723
2 TV 0. 8835 0. 2874 0. 1 020 1. 2729
Ca Total 3. 1344 1. 1542 0. 3 566 4. 6452
1 TR( % ) 55 53 5 9 /
2 TR( % ) 49 38 5 8 /
Mg 1 TV 0. 7584 0. 1192 0. 1 559 1. 0355
2 TV 0. 3147 0. 0603 0. 0 591 0. 4341
Total 1. 0731 0. 1795 0. 2 150 1. 4676
1 TR( % ) 57 45 6 0 /
2 TR( % ) 54 42 5 7 /
* 表中第 2 年的迁移率为第 2年的养分迁移量与第 1 年凋落物残留物中养分总量之比
Translocating rate of the second year was equal to the ratio of the remaining valueof litter at the first
year to translocating quantity at the second year; TV: 迁移量 Translocating values; TR: 迁移率
Translocating rate.
测定:根据各组分在系统分室中的停留时间即完全
分解所需的时间乘以各组分的年均凋落量和凋落物
分解前各组分相应养分元素的浓度之积. 凋落物向
土壤分室的养分元素年迁移量: 凋落物库中各养分
总量+ 0. 95除以各相应组分完全分解的时间(年) .


dx 1
dt
= ax 2- bx 1
dx 2
dt
= cx 4- dx 2
dx 3
dt
= ex 1- f x 3
dx 4
dt
= gx 3 - hx 4 + U0
4
式中, x 依次为各分室中 N、P、K、Ca、Mg 含量, i=
1, 2, 3, 4分别表示各分室; U0, 4为施肥输入. N、P、
K、Ca、Mg 相应各分室动态方程流通率值及模型各
分室初值列于表 5.表 5
分室模型参数表
Table 5 Parameters of compartment models
流通率值T ranslocat ing rate
a b c d e f g h
初值 Init ial value
x1 x2 x3 x 4
N 1. 5142 0. 4146 0. 0439 1. 5142 0. 3548 0. 2625 0. 2625 0. 0439 17. 475 7. 563 22. 438 311. 47
P 1. 2747 0. 3293 0. 1621 1. 2747 0. 2694 0. 2580 0. 2580 0. 1621 2. 342 2. 322 1. 202 11. 64
K 0. 9908 0. 6899 0. 0439 0. 9908 0. 5680 0. 2602 0. 2602 0. 0439 10. 789 7. 497 22. 375 218. 90
Ca 0. 9300 0. 2806 0. 2245 0. 9300 0. 2806 0. 2490 0. 2490 0. 2245 26. 446 16. 013 23. 820 87. 56
Mg 0. 8483 0. 4455 0. 6288 0. 8483 0. 3796 0. 2593 0. 2593 0. 6288 5. 247 4. 011 7. 269 7. 24
536 应
用
生
态
学
报

















13卷


开始进入结果期, 树体一方面还保持着较旺盛
的营养生长,同时开花结实又需要消耗较多的养分,
果实的采收使一些养分元素输出系统, 因此, 这一时
期的养分需求与未结果期不同, 为了解该期系统分
室的养分动态变化特征, 模拟了该期几种不同施肥
条件下(表 6)各分室养分元素的变化, 模拟结果见
表 7(仅列出 N的变化) .
表 6
不同施肥量的模拟值
Table 6 Simulating values for various fertilizers( kg!hm- 2)
施肥水平 Fertilizat ion level N P K Ca Mg
0 0 0 0 0 0
1 10 4 5 5 5
2 20 8 10 10 10
表 7
结果初期锥栗人工林各分室 N动态变化模拟结果
Table 7 Dynamic simulating of ni trogen at compartments
模拟时间
S imulating
t ime( yr. )
x1 分室 Compartment
x1 , x1
x2 分室 Compartment
x2 , x2
x3 分室Compartment
x3 , x3
x4 分室 Compartment
x4 ,x 4
不施肥1) 0 27. 475 0 7. 563 0 22. 438 0 311. 47 0
1 24. 52837 7. 053365 9. 442941 1. 879994 25. 25069 2. 81689 303. 6864 - 7. 783559
2 26. 74808 2. 219709 8. 181991 - 1. 26095 28. 1126 2. 861911 296. 9829 - 6. 70359
3 28. 65317 1. 90509 8. 581985 3999946 30. 89919 2. 786586 291. 3249 - 5. 657993
4 29. 146 0. 4928304 8. 170938 - 0. 4110476 33. 12915 2. 229963 286. 6468 - 4. 678129
5 29. 49613 0. 3501381 8. 211642 4. 07047E- 02 34. 89798 1. 768826 282. 7594 - 3. 887393
施 N 2) 10kg 0 17. 475 0 7. 563 0 22. 438 0 311. 47 0
1 25. 16392 7. 688918 9. 862669 2. 299668 25. 47618 3. 038183 313. 2474 - 8. 222559
2 28. 04046 2. 876547 8. 789795 - 1. 072874 28. 73744 3. 261259 315. 7444 - 7. 503065
3 30. 77534 2. 734872 9. 483852 0. 6940575 32. 11295 3. 375511 318. 9878 - 6. 756601
4 32. 10097 33. 32364 9. 302001 - 0. 181851 35. 07273 2. 959774 322. 9878 - 6. 012915
5 32. 10097 1. 222662 9. 596966 0. 294965 37. 68936 2. 616635 327. 5639 - 5. 411007
施 N 20kg 0 17. 475 0 7. 563 0 22. 438 0 311. 47 0
1 25. 79947 8. 324469 10. 2824 2. 719396 25. 70168 3. 263677 322. 8084 - 8. 661559
2 29. 33285 3. 533383 9. 397598 - . 8847978 29. 36228 3. 660606 334. 5058 - 8. 302602
3 32. 89751 3. 564654 10. 38572 0. 9881204 33. 32672 3. 964436 346. 6506 - 7. 855208
4 35. 05595 2. 18438 10. 43306 4. 73456E- 02 37. 0163 3. 689586 359. 3029 - 7. 347701
5 37. 15113 2. 095185 10. 98229 0. 5492253 40. 48074 3. 464441 372. 3683 - 6. 934621
1) No fert ilizing, 2) Fert ilizing N.
4
结

论
4
1
本研究将系统划分为 4个不同的分室, 基本上
反映了锥栗人工林生态系统的客观情况. 凋落物是
养分循环的重要通道, 通过对不同生长发育阶段的
凋落量的测定和凋落物分解速率的研究, 确定了锥
栗人工林条件下的树体凋落物养分归还量和归还的
速率及其在养分分室中的滞留时间,为系统动态分
析的进行提供了基础和可能. 凋落物分解的研究, 由
于样品置于方格状尼龙网袋内, 与实际的自然状态
相比,测得的分解速率可能会偏低,再加上在栽培实
践上经常性进行的土壤管理措施如垦复、施肥及林
地上的其它人为活动, 均有可能与实验分析得到的
结果存在一定的偏差,但从研究得到的结果看,叶、
花、果苞的完全分解时间测定计算的结果分别为
3
57、3. 09、4. 64与实际情况较相吻合, 而在实际林
分中,它们存在于系统分室的时间会稍短些.
4
2
研究所采用的动态方程,对于在较短时间内确
定系统的变化状况具有实践意义. 当然,从更严格的
意义上,线性模型在表述生态系统的变化趋势时, 往
往具有一定的局限性, 尤其是当要对生态系统较长
时期内的变化趋势进行模拟时, 其不足就表现的更
为突出.但是,由于锥栗人工林的人为经营活动中需
要采用的方法和措施调整必须适时, 模拟的时间以
短为宜.从模拟结果看,基本符合锥栗人工林近期内
的养分元素动态变化情况.
4
3
试验一般均在各种假定条件下进行,如在作凋
落量测定时,尽管已将收集到的凋落量全部测定,而
在实际情况中,可能由于人为的原因如林地堆烧或
自然的原因如风及降雨冲刷使其部分从系统输出,
又如,未把林下植被部分的凋落量考虑在内等等.对
于林下植被来说, 由于锥栗人工林基本上每年均有
土壤管理措施,因此,植被简单, 随着除草和覆土埋
盖,其分解的养分元素又回归给土壤,构成了养分在
土壤−林下植被−土壤中的循环分支, 基本上仍处
于系统内部的循环,故未予以考虑.对系统养分在各
种施肥水平下的模拟, 是在假定所施肥料全部为系
统所吸收的情况下,但肥料在系统中的吸收、转化受
种种因素的影响, 因此,实际的施用量可能远比模拟
施用量大得多,才能维持系统对养分元素的需要,但
模拟的结果可为施肥提供一定的参考依据.
4
4
从该期养分元素各分室在不同条件下的模拟
结果来看, N 元素在不施肥的条件下,至第 2年时地
下部分的分室( X2 )积累已出现负值, 从模拟 5年的
5375 期












陈
辉等:锥栗人工林结果初期养分动态特征及其模拟








情况来看地上部的 N 库量也不高,这意味着树体生
长受阻.因此,这一时期必需补充土壤中的 N, 可采
用每年补充 20kg 措施, 至第 3 年后各分室 N 均保
持正积累,循环通畅,树体生长代谢才可能正常.
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作者简介
陈
辉, 男, 1957 生, 博士, 教授, 主要从事经济
林生态培育、速生丰产及林业系统工程等领域研究, 发表论
文 40 余篇. Email: zjchchenh@ 163. com
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