全 文 ：不同代数杉木林养分积累和分布的比较研究*
马祥庆* * 刘爱琴 马 壮 (福建林学院福建杉木研究中心, 南平 353001)
范少辉 (中国林业科学研究院林业研究所, 北京 100091)
摘要 在全国杉木中心产区, 选择不同栽植代数 ( 1、2、3 代)、不同年龄阶段 ( 5、10、15、20 年)、不同立地( 14、
16、18 地位指数)的杉木人工林, 进行不同栽植代数杉木林养分积累和分布的比较研究. 结果表明, 栽植代数对
杉木林养分积累和分布有较大影响. 随栽植代数增加,杉木林乔木层养分积累及养分利用效率均呈逐代递减趋
势,表现为 3代< 2 代< 1 代,而林下植被养分积累呈逐代增加趋势, 2、3 代杉木林乔木层养分积累分别比 1 代
下降 17. 62%和 36. 28% , 3代比 2 代下降 22. 65% ,同时多代连栽杉木林养分利用效率下降, 生产单位干物质所
需养分增加, 增加了杉木生长对林地肥力的压力, 不利于林地肥力的维持,但有利于其林下植被的养分积累.
关键词 栽植代数 杉木 养分积累 地力衰退
A comparative study on nutrient accumulation and distribution of different generations of Chinese fir plantations.
MA Xiangqing, LIU A iqin and MA Zhuang ( Chinese Fir Research Central of Fuj ian For estry College, Nanp ing
353001) , FAN Shaohui ( Resear ch Ins titute of For estry , Chinese A cademy of For estry , Beij ing 100091) . Chin. J .
A pp l . Ecol . , 2000, 11( 4) : 501~ 506.
The nutrient accumulations and distribution of different generation of Chinese fir plantat ions in central pr oduction areas
of China w ere studied through the investigation of plantat ion wit h differ ent g eneration( first, second and third) , ages
( 5, 10, 15, 20 years old) and sites( site index 14, 16 and 18) . T he nutr ient accumulat ions and distr ibution of Chinese fir
plantations were greatly influenced by the number of planting generation. Nutrient accumulation and utlizat ion efficien
cy in tree layer of Chinese fir plantations declined with the increasing planting generation number, wit h the first gener
at ion> the second> the t hir d; w hile the nutr ient accumulation of understory vegetat ion was incr eased w ith the increas
ing of plant ing generation number . Compared wit h the first generation plantations, nutr ient accumulation of tree layer
of the second and the third generations decr eased by 17. 56% and 36. 24% respectively, and the third generation plata
tion decreased by 22. 65% than the second generation. Meanw hile, successive planting resulted in a decreasing nutr ient
utilization efficiency of Chinese fir plantation, and an increasing nutr ient necessary for dry matter production per unit,
which is disadvantag eous to the maintaining of soil fertility, but beneficial to the nutrient accumulation of understo ry
vegetation.
Key words Planting generation, Chinese fir , Nutrient accumulation, Soil degradation.
* CAF/ IDRC/ CIFOR国际合作项目 REDFOL 专题、国家自然科学
基金重点项目( 39630240)及福建省教委测试基金资助项目.
* * 通讯联系人.
1999- 06- 0收稿, 1999- 11- 12接受.
1 引 言
杉木( Cunningham ia lanceolata)是我国南方重要
的造林树种,近年来杉木连栽生产力下降日趋明显,已
严重影响了杉木人工林的持续经营, 因此揭示杉木人
工林连栽生产力下降机理已成为当前林业生产中急需
解决的问题[ 1, 2, 5, 7, 10] . 近年来有关杉木人工林养分积
累及循环的研究较多[ 3, 4, 6, 8] , 但有关不同栽植代数、
不同年龄阶段杉木人工林养分积累和分布的比较研究
较少, 鉴于此,在全国杉木中心产区, 选择不同栽植代
数、不同年龄阶段及不同立地的杉木人工林, 进行不同
栽植代数杉木林养分积累和分布的比较研究,为揭示
不同栽植代数杉木林养分积累和分布规律, 寻求杉木
人工林连栽生产力下降在养分利用和循环方面的原因
机制提供理论依据.
2 试验地概况与研究方法
21 试验地概况
试验地位于全国杉木中心产区福建省尤溪县 ( 117!48∀~
118!36∀E, 25!48∀~ 26!24∀N)经营林场内, 属戴云山森林立地区
闽中低山丘陵区, 为中亚热带海洋性季风气候, 年均降雨量
1599. 6mm, 年均蒸发量 1323. 4mm, 相对湿度 83% , 年均气温
18. 9# , 历年最大日降雨量 131. 7mm, 3~ 6 月为多雨季节, 4 个
月降水占全年降水量的 56% .
22 研究方法
221 试验设计 选择不同栽植代数 ( 1、2、3 代)、不同立地
( 14、16、18 地位指数)、不同年龄阶段( 5、10、15、20 年 )的杉木
人工林建立标准地,方奇[ 2]研究认为, 杉木人工林经 1 代连栽
后林地下降一个地位指数,因此本试验 1代杉木林样地选择 18
地位指数、2 代杉木林样地选择 16 地位指数、3 代杉木林样地
选择 14 地位指数的杉木林进行比较, 以保证各林地在 1 代时
均为 18 地位指数, 在分布区、试验地气候、母质、母岩及经营措
施基本一致的杉木人工林内建立标准地. 由于样地选择同时受
栽植代数、立地指数和林龄3个因子的限制, 在现实林分中难
应 用 生 态 学 报 2000 年 8 月 第 11 卷 第 4 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug . 2000, 11( 4)∃501~ 506
表 1 试验样地设置
Table 1 Design of experimental plots
栽植代数
Plant ing generation
14指数级 S ite index
5年 10年 15年 20年
16指数级 Site index
5年 10年 15年 20年
18指数级 Site index
5年 10年 15年 20年
1 % % % %
2 % % % %
3 % % % %
表 2 试验样地概况
Table 2 General conditions of experimental plots
样地号
Plot
number
坡向
Direction
of slope
坡度 Degree
of slope
(!)
A+ AB层厚
Th ickness of
A+ B layer
( cm)
海拔
Altitude
( m)
母岩
Mother rock
sandstone
现有密度
Plant density
( plant&hm- 2)
胸径
D.B. H
( m)
树高
Height
( m)
1- 5- 18 南 South 30 25 230 粉砂岩 Silty sandstone 3340 8. 0 5. 5
2- 6- 16 东南 Southeast 29 20 200 粉砂岩 Silty sandstone 3320 8. 9 5. 9
3- 6- 14 西北 Northw est 25 16 210 粉砂岩 Silty sandstone 3350 8. 1 5. 3
1- 8- 18 西 West 25 23 230 粉砂岩 Silty sandstone 2300 10. 0 7. 6
2- 9- 16 东 East 25 19 260 石英砂岩 Quartzy sandstone 2174 9. 9 7. 5
3- 9- 14 西 West 28 14 200 粉砂岩 Silty sandstone 2195 9. 0 6. 6
1- 15- 18 西北 Northw est 28 24 270 石英砂岩 Quartzy sandstone 1550 16. 3 13. 0
2- 15- 16 西南 Southw est 32 19 220 砂岩 Sandstone 1575 14. 7 11. 6
3- 16- 14 西北 Northw est 32 16 210 粉砂岩 Silty sandstone 1650 13. 7 11. 2
1- 19- 18 西南 Southw est 30 27 300 砂岩 Sandstone 1566 17. 6 14. 4
2- 19- 16 西南 Southw est 30 21 220 花岗岩 Gran ite 1550 15. 9 13. 0
3- 22- 14 东北 Northeast 30 17 210 粉砂岩 Silty sandstone 1800 16. 5 13. 6
注:样地号分别代表栽植代数年龄地位指数 Plot number indicates planting generat ionagesite index respect ively.
以严格地找到实验样地.因此, 根据实际情况, 林龄以 5、10、15、
20 为准,允许相差 1 至 2 年. 据此选出的实际试验样地概况见
表 2.
222 林木生长调查 在每个样地内设 20m ∋ 20m 标准地 2
块,进行每木检尺及树高测定, 根据林分年龄及优势木平均高,
查(杉木地位指数表)确定地位指数[ 9] .
223 林分生物量调查 采用平均标准木法, 在每个样地上选
1~ 3 株标准木,伐倒后按 1M 区分段截取圆盘,分别叶、枝、干、
皮、根称重, 取样测定含水量及其养分.
224 林下植被调查 在标准地内设 3~ 5 个2m ∋ 2m 的样方, 调
查样方内植物种类、数量、频度、盖度、高度,并采用样方收获法测定
林下活地被物(灌木层和草本层)及死地被物生物量,同时取样测定
含水量及养分.
225 样品分析 收集样品经烘干、粉碎、过筛处理后, 用
H2SO4H2O2消化法消化,用凯氏法测定 N, 钒钼黄比色法测定
P,火焰光度计法测定 K, 原子吸收光谱法测定 Ca、Mg、Fe、Mn、
Zn、Cu, 每个样品重复 3 次.
3 结果与分析
31 不同栽植代数杉木人工林乔木层养分的积累和
分配
311各器官的养分浓度 不同代数杉木林各器官养
分浓度变化存在一定规律(表 3) . 杉木叶片 N、P、K、
Ca、Cu、Zn 浓度随栽植代数的增加而略呈下降趋势,
M g、Fe、Mn浓度则略呈增加趋势;杉木枝、干、皮、根中
的多数养分浓度在 6年生时变化不明显, 在随后的发
育阶段中变化日趋明显,表现出随栽植代数增加而增
大趋势,这与不同栽植代数杉木生长速度不同造成的
养分稀释效应有关.
不同年龄阶段杉木林各器官元素浓度也存在一定
差异.随杉木年龄阶段的提高,杉木叶片的 P、Cu、Mn
浓度略呈增大趋势, Fe、Zn浓度则呈下降趋势, 而叶片
N、Ca、Mg 浓度变化无明显规律, 杉木枝、干、皮、根的
各元素浓度多表现为随杉木年龄阶段的提高而呈下降
趋势,不同栽植代数及不同年龄阶段杉木各器官元素
浓度均表现为叶> 枝> 皮> 根> 干.
312 乔木层养分的积累和分配 不同栽植代数杉木
林生物量及各器官养分浓度的差异,导致其乔木层养
分积累和分配的较大差异(表 4) .随栽植代数增加,杉
木林分乔木层大量元素( N、P、K、Ca、Mg)及微量元素
( Fe、Cu、Zn、Mn)积累均呈逐代递减趋势,表现为 3代
< 2代< 1代,其中 1代杉木林乔木层平均养分积累为
993. 791kg&hm- 2, 2、3 代不同年龄阶段杉木林乔木层
平均养分积累分别比 1代下降 17. 62%和 36. 28% , 3
代比 2代下降 22. 65% ,说明多代连栽后, 导致了其乔
木层养分积累明显减少. 不同年龄阶段杉木林乔木层
养分积累表现出随林龄阶段的提高而呈逐渐增加趋
势,其中杉木林乔木层平均养分积累在 6 年生时为
687. 61 kg&hm- 2, 9年生时增至 748. 822 kg&hm- 2, 15
年生及 19年生杉木乔木层养分积累分别比 6年生时
增加 29. 55%和 35. 54%,说明林分乔木层养分积累随
杉木生长逐年增大.不同年龄阶段杉木林乔木层养分
分配也随林龄阶段的提高而呈明显不同规律. 在杉木
9年生前,其乔木层养分分配表现为叶> 枝> 根> 干
> 皮, 15年生时则表现为叶> 枝> 干> 皮> 根, 19年
502 应 用 生 态 学 报 11卷
表 3 不同栽植代数不同年龄阶段杉木林各器官养分浓度
Table 3 Nutrient concentration of di fferent organ of Chinese fir in di fferent generation and age plantations
代数
Generat ion
林龄
Age
器官
Organ
N
( g&kg- 1) P(g&kg- 1) K( g&kg- 1) Ca( g&kg- 1) Mg( g&kg- 1) Fe( mg&kg- 1) Cu(mg&kg- 1) Zn( mg&kg- 1) Mn( mg&kg- 1)
1 6 叶 Leaf 9. 57 0. 96 7. 84 6. 91 2. 34 241. 51 2. 45 17. 28 924. 62
枝 Branch 3. 87 0. 72 5. 59 4. 14 1. 40 129. 67 1. 59 9. 87 261. 79
干 Stem 0. 89 0. 25 0. 61 0. 85 0. 23 82. 59 0. 67 4. 51 49. 35
皮 Bark 2. 67 0. 38 2. 43 4. 68 0. 45 132. 36 1. 76 7. 24 112. 67
根 Root 1. 75 0. 27 1. 80 2. 21 0. 42 189. 60 1. 02 10. 02 80. 14
2 6 叶 Leaf 9. 54 0. 93 7. 82 6. 93 2. 36 250. 69 2. 32 17. 02 987. 04
枝 Branch 3. 82 0. 75 5. 57 4. 15 1. 43 136. 23 1. 51 8. 92 275. 62
干 Stem 0. 90 0. 27 0. 59 0. 84 0. 25 101. 24 0. 65 4. 37 54. 81
皮 Bark 2. 69 0. 40 2. 42 4. 67 0. 43 140. 61 1. 72 6. 07 118. 05
根 Root 1. 73 0. 29 1. 78 2. 24 0. 40 202. 46 0. 94 8. 74 83. 25
3 6 叶 Leaf 9. 48 0. 91 7. 76 6. 87 2. 39 281. 81 2. 31 16. 84 994. 66
枝 Branch 3. 77 0. 73 5. 51 4. 11 1. 39 140. 02 1. 54 8. 01 282. 97
干 Stem 0. 89 0. 24 0. 54 0. 80 0. 20 113. 67 0. 61 4. 04 59. 34
皮 Bark 2. 65 0. 38 2. 42 4. 63 0. 41 146. 25 1. 70 5. 59 123. 18
根 Root 1. 70 0. 27 1. 75 2. 21 0. 38 209. 59 0. 95 8. 07 82. 07
1 9 叶 Leaf 9. 49 0. 89 7. 81 6. 87 2. 30 234. 67 2. 52 15. 07 960. 72
枝 Branch 3. 76 0. 70 5. 60 4. 16 1. 41 118. 07 1. 53 9. 17 257. 47
干 Stem 0. 90 0. 21 0. 63 0. 84 0. 21 78. 56 0. 61 3. 94 40. 68
皮 Bark 2. 61 0. 37 2. 41 4. 64 0. 38 124. 91 1. 62 6. 81 102. 49
根 Root 1. 70 0. 25 1. 79 2. 16 0. 36 186. 72 0. 84 9. 17 77. 62
2 9 叶 Leaf 9. 47 0. 86 7. 78 6. 86 2. 39 241. 31 2. 46 15. 27 984. 25
枝 Branch 3. 78 0. 71 5. 62 4. 17 1. 42 121. 49 1. 49 9. 12 272. 57
干 Stem 0. 92 0. 23 0. 65 0. 86 0. 24 87. 07 0. 57 3. 04 46. 27
皮 Bark 2. 63 0. 35 2. 38 4. 66 0. 39 127. 04 1. 60 5. 15 107. 81
根 Root 1. 71 0. 24 1. 77 2. 18 0. 38 189. 43 0. 84 8. 02 84. 75
3 9 叶 Leaf 9. 45 0. 84 7. 75 6. 82 2. 47 254. 69 2. 47 14. 81 997. 43
枝 Branch 3. 79 0. 75 5. 63 4. 19 1. 45 131. 05 1. 45 9. 04 294. 62
干 Stem 0. 95 0. 25 0. 67 0. 88 0. 26 96. 42 0. 54 3. 11 51. 01
皮 Bark 2. 68 0. 36 2. 39 4. 69 0. 37 134. 96 1. 54 5. 01 118. 95
根 Root 1. 76 0. 24 1. 78 2. 20 0. 36 192. 49 0. 80 6. 89 89. 67
1 15 叶 Leaf 9. 83 1. 14 8. 54 9. 41 2. 24 239. 02 2. 61 14. 22 976. 31
枝 Branch 4. 61 0. 62 5. 14 5. 38 1. 37 105. 97 1. 47 8. 42 235. 62
干 Stem 0. 93 0. 20 0. 59 0. 54 0. 18 75. 63 0. 54 3. 06 34. 97
皮 Bark 3. 49 0. 37 2. 26 3. 84 0. 43 119. 83 1. 61 6. 17 97. 62
根 Root 2. 92 0. 29 1. 78 2. 66 0. 34 172. 96 0. 79 8. 62 75. 08
2 15 叶 Leaf 9. 80 1. 10 8. 49 9. 39 2. 27 247. 61 2. 43 13. 54 997. 04
枝 Branch 4. 65 0. 64 5. 16 5. 41 1. 39 121. 43 1. 48 9. 64 251. 42
干 Stem 0. 95 0. 23 0. 61 0. 56 0. 16 81. 42 0. 59 3. 09 39. 04
皮 Bark 3. 51 0. 39 2. 29 3. 87 0. 47 123. 05 1. 63 6. 34 106. 24
根 Root 2. 94 0. 27 1. 81 2. 68 0. 33 175. 64 0. 87 7. 04 79. 66
3 15 叶 Leaf 9. 74 1. 08 8. 45 9. 35 2. 38 259. 07 2. 34 12. 07 1024. 51
枝 Branch 4. 69 0. 67 5. 17 5. 43 1. 42 125. 64 1. 52 10. 21 269. 73
干 Stem 0. 99 0. 25 0. 63 0. 58 0. 19 89. 94 0. 63 3. 12 41. 24
皮 Bark 3. 48 0. 41 2. 24 3. 91 0. 48 131. 69 1. 69 6. 45 112. 68
根 Root 2. 98 0. 24 1. 86 2. 71 0. 32 179. 07 0. 94 6. 87 81. 02
1 19 叶 Leaf 9. 03 1. 27 8. 69 9. 97 2. 17 214. 92 2. 69 13. 42 1014. 57
枝 Branch 4. 07 0. 57 4. 67 5. 19 1. 37 101. 78 1. 40 8. 07 227. 43
干 Stem 0. 81 0. 09 0. 56 0. 47 0. 17 70. 99 0. 51 2. 85 33. 68
皮 Bark 3. 17 0. 37 2. 07 3. 69 0. 39 112. 46 1. 53 5. 82 90. 09
根 Root 8. 07 0. 29 1. 64 2. 49 0. 37 167. 21 0. 71 7. 86 71. 25
2 19 叶 Leaf 8. 87 1. 24 8. 86 9. 81 2. 35 226. 71 2. 61 13. 04 1126. 72
枝 Branch 4. 32 0. 61 4. 76 5. 39 1. 43 113. 04 1. 34 7. 24 297. 64
干 Stem 0. 83 0. 09 0. 57 0. 47 0. 21 79. 62 0. 47 2. 31 38. 64
皮 Bark 3. 35 0. 38 2. 21 3. 72 0. 41 125. 68 1. 50 5. 79 99. 64
根 Root 8. 16 0. 31 1. 69 2. 51 0. 37 172. 47 0. 64 7. 62 86. 23
3 19 叶 Leaf 8. 64 1. 21 8. 97 9. 62 2. 43 238. 35 2. 52 12. 97 1241. 69
枝 Branch 4. 51 0. 65 4. 81 5. 47 1. 49 127. 51 1. 31 7. 07 324. 60
干 Stem 0. 88 0. 10 0. 58 0. 50 0. 23 84. 07 0. 43 2. 24 39. 05
皮 Bark 3. 57 0. 38 2. 37 3. 79 0. 43 131. 27 1. 48 5. 67 107. 41
根 Root 8. 19 0. 31 1. 72 2. 62 0. 40 175. 69 0. 60 7. 19 89. 57
5034 期 马祥庆等:不同代数杉木林养分积累和分布的比较研究
表 4 不同栽植代数不同年龄阶段杉木林乔木层养分积累及分配
Table 4 Nutrient accumulations and distribution of arboreous layer in different generation and age plantations of Chinese fir( kg&hm- 2)
代数
Generat ion
林龄
Age
器官
Organ
N P K Ca M g Fe Cu Zn M n
合计
T otal
1 6 叶 Leaf 151. 206 15. 168 123. 872 109. 178 36. 972 3. 816 0. 039 0. 273 14. 609 455. 133
枝 Branch 52. 593 9. 785 75. 968 56. 263 19. 026 1. 762 0. 022 0. 134 3. 558 219. 111
干 Stem 18. 343 5. 153 12. 572 17. 519 4. 740 1. 702 0. 014 0. 093 1. 017 61. 153
皮 Bark 11. 241 1. 600 10. 230 19. 700 1. 895 0. 557 0. 007 0. 030 0. 474 45. 734
根 Root 24. 483 3. 777 25. 182 30. 917 5. 876 2. 653 0. 014 0. 140 1. 121 94. 163
合计 Sum 257. 866 35. 483 247. 824 233. 577 68. 509 10. 490 0. 096 0. 670 20. 779 875. 294
2 6 叶 Leaf 118. 487 11. 551 97. 124 86. 071 29. 311 3. 114 0. 029 0. 211 12. 259 358. 157
枝 Branch 39. 575 7. 770 57. 705 42. 994 14. 815 1. 411 0. 016 0. 092 2. 855 167. 233
干 Stem 14. 373 4. 312 9. 422 13. 415 3. 993 1. 617 0. 010 0. 070 0. 875 48. 087
皮 Bark 9. 281 1. 380 8. 349 16. 112 1. 484 0. 485 0. 006 0. 021 0. 409 37. 527
根 Root 19. 584 3. 283 20. 150 25. 367 4. 528 2. 292 0. 011 0. 099 0. 942 76. 256
合计 Sum 201. 300 28. 296 192. 750 183. 959 54. 131 8. 919 0. 072 0. 493 17. 340 687. 260
3 6 叶 Leaf 87. 311 8. 381 71. 470 63. 273 22. 012 2. 595 0. 021 0. 155 9. 161 264. 379枝 Branch 27. 295 5. 285 39. 892 29. 756 10. 064 1. 015 0. 011 0. 058 2. 049 115. 425
干 Stem 10. 315 2. 782 6. 259 9. 272 2. 320 1. 317 0. 007 0. 047 0. 688 33. 007
皮 Bark 6. 917 0. 992 6. 316 12. 084 1. 070 0. 382 0. 004 0. 015 0. 321 28. 101
根 Root 15. 266 2. 425 15. 715 19. 846 3. 412 1. 882 0. 009 0. 072 0. 737 59. 364
合计 Sum 147. 104 19. 865 139. 652 134. 231 38. 878 7. 191 0. 052 0. 347 12. 956 500. 276
1 9 叶 Leaf 134. 853 12. 647 110. 980 97. 623 32. 683 3. 335 0. 036 0. 214 13. 652 406. 023
枝 Branch 50. 610 9. 422 75. 376 55. 994 18. 979 1. 589 0. 021 0. 123 3. 466 215. 580
干 Stem 36. 387 8. 490 25. 471 33. 961 8. 490 3. 176 0. 025 0. 159 1. 645 117. 804
皮 Bark 23. 777 3. 371 21. 955 42. 270 3. 462 1. 137 0. 015 0. 062 0. 934 96. 983
根 Root 31. 790 4. 675 33. 473 40. 392 6. 732 3. 492 0. 016 0. 171 1. 452 122. 193
合计 Sum 277. 417 38. 605 267. 255 270. 240 70. 346 12. 729 0. 113 0. 729 21. 149 958. 583
2 9 叶 Leaf 102. 939 9. 348 84. 569 74. 568 25. 979 2. 623 0. 027 0. 166 10. 699 310. 918
枝 Branch 36. 666 6. 887 54. 514 40. 449 13. 774 1. 178 0. 014 0. 088 2. 644 156. 214
干 Stem 28. 124 7. 031 19. 871 26. 290 7. 337 2. 662 0. 017 0. 093 1. 414 92. 839皮 Bark 18. 594 2. 475 16. 827 32. 946 2. 757 0. 898 0. 011 0. 036 0. 762 75. 306
根 Root 25. 684 3. 605 26. 585 32. 744 5. 708 2. 845 0. 013 0. 120 1. 273 98. 577
合计 Sum 212. 007 29. 346 202. 366 206. 997 55. 555 10. 206 0. 082 0. 503 16. 792 733. 854
3 9 叶 Leaf 77. 112 6. 854 63. 240 55. 651 20. 155 2. 078 0. 020 0. 121 8. 139 233. 370
枝 Branch 27. 364 5. 415 40. 649 30. 252 10. 469 0. 946 0. 010 0. 065 2. 127 117. 297
干 Stem 21. 565 5. 675 15. 209 19. 976 5. 902 2. 189 0. 012 0. 071 1. 158 71. 757
皮 Bark 14. 231 1. 912 12. 691 24. 904 1. 965 0. 717 0. 008 0. 027 0. 632 57. 087
根 Root 19. 782 2. 698 20. 007 24. 728 4. 046 2. 164 0. 009 0. 077 1. 008 74. 519
合计 Sum 160. 054 22. 554 151. 796 155. 511 42. 537 8. 094 0. 059 0. 361 13. 064 554. 030
1 15 叶 Leaf 106. 361 12. 335 92. 403 101. 816 24. 237 2. 586 0. 028 0. 154 10. 564 350. 484
枝 Branch 65. 324 8. 785 72. 834 76. 235 19. 413 1. 502 0. 021 0. 119 3. 339 247. 572
干 Stem 63. 035 13. 556 39. 990 36. 601 12. 200 5. 126 0. 037 0. 207 2. 370 173. 122
皮 Bark 45. 824 4. 858 29. 674 50. 419 5. 646 1. 573 0. 021 0. 081 1. 282 139. 378
根 Root 45. 552 4. 524 27. 768 41. 496 5. 304 2. 698 0. 012 0. 134 1. 171 128. 659合计 Sum 326. 096 44. 058 262. 669 306. 567 66. 800 13. 485 0. 119 0. 695 18. 726 1039. 215
2 15 叶 Leaf 96. 824 10. 868 83. 881 92. 773 22. 428 2. 446 0. 024 0. 134 9. 851 319. 229
枝 Branch 51. 569 7. 098 57. 224 59. 997 15. 415 1. 347 0. 016 0. 107 2. 788 195. 561
干 Stem 54. 673 13. 237 35. 106 32. 228 9. 208 4. 686 0. 034 0. 178 2. 247 151. 597
皮 Bark 42. 717 4. 746 27. 869 47. 098 5. 720 1. 498 0. 020 0. 077 1. 293 131. 038
根 Root 44. 276 4. 066 27. 259 40. 361 4. 970 2. 645 0. 013 0. 106 1. 200 124. 896
合计 Sum 290. 059 40. 015 231. 339 272. 457 57. 741 12. 622 0. 107 0. 602 17. 379 922. 321
3 15 叶 Leaf 75. 388 8. 359 65. 403 72. 369 18. 421 2. 005 0. 018 0. 093 7. 930 249. 986
枝 Branch 38. 833 5. 548 42. 808 44. 960 11. 758 1. 040 0. 013 0. 085 2. 233 147. 278
干 Stem 41. 065 10. 370 26. 132 24. 058 7. 881 3. 731 0. 026 0. 129 1. 711 115. 103
皮 Bark 33. 652 3. 965 21. 661 37. 810 4. 642 1. 273 0. 016 0. 062 1. 090 104. 171
根 Root 33. 585 2. 705 20. 962 30. 542 3. 606 2. 018 0. 011 0. 077 0. 913 94. 419
合计 Sum 222. 523 30. 947 176. 966 209. 739 46. 308 10. 067 0. 084 0. 446 13. 877 710. 957
1 19 叶 Leaf 81. 360 11. 443 78. 300 89. 830 19. 552 1. 936 0. 024 0. 121 9. 141 291. 707枝 Branch 49. 695 6. 960 57. 021 63. 370 16. 728 1. 243 0. 017 0. 099 2. 777 197. 910
干 Stem 75. 346 8. 372 52. 091 43. 719 15. 813 6. 603 0. 047 0. 265 3. 133 205. 389
皮 Bark 53. 129 6. 201 34. 693 61. 844 6. 536 1. 885 0. 026 0. 098 1. 510 165. 922
根 Root 145. 179 5. 217 29. 504 44. 795 6. 656 3. 008 0. 013 0. 141 1. 282 235. 795
合计 Sum 404. 709 38. 193 251. 609 303. 558 65. 285 14. 675 0. 127 0. 724 17. 843 1096. 723
2 19 叶 Leaf 70. 162 9. 808 70. 083 77. 597 18. 589 1. 793 0. 021 0. 103 8. 912 257. 068
枝 Branch 44. 150 6. 234 48. 647 55. 086 14. 615 1. 155 0. 014 0. 074 3. 042 173. 017
干 Stem 60. 051 6. 512 41. 240 34. 005 15. 194 5. 761 0. 034 0. 167 2. 800 165. 764
皮 Bark 46. 565 5. 282 30. 719 51. 708 5. 699 1. 747 0. 021 0. 080 1. 385 143. 206
根 Root 117. 994 4. 483 24. 437 36. 295 5. 350 2. 494 0. 009 0. 110 1. 247 192. 419
合计 Sum 338. 922 32. 319 215. 126 254. 691 59. 447 12. 950 0. 099 0. 534 17. 386 931. 474
3 19 叶 Leaf 55. 037 7. 708 57. 139 61. 279 15. 479 1. 518 0. 016 0. 083 7. 910 206. 169
枝 Branch 37. 749 5. 441 40. 260 45. 784 12. 471 1. 067 0. 011 0. 059 2. 717 145. 559干 Stem 47. 643 5. 414 31. 401 27. 070 12. 452 4. 552 0. 023 0. 121 2. 114 130. 790
皮 Bark 39. 770 4. 233 26. 402 42. 221 4. 790 1. 462 0. 016 0. 063 1. 200 120. 157
根 Root 100. 082 3. 788 21. 018 32. 016 4. 888 2. 147 0. 007 0. 088 1. 095 165. 129
合计 Sum 280. 281 26. 584 176. 220 208. 370 50. 080 10. 746 0. 073 0. 414 15. 036 767. 804
504 应 用 生 态 学 报 11卷
生时则表现为叶> 根> 枝> 干> 皮.
313乔木层养分利用效率 用生产单位干物质所需
的养分数量来表示林木的养分利用效率(即林分乔木
层养分积累量/林分乔木层生物量) . 栽植代数对杉木
林乔木层的养分利用效率有一定影响(表 5) , 随栽植
代数增加, 6 年生杉木林乔木层生产单位干物质所需
要的养分略呈逐代下降趋势,但 9年生、15 年生及 19
年生杉木随栽植代数增加,乔木层生产单位干物质所
需要养分则呈逐代增加趋势, 其中 1、2、3 代不同年龄
阶段杉木林平均生产单位干物质所需要的养分分别为
9. 69、9. 86和 10. 04g&kg- 1,这说明多代连栽杉木林养
分利用效率下降,其采伐单位干物质所带走的养分越
多,对林地养分的消耗越大, 不利于林地肥力的恢复.
不同年龄阶段杉木林乔木层养分利用效率呈现明显规
表 5 不同栽植代数不同年龄阶段杉木林生产单位干物质所需养分
Table 5 Nutrients produced per kilogram biomass in different generation and age plantations of Chinese fir
代数
Generat ion
林龄
Age
生产单位干物质所需养分 Nutrients produced per kilogram biomass( g&kg- 1)
N P K Ca M g Fe Cu Zn M n 合计 T otal
1 6 3. 78 0. 52 3. 63 3. 42 1. 00 0. 15 0. 001 0. 01 0. 30 12. 81
2 6 3. 76 0. 53 3. 60 3. 44 1. 01 0. 17 0. 001 0. 009 0. 32 12. 84
3 6 3. 71 0. 50 3. 52 3. 39 0. 98 0. 18 0. 001 0. 009 0. 33 12. 62
平均 Average 3. 75 0. 52 3. 58 3. 42 1. 00 0. 17 0. 001 0. 009 0. 32 12. 77
1 9 2. 89 0. 40 2. 79 2. 82 0. 73 0. 13 0. 001 0. 008 0. 22 9. 99
2 9 2. 89 0. 40 2. 76 2. 83 0. 76 0. 14 0. 001 0. 007 0. 23 10. 02
3 9 2. 93 0. 41 2. 78 2. 85 0. 78 0. 15 0. 001 0. 007 0. 24 10. 15
平均 Average 2. 90 0. 40 2. 78 2. 83 0. 76 0. 14 0. 001 0. 007 0. 23 10. 05
1 15 2. 68 0. 36 2. 16 2. 52 0. 55 0. 11 0. 001 0. 006 0. 15 8. 54
2 15 2. 74 0. 38 2. 19 2. 58 0. 55 0. 21 0. 001 0. 006 0. 16 8. 82
3 15 2. 84 0. 39 2. 26 2. 67 0. 59 0. 13 0. 001 0. 006 0. 18 9. 07
平均 Average 2. 75 0. 38 2. 20 2. 59 0. 56 0. 15 0. 001 0. 006 0. 16 8. 80
1 19 2. 72 0. 26 1. 69 2. 04 0. 44 0. 10 0. 001 0. 005 0. 12 7. 38
2 19 2. 85 0. 27 1. 81 2. 14 0. 50 0. 11 0. 001 0. 006 0. 15 7. 84
3 19 3. 04 0. 29 1. 91 2. 26 0. 54 0. 12 0. 001 0. 004 0. 16 8. 33
平均 Average 2. 87 0. 27 1. 80 2. 15 0. 49 0. 11 0. 001 0. 005 0. 14 7. 84
表 6 不同栽植代数不同年龄阶段杉木林林下地被物养分积累与分配
Table 6 Nutrient accumulations and distribution of ground cover layer in di fferent generation and age plantations of Chinese fir( kg&hm- 2)
代数
Generation
林龄
Age
地被物类型
Vegetation type
N P K Ca Mg Fe Cu Zn Mn
合计
T otal
1 6 活地被物 Underground vegetation 11. 943 1. 426 7. 675 7. 491 1. 316 0. 356 0. 003 0. 033 0. 704 30. 947
死地被物 Litter 8. 131 0. 566 1. 296 8. 122 0. 787 0. 241 0. 003 0. 020 0. 391 19. 557
2 6 活地被物 Underground vegetation 13. 042 1. 630 8. 752 9. 195 1. 430 0. 401 0. 004 0. 034 0. 779 35. 267
死地被物 Litter 8. 954 0. 624 1. 435 8. 372 0. 998 0. 252 0. 003 0. 021 0. 410 21. 069
3 6 活地被物 Underground vegetation 14. 430 1. 725 9. 717 9. 101 1. 448 0. 469 0. 004 0. 035 0. 775 37. 704
死地被物 Litter 9. 003 0. 589 1. 428 9. 232 0. 785 0. 272 0. 003 0. 024 0. 450 21. 786
平均 Average 活地被物 Underground vegetation 13. 138 1. 594 8. 715 8. 596 1. 398 0. 409 0. 004 0. 034 0. 753 34. 641
死地被物 Litter 8. 696 0. 593 1. 386 8. 575 0. 857 0. 255 0. 003 0. 022 0. 417 20. 804
1 9 活地被物 Underground vegetation 7. 190 0. 856 5. 458 4. 430 0. 794 0. 216 0. 002 0. 021 0. 481 19. 448
死地被物 Litter 10. 833 0. 745 2. 029 13. 138 1. 339 0. 388 0. 004 0. 033 0. 581 29. 090
2 9 活地被物 Underground vegetation 8. 184 0. 927 6. 396 5. 141 0. 894 0. 253 0. 003 0. 024 0. 566 22. 388
死地被物 Litter 12. 194 0. 811 2. 173 13. 954 1. 392 0. 450 0. 004 0. 038 0. 691 31. 707
3 9 活地被物 Underground vegetation 10. 130 1. 134 7. 914 6. 271 1. 186 0. 313 0. 003 0. 026 0. 666 27. 643
死地被物 Litter 11. 993 0. 821 2. 098 14. 394 1. 246 0. 450 0. 004 0. 036 0. 673 31. 715
平均 Average 活地被物 Underground vegetation 8. 501 0. 972 6. 589 5. 281 0. 958 0. 261 0. 003 0. 024 0. 571 23. 160
死地被物 Litter 11. 673 0. 792 2. 100 13. 829 1. 326 0. 429 0. 004 0. 036 0. 648 30. 837
1 15 活地被物 Underground vegetation 21. 113 2. 494 16. 018 13. 524 2. 451 0. 790 0. 011 0. 067 1. 587 58. 055
死地被物 Litter 23. 211 1. 597 4. 531 32. 307 2. 575 0. 989 0. 010 0. 084 1. 598 66. 902
2 15 活地被物 Underground vegetation 28. 445 3. 130 21. 702 19. 625 3. 341 1. 027 0. 015 0. 082 2. 231 79. 598
死地被物 Litter 25. 547 1. 885 4. 921 33. 958 3. 106 1. 028 0. 011 0. 085 1. 782 72. 323
3 15 活地被物 Underground vegetation 34. 062 3. 525 26. 140 21. 359 4. 083 1. 237 0. 016 0. 080 2. 447 92. 949
死地被物 Litter 31. 207 2. 127 5. 849 40. 450 3. 313 1. 191 0. 013 0. 084 2. 050 86. 284
平均 Average 活地被物 Underground vegetation 27. 873 3. 050 21. 287 18. 169 3. 292 1. 018 0. 014 0. 076 2. 088 76. 867
死地被物 Litter 26. 655 1. 870 5. 100 35. 572 2. 998 1. 069 0. 011 0. 084 1. 810 75. 169
1 19 活地被物 Underground vegetation 32. 167 3. 644 22. 312 20. 785 3. 609 1. 414 0. 019 0. 147 3. 138 87. 235
死地被物 Litter 29. 050 2. 200 6. 062 44. 676 3. 143 1. 574 0. 021 0. 138 2. 342 89. 206
2 19 活地被物 Underground vegetation 33. 738 3. 946 22. 842 22. 154 3. 946 1. 492 0. 019 0. 138 3. 226 91. 501
死地被物 Litter 29. 862 2. 656 5. 954 44. 930 3. 572 1. 563 0. 020 0. 147 2. 506 91. 210
3 19 活地被物 Underground vegetation 41. 592 4. 464 27. 492 26. 653 4. 507 1. 762 0. 023 0. 162 4. 028 110. 683
死地被物 Litter 34. 722 3. 157 7. 437 52. 109 4. 334 1. 857 0. 022 0. 178 2. 694 106. 510
平均 Average 活地被物 Underground vegetation 35. 832 4. 018 24. 215 23. 197 4. 021 1. 556 0. 020 0. 149 3. 464 96. 472
死地被物 Litter 31. 211 2. 671 6. 484 47. 238 3. 683 1. 665 0. 021 0. 154 2. 514 95. 641
5054 期 马祥庆等:不同代数杉木林养分积累和分布的比较研究
律.随林龄阶段的提高,杉木乔木层生产单位干物质所
需养分均呈下降趋势, 6、9、15 及 19 年生杉木林乔木
层平均生产单位干物质所需养分分别为 12. 76、
10. 05、8. 80和 7. 85g&kg - 1.
32 不同栽植代数杉木人工林地被物养分积累和分
配
不同栽植代数杉木人工林林下植被种类差异导致
其地被物养分浓度变化无明显规律. 除 Ca外,杉木林
林下活地被物各元素浓度均高于死地被物, 也高于杉
木各器官,说明杉木林下活地被物具有很好的养分富
集能力.
不同栽植代数杉木林下地被物养分积累呈现明显
规律.随栽植代数增加,杉木林下活地被物及死地被物
养分积累均呈逐代增加趋势,其中以活地被物积累更
为明显, 2、3 代不同年龄阶段杉木林下活地被物平均
养分积累分别比 1代增加 16. 90%和 37. 50% ,死地被
物平均养分积累分别可比 1 代增加 5. 64% 和
20. 29%, 3代不同年龄阶段杉木林下活地被物及死地
被物平均养分积累分别比 2 代增加 17. 62% 和
13. 86%. 可见虽然多代连栽杉木乔木层养分积累下
降,但其林下植被层养分积累却明显增加,这可能与多
代连栽杉木林分稀疏且生长差有关.
不同年龄阶段杉木林下地被物养分积累存在明显
差异. 9年生前杉木林下植被养分积累呈下降趋势,而
死地被物养分积累则逐年增大, 15年及 19年生杉木
林下活地被物及死地被物养分积累均以较大幅度呈增
加趋势,其中 19年生杉木活地被物及死地被物平均养
分积累分别比 6年生杉木增加 178. 58%和 359. 79%,
可见,杉木成熟林有利于其林下地被物层养分积累.
4 结 论
41 栽植代数对杉木林乔木层养分积累有较大影响.
随栽植代数增加,杉木林乔木层养分积累均呈逐代递
减趋势,表现为 3代< 2代< 1 代, 2、3代杉木乔木层
养分积累分别可比 1代下降 17. 62%和 36. 28%, 3代
比 2代下降 22. 65%.
42 不同栽植代数杉木养分利用效率存在差异. 6
年生杉木林乔木层生产单位干物质所需养分随栽植代
数增加而略呈下降趋势, 但 9年、15年及 19年生杉木
林则呈逐代增加趋势, 表明多代连栽杉木养分利用效
率下降,生产单位干物质所需要的养分增加, 对林地养
分消耗变大,不利于林地肥力恢复.
43 不同栽植代数杉木林地被物养分浓度无明显规
律,但其地被物养分积累规律明显不同.随栽植代数增
加,杉木林活地被物及死地被物养分积累均呈逐代增
加趋势,其中以活地被物养分积累增加最为明显, 2、3
代不同年龄阶段杉木林活地被物平均养分积累分别可
比 1代增加 16. 90%和 37. 50%,死地被物养分积累增
加5. 64%和 20. 29%, 这可能是杉木林生态系统对其
林地肥力下降的一种反应.
致谢 福州大学中心实验室陈颖老师在植株样品分析工作中
给予大力帮助,特此致谢!
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作者简介 马祥庆,男, 1966 年生,博士, 副研究员,主要从事人
工林栽培生物学及生态学方面的研究, 已发表学术论文 30 余
篇. Email: mxq@ public. npptt. fj. cn.
506 应 用 生 态 学 报 11卷