全 文 :华南人工林凋落物养分及其转移 3
李志安 林永标 (中国科学院华南植物研究所 ,广州 510650)
彭少麟 3 3 (中国科学院广州分院 ,广州 510070)
【摘要】 对华南 5 种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小
依次为 :马占相思 (11. 1t·hm - 2) > 湿地松 (7. 3t·hm - 2) > 荷木 (6. 5t·hm - 2) > 大叶相思 (4. 8t·hm - 2) > 柠檬桉
(2. 6t·hm - 2) . 马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型. 5 种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯
老叶中转移 N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大. 各种人工林对其它元
素的转移现象不确定.
关键词 人工林 凋落物 养分 养分转移
Nutrient content in litterfall and its translocation in plantation forests in south China. L I Zhian ,L IN Yongbiao
( South China Institute of Botany , Chinese Academy of Sciences , Guangz hou 510650 ) and PEN G Shaolin
( Guangz hou B ranch , Chinese Academy of Sciences , Guangz hou 510070) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2000 ,11 (3) :321~
326.
The amounts of litterfall ,nutrient content in it and leaves of five plantation forests in south China were determined.
The order of litterfall biomass was in sequence of Acacia m angium (11. 1t·hm - 2) > Pinus elliotii (7. 3t·hm - 2 ) >
Schim a superba (6. 5t·hm - 2 ) > Acacia auriculaif ormis (4. 8t·hm - 2 ) > Eucalyptus cit riodora (2. 6t·hm - 2 ) . A .
m angium returned soil much more nutrient to soil through litterfall than other forests did. N , P and K were largely
translocated from senescing leaves for all the five forests , and especially for A . m angium . Nutrient translocated varied
greatly with seasons. The translocation of other elements was not definite.
Key words Plantation , Litterfall , Nutrient , Nutrient translocation
3 国家自然科学基金重大项目 (39899370) 、中国科学院重大项目
( KZ9512B12110) 、中国科学院生态网络重大项目和中国科学院鹤山开放
站基金资助项目.
3 3 通讯联系人.
1999 - 05 - 18 收稿 ,1999 - 08 - 16 接受.
1 引 言
森林凋落物养分的多少是森林植物体内营养损失
量的直接度量 ,同时 ,它是生态系统营养循环通量的一
个估计 ,因而 ,凋落物养分历来是森林生态系统研究上
的重要课题. 通常 ,植物具有显著的营养转移机能 ,即
在枝叶凋落前将营养转移到成长部位 ,这一机能大大
减少了植物对环境中不确定的营养资源的依赖[1 ] ,因
而被认为与植物从无机环境中吸收营养同等重要 ,不
少研究还发现营养转移极可能是植物适应不利生境的
重要机制[1 ,5 ] . 相当长时间以来 ,关于营养转移的研究
一直受到广泛重视 ,发表了相当多的文章 ,然而 ,有许
多观点争论很大. 在我国 ,除沈善敏等[14 ,15 ] 、宇万太
等[20 ] 、陈 欣等[4 ] 、徐福余等[19 ]以我国北方杨树为
主要材料开展了一定研究外 ,鲜见有其它有关森林植
物营养转移的报道. 本研究比较了华南地区常见的 5
种人工林的落叶养分及其转移特征 ,在理论和实践上
均具有重要意义.
2 材料与方法
研究材料为中国科学院鹤山丘陵综合试验站的 5 种人工
林 ,试验站位于 112°54′E ,22°41′N ,为南亚热带季风气候区 ,年
平均温度 21. 7 ℃,年均降雨量 1700mm. 土壤为砖红壤性红壤.
5 种人工林为马占相思 ( Acacia m angium ) 、大叶相思 ( Acacia
auriculaif ormis) 、柠檬桉 ( Eucalyptus cit riodora) 、湿地松 ( Pinus
elliotii) 及荷木 ( Schim a superba) . 这些人工林全部栽植于 1984
年 ,并具有相似的生境特征 ,它们生长于相互毗邻的小集水区
上 ,因是矮丘陵地貌 ,最高峰不超过海拔 80m ,因而 ,不同人工
林的温湿等气候条件相当一致.
211 森林凋落物的测定
在每一种人工林下 ,于 1hm2 样地范围内随机设置凋落物
收集箱 10 个 ,收集箱用铁线框和纱网缝制 ,规格为 1m ×1m. 于
每月的最后一天收集箱内凋落物 ,测定枝叶重 ,并取样测定含
水量 ,换算为干重. 测定含水量时将全部叶混合均匀 ,取一个约
500g 重的混合样测定干鲜重. 凋落物测定时间从 1997 年 8 月
开始 ,至 1998 年 12 月结束.
212 样品采集、养分分析与养分转移计算
在测定凋落物的同时 ,采集植物的叶片样和枯落叶样 ,剪
取树冠外围的成熟叶片 ,从 3~5 棵不同个体中采集一定的量 ,
合并为一个混合样 ,分别取两个混合样作为两个重复. 绿叶样
应 用 生 态 学 报 2000 年 6 月 第 11 卷 第 3 期
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 2000 ,11 (3)∶321~326
只在 1、4、7 和 10 月进行采集. 同时 ,从落叶收集箱内处于最上
层的落叶中 ,根据叶色选取刚落下的叶片 ,从多个收集箱内选
取适当的量合并为一混合样.
将样品分析测定了 8 种元素 ,即 N、P、K、Na、Ca、Mg、Fe 和
Mn. N 和 P 用硫酸2高氯酸消化 ,离子分析仪测定 (Lachat) ,其
它金属元素用三酸消化 ( HNO32H2 SO42HClO3 按 8∶1∶1 混合) ,
消化液用火焰光度计测定 K和 Na 含量 ,用原子吸收光谱测定
Ca、Mg、Fe 和 Mn 含量. 每个样作两次重复测定 ,对重复间差别
较大的样作重新测定 ,结果取两次测定的算术平均值.
营养转移的计算式有多种 ,有的以面积为基数计算 [10 ,11 ] ,
亦有以重量为基数计算 [12 ,13 ] . 本研究采用后者进行计算 ,公式
为 :
养分转移率 ( %) = 绿叶养分含量 - 枯叶养分含量绿叶养分含量 ×100 %
养分转移量 (kg·hm - 2) = (绿叶养分含量 - 枯叶养分含量) ×
落叶生物量
由于落叶量每月都作了测定 ,而绿叶养分只测定了 1、4、7、
10 月 ,在计算养分转移量时 ,以 1 月绿叶养分含量代表第一季
各月份的绿叶养分含量水平 ,而 4 月代表第二季各月的绿叶养
分水平 ,其它季度如此类推.
3 结果与分析
311 人工林凋落物量及其动态
从表 1 看出 ,5 种人工林凋落量差别很大 ,马占相
思年凋落量最大 ,达 11. 1t·hm - 2 ,而后依次为湿地松
(7. 3t·hm - 2 ) ,荷木 (6. 5t·hm - 2 ) ,大叶相思 ( 4. 8t ·
hm - 2)和柠檬桉 (2. 6t·hm - 2) . 14 年林龄的马占相思
林凋落量比其在 4 年林龄时增加了 1 倍 ( 5. 6t ·
hm - 2) , 而大叶相思在 4 年林龄时亦只有 3. 5t ·
hm - 2 [7 ] .马占相思作为人工林 ,其年凋落量却超过或
相似于不少热带森林类型. 如它达到海南尖峰岭山地
雨林凋落量的上限[18 ] ,超过处于同一地带的鼎湖山季
风常绿阔叶林 (7~9t·hm - 2) [17 ] ,也超过国外许多报
道的其它森林类型 ,如泰国的旱性常绿林 ( 7. 7t ·
hm - 2) 、印度潮湿热带林 (5. 5t·hm - 2 ) [8 ]和牙买加山
地雨林 (6~11t·hm - 2 ,[16 ] .
从枝叶的比例看 ,柠檬桉的凋落枝占最大比例 ,约
表 1 5 种人工林 1998 年凋落物量
Table 1 Litterfall of f ive artif icial forests in 1998
项目 Item A B C D E
凋落叶量 Shed leaf (t·hm - 2) 9. 73 4. 26 1. 82 7. 30 5. 09
% 87. 3 89. 6 70. 5 99. 9 77. 7
凋落枝 Shed branch(t·hm - 2) 1. 41 0. 49 0. 76 0. 01 1. 46
% 12. 7 10. 4 29. 5 0. 1 22. 3
总计 Total (t·hm - 2) 11. 1 4. 8 2. 6 7. 3 6. 5
A.马占相思 A . mangium ,B. 大叶相思 A . auriculaif ormis , C. 柠檬桉
E. cit riodora ,D. 湿地松 P. elliotii , E. 荷木 S . superba . 下同 The same
below.
30 % ,荷木的落枝量也较大 ,占 22. 3 % ,湿地松相当高
的凋落量中 ,几乎没有枝的凋落. 在 4 个落枝量较大的
种中 ,马占相思枝条比例也属于较低的 ,只有 12. 7 % ,
但由于其总凋落量大 ,因而枝的绝对凋落量也大.
通常成熟林具有较大的枝凋落量 ,甚至有人根据
凋落物中枝叶的比例关系来判断森林是成熟林还是幼
年林 ,如 Rodin (1969) 报道成熟林叶占 40 %~65 % ,
而年幼林叶占 75 %~85 %[6 ] , Gosz 据此判断认为美国
Hubbard Brook 试验站森林为成熟林. 这种判断方法可
能不能应用于人工林. 但可以肯定的是在森林的前期 ,
作为长命器官的枝无疑会较少脱落.
从图 1 可以看出 ,马占相思落叶起伏变化最大 (图
1a) ,并常在 11~12 月有一高峰值 ,其它种也有较大的
变化 ,湿地松在 1997 年 9 月和 11 月及 1998 年 8 月出
现峰值 ,显然它表现出秋冬季大量落叶的特征 ,但柠檬
桉全年比较均一 ,在低水平上有一定波动 ,大叶相思尽
管在 1997 年 11 月和 1998 年 9 月及 12 月落叶量较
高 ,但变幅并不很大. 图 1b 为落枝量动态 ,在这 17 个
月期间内 ,从 1998 年 3 月开始经常出现远高于正常量
的峰值 ,这些峰值主要是马占相思和湿地松形成 ,而柠
檬桉在 6 月也出现一个峰值.
312 落叶的养分特征
根据各月养分含量与凋落叶量 ,计算了各月养分
量及全年养分总量 ,它就是通过凋落叶回归土壤的养
分量 (表 2) ,也是生物循环中最大部分的养分通量. 马
占相思每年通过落叶回归土壤的养分量远高于其它类
型 (只有 Mn 例外) . 湿地松落叶量比荷木落叶量高出
50 % ,但荷木养分量一般超过湿地松养分量 (只有 Ca、
Fe 例外) . Na 只有在马占相思和大叶相思出现较高的
量 ,说明它在其它类型上几乎不形成循环 ,特别是湿地
松与荷木 ,全年落叶都没有检测到 Na. 荷木与湿地松
落叶含大量的 Mn ,特别是荷木的 Mn 量远高于其它
种. 荷木含 K量也很高 ,接近湿地松的 4 倍.
从总 N 量看 ,马占相思每年有大量 N 回归土壤 ,
数倍高于其它人工林类型 ,比位居第二的大叶相思仍
高出 1 倍多. 理论上 ,地表大量的凋落物将会有更多的
N 释放出来 ,从而有利于根系的吸收利用 ,形成所谓的
正反馈. 除马占相思最大而柠檬桉最小的格局与凋落
叶量格局一致外 ,其它 3 个种的次序与凋落叶量完全
不同 ,尽管大叶相思的落叶量大小顺序位居第四 ,但落
叶总 N 量却列第二位 ,这是由于其落叶较其它类型更
富含 N 所致. 相反 ,湿地松相当高的落叶量却含有相
对少的N量 ,甚至低于荷木落叶的N量 . 总 P量除马
223 应 用 生 态 学 报 11 卷
表 2 通过凋落叶回归土壤养分量月动态
Table 2 Monthly dynamics of nutrient returned to soil by litter( kg·hm - 2)
月份 Month N P K Na Ca Mg Fe Mn
A 1 6. 13 0. 24 1. 27 0. 18 0. 28 0. 57 0. 06 0. 09
2 20. 14 1. 06 5. 61 0. 83 0. 71 1. 56 0. 31 0. 26
3 5. 35 0. 25 1. 97 0. 19 0. 22 0. 51 0. 05 0. 06
4 9. 02 0. 33 1. 55 0. 49 0. 38 0. 96 0. 10 0. 10
5 11. 63 0. 35 1. 32 0. 99 0. 64 1. 38 0. 14 0. 15
6 12. 02 0. 35 2. 18 1. 01 0. 59 1. 40 0. 12 0. 22
7 15. 65 0. 30 4. 14 1. 61 0. 90 1. 99 0. 14 0. 27
8 15. 72 0. 35 1. 93 1. 68 0. 69 1. 88 0. 15 0. 26
9 15. 29 0. 34 3. 00 1. 41 0. 69 1. 72 0. 16 0. 23
10 10. 65 0. 19 1. 56 1. 02 0. 44 1. 17 0. 16 0. 17
11 12. 42 0. 45 3. 58 1. 05 0. 57 1. 48 0. 15 0. 16
12 26. 25 0. 88 5. 88 1. 85 0. 99 2. 75 0. 28 0. 45
总计 Total 160. 28 5. 10 33. 97 12. 31 7. 11 17. 37 1. 82 2. 42
B 1 2. 51 0. 05 0. 53 0. 25 0. 17 0. 30 0. 03 0. 02
2 3. 74 0. 10 0. 65 0. 23 0. 29 0. 42 0. 05 0. 03
3 3. 25 0. 06 0. 68 0. 35 0. 23 0. 39 0. 04 0. 02
4 4. 64 0. 06 0. 54 0. 54 0. 21 0. 58 0. 10 0. 04
5 3. 78 0. 05 0. 22 0. 10 0. 26 0. 48 0. 05 0. 03
6 1. 82 0. 02 0. 17 0. 17 0. 16 0. 20 0. 03 0. 01
7 1. 43 0. 02 0. 35 0. 10 0. 13 0. 22 0. 02 0. 01
8 4. 91 0. 05 1. 09 0. 60 0. 38 0. 69 0. 06 0. 04
9 7. 81 0. 09 2. 00 0. 57 0. 64 1. 09 0. 11 0. 07
10 4. 05 0. 04 0. 88 0. 37 0. 30 0. 51 0. 05 0. 03
11 4. 94 0. 06 1. 57 0. 00 0. 38 0. 66 0. 09 0. 05
12 12. 65 0. 20 2. 83 1. 30 1. 17 1. 51 0. 16 0. 10
总计 Total 55. 53 0. 79 11. 50 4. 58 4. 32 7. 04 0. 80 0. 47
C 1 0. 31 0. 02 0. 09 0. 00 0. 04 0. 06 0. 01 0. 02
2 0. 74 0. 03 0. 08 0. 00 0. 09 0. 11 0. 02 0. 04
3 2. 00 0. 09 0. 63 0. 07 0. 25 0. 46 0. 05 0. 10
4 5. 64 0. 18 0. 44 0. 00 0. 79 0. 96 0. 14 0. 20
5 1. 24 0. 04 0. 10 0. 00 0. 14 0. 13 0. 01 0. 02
6 2. 11 0. 09 0. 38 0. 00 0. 27 0. 39 0. 03 0. 06
7 2. 04 0. 07 0. 71 0. 03 0. 16 0. 55 0. 03 0. 11
8 2. 05 0. 07 0. 51 0. 00 0. 32 0. 52 0. 03 0. 08
9 1. 72 0. 06 0. 60 0. 02 0. 19 0. 41 0. 03 0. 08
10 0. 33 0. 02 0. 14 0. 00 0. 04 0. 08 0. 01 0. 02
11 0. 54 0. 02 0. 24 0. 01 0. 07 0. 13 0. 01 0. 03
12 0. 83 0. 03 0. 36 0. 00 0. 11 0. 22 0. 02 0. 04
总计 Total 19. 54 0. 72 4. 28 0. 14 2. 46 4. 01 0. 36 0. 81
D 1 1. 31 0. 07 0. 51 0. 00 0. 13 0. 19 0. 05 0. 16
2 0. 51 0. 02 0. 12 0. 00 0. 07 0. 09 0. 03 0. 06
3 0. 52 0. 02 0. 11 0. 00 0. 10 0. 10 0. 03 0. 06
4 1. 82 0. 11 0. 30 0. 00 0. 24 0. 28 0. 11 0. 21
5 1. 24 0. 07 0. 22 0. 00 0. 16 0. 18 0. 05 0. 12
6 1. 03 0. 04 0. 14 0. 00 0. 14 0. 19 0. 04 0. 09
7 5. 32 0. 10 0. 56 0. 00 0. 43 0. 68 0. 12 0. 28
8 6. 56 0. 21 1. 12 0. 00 1. 11 1. 46 0. 30 0. 50
9 3. 79 0. 10 0. 64 0. 00 0. 64 0. 78 0. 17 0. 37
10 3. 55 0. 10 0. 85 0. 00 1. 10 0. 97 0. 19 0. 36
11 2. 22 0. 07 0. 44 0. 00 0. 42 0. 56 0. 17 0. 44
12 5. 33 0. 22 1. 18 0. 00 1. 22 1. 66 0. 42 1. 53
总计 Total 33. 22 1. 14 6. 17 0. 00 5. 75 7. 16 1. 67 4. 18
E 1 2. 66 0. 06 1. 58 0. 00 0. 27 0. 60 0. 11 0. 55
2 5. 96 0. 18 2. 82 0. 00 0. 77 1. 34 0. 26 1. 33
3 6. 82 0. 19 5. 59 0. 00 0. 80 1. 67 0. 21 2. 04
4 1. 73 0. 07 0. 54 0. 00 0. 17 0. 37 0. 10 0. 33
5 3. 89 0. 18 0. 94 0. 00 0. 19 0. 75 0. 05 0. 43
6 1. 71 0. 08 0. 83 0. 00 0. 16 0. 43 0. 06 0. 33
7 0. 70 0. 02 0. 43 0. 00 0. 06 0. 14 0. 02 0. 11
8 1. 94 0. 07 0. 93 0. 00 0. 17 0. 46 0. 04 0. 42
9 5. 36 0. 12 2. 77 0. 00 0. 37 0. 87 0. 12 0. 80
10 1. 55 0. 04 1. 26 0. 00 0. 17 0. 30 0. 04 0. 34
11 3. 06 0. 09 2. 96 0. 00 0. 31 0. 79 0. 14 0. 72
12 4. 16 0. 12 2. 36 0. 00 0. 37 1. 00 0. 18 0. 85
总计 Total 39. 53 1. 24 23. 01 0. 00 3. 79 8. 72 1. 33 8. 25
3233 期 李志安等 :华南五种人工林凋落物养分及其转移
图 1 5 种人工林叶凋落量 (a)与枝凋落量 (b)月动态
Fig. 1 Monthly dynamics of leaf litter (a) and branch litter (b) in five forests.
A. 马占相思 A . mangium ,B. 大叶相思 A . auriculaif ormis ,C. 柠檬桉 E. cit riodora ,D. 湿地松 P. elliotii ,E. 荷木 S . superba .
占相思远远高出外 ,其它 4 个种分为两个水平 ,湿地松
与荷木相似 ,居第二养分水平 ,大叶相思与柠檬桉最
低 ,但这 4 个种的绝对量差别并不大. 总 K 量各个种
间差别较大 ,大小顺序为马占相思 > 荷木 > 大叶相思
> 湿地松 > 柠檬桉. 荷木通过落叶回归土壤的 K量相
当高 ,达 23. 0kg·hm - 2 ,高于除马占相思外的其它 3 个
种.
313 叶内的营养转移
31311 营养转移率 从表 3 看出 ,植物在落叶前均大
量转移重要养分 ,所研究的 5 个人工林均无一例外地
转移 N、P、K养分 ,N 的转移率幅度为 21 % (4 月马占
相思)至 73 %(10 月湿地松) ,P 转移率幅度为 15 %(10
月柠檬桉) 至 87 % (10 月湿地松) , K 转移率幅度为
21 %(10 月荷木) 至 91 % (4 月柠檬桉) . 总的来看 ,各
个种对 N、P、K 转移率没有明显差别. 马占相思 P、K
转移率高于 N 转移率 ,大叶相思也是如此 ,这可能是
这两个豆科种获得了较充足 N 的供应后 ,造成其它元
素的相对缺乏 ,并形成转移更多 P、K 的压力. 马占相
思对 N 的转移在相邻季节间变化较大 ,但 P 在 4 月转
移率显著低于其它月份 ,这不能完全排除某些偶然因
素的影响. K 转移率在 50 %~82 %. 大叶相思不同月
份的转移率比较相似 ,N 只有 7 月明显高于其它月份 ,
P 则在 1 月较低 ,为58. 3 % ,7 月和 10 相当接近 ,约
85 % , K元素最低转移率亦在 1 月 ,为 58. 3 %. 柠檬桉
以 K素转移率为最高 ,在 4 月转移率达 90. 5 % ,但最
低转移率只有 35. 2 % ,因而变幅很大. 相反 ,N 的变幅
小 ,在 31. 4 %~45. 5 %之间 ,P 转移在 10 月出现一次
很小的值 ,只有 14. 9 %. 从各个元素比较看 ,10 月份是
N、P、K转移率最低的月份. 湿地松各个元素的转移率
都比较接近 ,没有出现某个极端的低或高值 ,综合来
看 ,10 月份是 N、P、K转移率的最高月份 ,这与柠檬桉
在 10 月份的低转移刚好相反. 除 10 月份外 ,其它月份
的转移率相当接近. 荷木的 N 转移率各月份比较接
近 ,P 转移率在 4 月出现低值 ,只有 24 % ,其它月份都
在 60 %以上 , K转移率在下半年的两次取样中均只有
略高于 20 %的值 ,但在上半年转移率较高 ,1 月 53 % ,
4 月 67 %. 其它元素在不同种上并没有表现出一致的
转移现象 ,Na 在马占相思和大叶相思上出现负转移 ,
即在落叶中含量高于生长叶 ,Na 在柠檬桉中有转移 ,
但变幅很大. 湿地松与荷木无论是成长叶还是落叶中
均检测不到 Na. 一般认为 ,Ca 是不能转移的元素 ,这
里 Ca 转移因种类和季节而变化 ,荷木有一定的 Ca 转
移 ,其它种只有少数月份检测到转移 ,多数月份为负转
移. Mg 在大叶相思和荷木中全年均有较高的转移 ,大
叶相思在 10 月份转移率高达 51 % ,其它月份则不超
过 20 % ,荷木对 Mg 的转移变幅不如其它类型大 ,最
低转移率在 4 月 ,为 28 % ,但在其它 3 个种中 ,Mg 的
转移不很确定 ,马占相思接近无转移 ,转移率在正负值
间波动不大 ,柠檬桉正负向大幅变动 ,湿地松则在多数
有转移的时候 ,出现一次负转移 . Fe和Mn的转移则
423 应 用 生 态 学 报 11 卷
表 3 营养转移率
Table 3 Relative rate of nutrient translocation ( %)
月份 Month N P K Na Ca Mg Fe Mn
A 1 36. 40 73. 20 81. 50 - 173. 80 - 83. 28 - 6. 97 - 6. 68 12. 01
4 20. 53 24. 98 65. 91 - 442. 67 8. 00 2. 94 - 71. 36 23. 77
7 50. 69 75. 64 50. 39 - 344. 88 - 19. 46 2. 60 13. 76 - 27. 22
10 28. 23 72. 99 70. 75 - 244. 10 3. 79 - 9. 33 - 120. 97 16. 30
B 1 40. 20 57. 60 58. 30 - 66. 23 - 38. 94 17. 90 - 28. 55 2. 02
4 39. 43 67. 88 78. 93 - 207. 43 43. 59 18. 33 - 73. 53 5. 81
7 63. 17 84. 60 68. 18 - 46. 66 - 63. 18 14. 94 - 1. 16 15. 09
10 37. 85 85. 01 70. 00 - 174. 64 - 24. 71 51. 33 - 33. 73 - 72. 83
C 1 42. 10 53. 32 0. 55 10. 24 - 25. 65 - 20. 31 - 33. 12 13. 24
4 45. 53 64. 09 90. 51 - - 0. 26 37. 31 - 46. 83 45. 31
7 35. 32 63. 84 55. 02 45. 93 12. 39 - 34. 23 - 35. 27 - 115. 14
10 31. 44 14. 90 35. 18 100. 00 8. 38 0. 61 - 23. 22 - 47. 02
D 1 47. 03 55. 14 67. 14 - - 68. 86 13. 35 - 53. 16 - 80. 65
4 54. 84 42. 34 67. 61 - - 210. 29 - 12. 82 - 493. 09 - 142. 38
7 42. 00 62. 67 52. 74 - - 17. 52 21. 76 5. 10 - 131. 96
10 72. 88 87. 12 85. 51 - 1. 29 33. 32 - 74. 44 - 4. 88
E 1 40. 09 66. 36 53. 01 - 5. 07 36. 07 - 121. 23 - 135. 24
4 37. 70 24. 03 67. 35 - 17. 21 28. 43 - 182. 58 21. 95
7 42. 45 68. 90 22. 21 - 51. 75 47. 09 - 192. 77 - 253. 23
10 49. 41 64. 34 20. 98 - 10. 84 38. 62 12. 11 35. 09
反复不定 ,Fe 多数转移率为负值 ,Mn 的转移在多数为
正值时 ,每个种均测出有负值.
从这些结果看 ,N、P 和 K 的转移是相当肯定的 ,
这与其它报道吻合[2 ,3 ,9 ] ,但表 3 其它元素的数据正负
变化不定 ,不能完全肯定是否真实出现转移. 首先 ,这
种检测方法只有对那些达到一定量的元素才比较有意
义 ,而那些在体内只有少量或微量的元素 ,样本间的偏
差即可产生极大的影响 ,其次 ,除了 Ca 等结构元素外 ,
其它金属元素受淋溶影响大 ,无论对生长叶还是枯落
叶的淋溶 ,都会造成转移率的随机性 ,特别是那些总量
不高的元素更是如此.
31312 营养转移量 从上述结果看出 ,N、P 和 K具有
确定的转移现象 ,这里根据转移率和落叶量计算了实
际转移量 (表 4) . 从绝对量上看 ,各个种三要素的排列
次序为 N > P > K ,P 的转移量比其它两个元素小一个
数量级 ,因不同元素的性质、功能、原子量等不同 ,作这
种元素间的比较意义不是很大 ,这里只是强调这一基
本格局. 首先从全年转移养分总量来看 ,马占相思转移
利用了最多的养分 ,N 96kg·hm - 2 , P 9. 0kg·hm - 2 , K
70. 2kg·hm - 2 ,尽管它是固 N 树种 ,N 的转移量接近
或达到其它种的两倍以上 ,P、K转移量也远高于其它
种 ,均在两倍以上 ,由于上述转移率的差别并不明显 ,
转移量的差别是由于不同的落叶生物量所致. 大叶相
思的转移量与湿地松相似 ,在 5 个种中 ,居第二位 ,最
低转移量是柠檬桉 ,N 转移量只有 13kg·hm - 2 ,P 1kg·
hm - 2 ,K 10. 8kg·hm - 2 ,荷木稍高于柠檬桉 ,这里 ,荷
木 3 倍于柠檬桉的落叶量并未产生相应的转移量差
别. 从季节动态看 ,各个元素转移量的格局并不总是一
表 4 各季度养分转移量
Table 4 Translocated nutrient during different seasons ( kg·hm - 2)
春
Spring
夏
Summer
秋
Autumn
冬
Winter
全年总计
Yearly sum
A N 16. 93 9. 78 50. 09 19. 53 96. 33
P 3. 18 0. 46 2. 92 2. 41 8. 97
K 26. 99 12. 58 13. 08 17. 55 70. 20
B N 6. 31 6. 64 23. 64 13. 06 49. 66
P 0. 24 0. 28 0. 92 1. 28 2. 72
K 2. 76 4. 45 7. 29 10. 81 25. 31
C N 2. 26 7. 23 3. 12 0. 83 13. 44
P 0. 18 0. 51 0. 34 0. 02 1. 04
K 1. 43 6. 49 2. 44 0. 41 10. 77
D N 2. 19 5. 07 17. 30 28. 31 52. 88
P 0. 17 0. 18 0. 74 2. 08 3. 17
K 1. 95 1. 42 2. 80 14. 89 21. 05
E N 10. 89 3. 85 5. 77 8. 39 28. 89
P 0. 78 0. 09 0. 46 0. 45 1. 77
K 10. 89 4. 07 1. 38 1. 85 18. 18
致的 ,马占相思在 7 月转移了最多的 N ,在 1 月转移了
最多的 P 和 K ,转移量最少的月份是 4 月份. 大叶相思
亦在7月转移了最多的N量 ,但却在1 0月转移了最
大量的 P 和 K. 柠檬桉在 10 月几乎没有实际的营养转
移 ,各个元素的转移高峰均在 4 月. 湿地松各个元素的
峰值在 10 月 ,而且远高于其它月份 ,一般在数倍以上.
荷木最大转移量在 1 月.
4 结 论
411 马占相思具有最大的凋落物量 ,达 11. 1t·hm - 2·
a - 1 ,超过或达到许多热带雨林凋落物量的上限. 而后
依次为湿地松 (7. 3t·hm - 2·a - 1 ) 、荷木 (6. 5t·hm - 2·
a
- 1) 、大叶相思 (4. 8t·hm - 2·a - 1) ,凋落量最小的是柠
檬桉 ,只有 2. 6t·hm - 2·a - 1 . 多数种凋落量全年变化较
大 ,只有柠檬桉变化较小.
412 马占相思通过落叶回归土壤的养分量最大 ,远高
5233 期 李志安等 :华南五种人工林凋落物养分及其转移
于其它类型 ,荷木落叶内养分量亦较高. 马占相思和大
叶相思叶 Na 含量较高 ,而荷木与湿地松的落叶内 Mn
含量最高 ,而荷木的高 Mn 量尤突出.
413 5 个人工林无一例外地大量转移 N、P、K 养分 ,
两个豆科树种的 P、K转移率高于 N 的转移率 ,这可能
是其固 N 作用形成了 P、K养分的相对缺乏 ,并产生了
转移更多 P、K 的压力. 5 个种对 N、P、K 转移没有一
个比较固定的格局 ,对其它元素的转移则不很确定 ,经
常出现正负转移的摆动.
414 营养转移总量以马占相思最高 ,多在其它类型的
两倍以上 ,即使是 N 营养也是如此 ,转移量的大小格
局主要是落叶生物量的差异决定. 各个种在不同季节
的转移量变化较大.
参考文献
1 Boerner REJ . 1984. Foliar nutrient dynamics and nutrient use efficien2
cy of four deciduous tree species in relation to site fertility. J A ppl
Ecol ,21 :1029~1040
2 Chapin FS and Kedrowski RA. 1983. Seasonal changes in nitrogen and
phosphorus fractions and autumn retranslocation in evergreen and de2
ciduous Taiga trees. Ecol ,64 :376~391
3 Chapin FS. 1991. Effects of multiple environmental stresses on nutrient
availability and use. In : Mooney HA et al . eds. Response of Plant to
Multiple Stresses. San Diego ,California :Academic Press. 68~88
4 Chen X(陈 欣) , Yu W2T(宇万太) ,Zhang L (张 璐) . 1995. Com2
parative study on internal and external nutrient cyclings of poplar tree
under different fertilizations II. Effect of fertilization on concentration
and storage of major nutrients in poplar leaves before and after leaf fall2
en. Chin J A pp Ecol (应用生态学报) ,6 (4) :346~348 (in Chinese)
5 Flanagan PW and Van Cleve K. 1983. Nutrient cycling in relation to
decomposition and organic matter quality in taiga ecosystems. Can J
For Res ,13 :795~817
6 Gosz J R ,Likens GE ,Herbert F. 1972. Nutrient content of litterfall on
the Hubbard Brook experimental forest , New Hampshire. Ecol , 53
(5) :769~784
7 Li Zh2A(李志安) , Weng H (翁 轰) , Yu Z2Y(余作岳) . 1990. On
the litterfall of two types of man2made highly productive forests in
south China. Trop S ubt rop For Ecosys (热带亚热带森林生态系统研
究) ,7 :69~77 (in Chinese)
8 Lu J2P (卢俊培) , Liu Q2H (刘其汉) . 1988. Litterfall in tropical
forests at Jianfengling mountains , Hainan Island. Acta Phytoecol et
Geobot S in (植物生态学与地植物学学报) ,12 (2) :104~112 (in Chi2
nese)
9 Ostman NL , Weaver GT. 1982. Autumnal nutrient transfers of re2
translocation ,leaching and litterfall in a chestnut oak forest in southern
Illinois. Can J For Res ,12 :40~51
10 Pugnaire FI , Chapin III FS. 1992. Environmental and physiological
factors governing nutrient resorption efficiency in barley. Oecologia ,
90 :120~126
11 Pugnaire FI , Chapin III FS. 1993. Controls over nutrient resorption
from leaves of evergreen Mediterranean species , Ecol , 74 ( 1) : 124~
129
12 Schlesinger WH ,Delucia EH ,Billings WD. 1989. Nutrient2use efficien2
cy of woody plants on contrasting soils in the western Great Basin ,
Nevada. Ecol ,70 (1) :105~113
13 Shaver GR ,Melillo J M. 1984. Nutrient budgets of marsh plants :effi2
ciency concepts and relation to availability. Ecol ,65 (5) :1491~1510
14 Shen S2M (沈善敏) , Yu W2T(宇万太) ,Zhang L (张 璐) . 1992. In2
ternal and external nutrient cyclings of poplar tree I. Changes of nutri2
ent storage in different parts of poplar tree before and after leaf fallen.
Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,3 (4) :296~301 (in Chinese)
15 Shen S2M (沈善敏) , Yu W2T(宇万太) ,Zhang L (张 璐) . 1993. In2
ternal and external nutrient cyclings of poplar tree II. Transferring and
cycling of nutrients in and out of the tree before and after leaf fallen.
Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,4 (1) :27~31 (in Chinese)
16 Tanner EVJ . 1981. The decomposition of leaf litter in Jamaica montane
rain forests. J Ecol ,69 (1) :263
17 Weng H(翁 轰) ,Li Z2A (李志安) , Tu M2Zh (屠梦照) . 1993. The
production and nutrient contents of litter in forests of Dinghushan
mountain. Acta Phytoecol et Geobot S in (植物生态学与地植物学学
报) ,17 (4) :299~304 (in Chinese)
18 Wu Z2M (吴仲民) ,Lu J2P (卢俊培) ,Du Z2H(杜志鹄) . 1994. Litter
production and storage in the natural and regenerated tropical montane
rain forests at Jianfengling , Hainan Island. Acta Phytoecol S in (植物
生态学报) ,18 (4) :306~313 (in Chinese)
19 Xu F2Y(徐福余) , Wang L2H(王力华) , Li P2Z(李培芝) . 1997. In2
ternal and external nutrient transfers in foliage of some north deciduous
trees I. Changes of nutrient concentrations and contents. Chin J A ppl
Ecol (应用生态学报) ,8 (1) :1~6 (in Chinese)
20 Yu W2T(宇万太) ,Chen X(陈 欣) , Zhang L (张 璐) . 1995. Com2
parative study on internal and external nutrient cyclings of poplar tree
under different fertilizations I. Effect of fertilization on biomass of
poplar tree and its internal and external cycling of N before and after
leaf fallen. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,6 (4) :341~345 ( in
Chinese)
作者简介 李志安 ,男 ,37 岁 ,博士 ,副研究员 ,从事森林土壤与
植物营养生态研究 ,已发表论文 30 余篇. E2mail :lizan @scib. ac.
cn
623 应 用 生 态 学 报 11 卷