全 文 ：植物资源与环境学报　2010, 19(2):34-39
JournalofPlantResourcesandEnvironment
杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物
分解特征及营养元素含量变化的动态分析
林开敏 1, 2 , 章志琴 3 , 叶发茂 1, 2 , 林　艳 1, 2 , 李卿叁 1, 2
(1.福建农林大学 , 福建 福州 350002;2.福建杉木研究中心 , 福建 福州 350002;
3.上饶师范学院 , 江西 上饶 334000)
摘要:采用网袋法 , 对 0 ～ 360 d内杉木 〔Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.〕、楠木 〔Phoebebournei(Hemsl.)
Yang〕和木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp.)叶凋落物在杉木人工林下的分解特征及营养元素(N、P、K和 C)含
量的变化动态进行了比较分析。结果显示 ,经过 360 d的分解 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物的干质量损失率分别为
40.6%、42.0%和 51.6%,平均腐解率分别为 0.001 3、0.001 6和 0.002 0 d-1 , 叶凋落物的分解半衰期分别为 537、
482和 372d。在整个分解过程中 , 3个树种叶凋落物中 P含量总体上均呈波动且缓慢的上升趋势;K含量在分解过
程前期均急剧下降 ,然后随分解时间的延长变化趋缓;N含量变化差异较大 , 随分解时间的延长 , 杉木叶凋落物中 N
含量呈缓慢上升趋势 ,另外 2个树种叶凋落物中 N含量总体上呈先下降后上升的变化趋势;C含量基本上呈前期
上升 、中期下降 、后期又略有上升的趋势 ,而 C/N比则呈前期略上升而后期逐渐下降的趋势。 3个树种叶凋落物分
解过程中 N、P、K和 C的释放率及其动态变化也存在一定差异。 3个树种叶凋落物中 K的释放率均较高 、变化趋势
较接近 ,且均处于净释放状态;杉木叶凋落物中 N、P和 C的释放率总体上低于另 2个树种 , 且木荷叶凋落物中 N、P
和 C基本均处于单调净释放状态 ,而杉木叶凋落物中 N、P和 C以及楠木叶凋落物中 P和 C在分解过程前期均略
呈净富集状态 ,之后 N和 C基本上呈净释放状态 、P则呈波动式净释放状态。 结果表明 ,在杉木人工林下 , 阔叶树
种(楠木和木荷)叶凋落物比针叶树种(杉木)叶凋落物易分解 , 且阔叶树种叶凋落物中的营养元素也较易释放。
关键词:杉木;楠木;木荷;叶凋落物;分解;养分释放
中图分类号:S718.55+4;S757.1;S791.27　　文献标志码:A　　文章编号:1674-7895(2010)02-0034-06
DynamicanalysisofdecompositioncharacteristicsandcontentchangeofnutrientelementsofleaflitterofCunninghamialanceolata, PhoebebourneiandSchimasuperbaunderC.lanceolata
artificialforest　LINKai-min1, 2 , ZHANGZhi-qin3 , YEFa-mao1, 2 , LINYan1, 2 , LIQing-san1, 2(1.
FujianAgricultureandForestryUniversity, Fuzhou350002, China;2.FujianChineseFirResearchCenter, Fuzhou350002, China;3.ShangraoNormalUniversity, Shangrao334000, China), J.PlantResour.＆Environ.2010, 19(2):34-39
Abstract:Usingmeshnylonbagmethod, decompositioncharacteristicsandchangedynamicsofnutrientelement(N, P, KandC)contentofleafliterofCunninghamialanceolata(Lamb.)Hook., Phoebebournei(Hemsl.)YangandSchimasuperbaGardn.etChamp.werecomparativelyanalyzedunderC.
lanceolataartificialforestduring0-360ddecompositionprocess.Theresultsshowthat, bydecomposingfor360d, thelossrateofdryweightofleafliterofC.lanceolata, P.bourneiandS.superbais40.6%,
42.0% and51.6%, theaveragedecompositionrateis0.001 3, 0.001 6 and0.002 0 d-1 , andthehalf-time(t0.5)forleafliterdecompositionis537, 482 and372 d, respectively.Duringthewholedecompositionprocess, Pcontentinleafliterofthreetreespeciesappearsgeneralyafluctuantandslow
ascendingtrend;K contentdescendssharplyintheearlyphaseandthenchangesgentlywithdecompositiontimeprolonging.Amongleaflitersofthreetreespecies, thereisanobviousdiferencein
收稿日期:2009-09-14
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30872020);福建省自然科学基金资助项目(D0710002);国家教育部科学技术研究重点项目(208065);
福建省教育厅重点项目(JA07052)
作者简介:林开敏(1965—),男 ,福建仙游人 ,博士 ,研究员 ,主要从事森林培育研究。
Ncontentchange, inwhichNcontentinC.lanceolataleafliterappearsaslowascendingtrend, andthatinothertwotreespeciesgeneralyappearsincreasingfirstlyandthendecreasingwithdecompositiontimeprolonging.Ccontentinleaflitersofthreetreespeciesbasicalyshowsanincreasingtrendintheearlyphase, adecreasingtrendinthemiddlephaseandaslightincreasingtrendinthelaterphase, and
C/Nratioincreasesslightlyintheearlyphaseanddecreasesgradualyinthelaterphase.Thereleaseratesanddynamicchangesofnutrientelements(N, P, KandC)inleaflitersexistsomediferencesamongthreetreespeciesduringdecompositionproces.Inleaflitersofthreetreespecies, theKreleaserateishigherwithasimilarchangetrendandanetrelease.ThereleaserateofN, PandCinC.
lanceolataleafliterisgeneralylowerthanthatofothertwotreespecies.TheleafliterofS.superbaexhibitsamonotonouslynetreleaseofN, PandC, butN, PandCinC.lanceolataleafliterandP, CinP.bourneileafliterareinslightlynetenrichmentintheearlystageofdecomposition, andthen, NandCaregeneralyinnetreleaseandPisinawavynetrelease.Itmeansthatthedecompositionofleaflitersofbroad-leavedtreespecies(P.bourneiandS.superba)iseasierthanthatofconiferoustree
species(C.lanceolata), andalsothenutrientelementsreleasemoreeasilyintheformersthaninthelaterunderC.lanceolataartificialforest.
Keywords:Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.;Phoebebournei(Hemsl.)Yang;SchimasuperbaGardn.etChamp.;leafliter;decomposition;nutrientrelease
　　森林凋落物分解是森林生态系统物质循环和能
量流动的重要环节 ,是沟通生物地球化学循环的桥梁
和纽带 ,在改善林地生态环境 、维护土壤肥力和提高
森林生产力等方面都具有十分重要的意义 ,因此 ,凋
落物分解研究一直受到众多学者的重视和关注 [ 1-8] 。
杉木 〔Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.〕
是中国特有的速生用材树种 ,在中国南方林业生产中
具有举足轻重的作用 。长期以来 ,由于不合理的传统
育林制度(如炼山 、强度整地 、强度幼林抚育和短轮
伐期等)和杉木树种本身的特性(养分吸收多 、归还
少以及凋落物不易分解等),造成多代连栽杉木人工
林林地出现较为严重的土壤肥力衰退和生产力下降
的现象 ,直接制约着杉木人工林可持续经营 [ 6] 。因
此 ,有许多学者提出 ,通过营造杉木混交林(尤其是
杉木与阔叶树混交林)的方法改变杉木人工林凋落
物的组成 、质量和数量 ,促进杉木凋落物分解 ,加快养
分归还速率 ,提高森林的自肥能力 ,以达到防止杉木
人工林地力衰退的目的。在众多的研究中 ,作为生物
防火树种的木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp.)
和珍贵树种的楠木〔Phoebebournei(Hemsl.)Yang〕经
常被用作杉木的混交树种 ,但有关杉木 、木荷和楠木
叶凋落物分解特征差异的研究报道则不多见。
作者着重从叶凋落物分解和养分释放的角度对
杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解特征差
异进行比较研究 ,为揭示杉木人工林地力衰退机制和
选择适宜的杉木混交树种提供一定的理论依据和实
践指导 。
1　实验地概况和研究方法
1.1　实验地概况
供试林分为位于福建农林大学南平校区后山西
芹教学林场的 25年生杉木人工林 。该教学林场的自
然概况见文献 [ 6] 。
1.2　方法
从福建农林大学南平校区后山收集新凋落的杉
木 、楠木和木荷叶凋落物 ,置于 65℃烘箱内烘干至恒
质量。各取 15 g叶凋落物分别装入大小为 20 cm
×20 cm的尼龙网袋(孔径为 1 mm)内 ,每个树种分
别装 40袋 。将所有样品袋放入供试的杉木林内 ,从
样品袋放置之日起每隔 30 d取样 1次 ,每次每个树
种随机取样 3袋 ,共取样 12次。
仔细取出样品袋内的叶凋落物 ,分别去除杂物后
烘干至恒质量 ,称取干质量后分别将同一树种叶凋落
物混合后粉碎 、过筛 ,备用。
叶凋落物待测液的制备采用硫酸 -高氯酸消煮
法 [ 9] ;采用扩散法测定 N含量;采用钼锑抗比色法测
定 P含量 ;采用火焰光度计法测定 K含量 ;采用
H2SO4 -K2CrO4外加热法测定 C含量 。
1.3　分析指标及计算方法
对 3个树种叶凋落物的干质量损失率(Lr)、养分
释放率(Et)、叶凋落物平均腐解率(k)、叶凋落物分
解半衰期(t0.5 ,分解 50%所需时间)和分解 95%所需
时间(t0.95)等指标进行计算和分析。
35　第 2期　　　　林开敏等:杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解特征及营养元素含量变化的动态分析
叶凋落物干质量损失率(Lr)的计算公式为:Lr=
〔(X0 -Xt)/X0〕×100%。式中 , X0为叶凋落物的初
始干质量;Xt为分解 t天时叶凋落物的干质量。
叶凋落物中某一养分元素释放率(Et)的计算公
式为:Et=〔(N0 -Nt)/N0〕×100%。式中 , N0为叶凋
落物中某一养分元素的初始量;Nt为分解 t天时叶凋
落物中某一养分元素的残留量 。
叶凋落物平均腐解率(k)采用 Olson指数衰减模
型 [ 9]进行计算 ,计算公式为:y=Xt/X0 =ae-kt。式
中 , y为叶凋落物分解的残留率;X0为叶凋落物的初
始干质量;Xt为分解 t天时叶凋落物的干质量;k为叶
凋落物平均腐解率;a为修正系数。
2　结果和分析
2.1　杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中干质量
损失率的比较
在 360d的分解过程中 ,杉木 、楠木和木荷叶凋
落物干质量损失率的动态变化见图 1。
由图 1可以看出 ,在杉木人工林下 ,杉木 、楠木和
木荷叶凋落物的分解速率存在明显差异 ,表现为叶凋
落物的干质量损失率有明显差异。经过 360 d的分
解 ,木荷 、楠木和杉木叶凋落物的干质量损失率分别
为 51.6%、42.0%和 40.6%,其中木荷叶凋落物的干
质量损失率分别比楠木叶凋落物和杉木叶凋落物的
高 9.6和 11.0百分点 ,表明木荷叶凋落物的分解速
率明显快于杉木叶凋落物和楠木叶凋落物 。在 360 d
的分解过程中 ,木荷叶凋落物的干质量损失率始终高
于杉木叶凋落物和楠木叶凋落物;楠木叶凋落物的干
质量损失率在 0 ～ 270d的分解时段内低于杉木叶凋
落物 ,在 270 ～ 360 d的分解时段内则高于杉木叶凋
落物。
—★— 杉木叶凋落物 LeafliterofCunninghamialanceolata(Lamb.)
Hook.;—□— 楠木叶凋落物 LeafliterofPhoebebournei(Hemsl.)Yang;
—○— 木荷叶凋落物 LeafliterofSchimasuperbaGardn.etChamp.
图 1　在杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中干质量
损失率的动态变化
Fig.1　Thedynamicchangeoflossrateofdryweightofleafliterof
Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook., Phoebebournei(Hemsl.)
YangandSchimasuperbaGardn.etChamp.duringdecomposition
processunderC.lanceolataartificialforest
2.2　杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程的 Olson
指数模型拟合和平均腐解率估算
在杉木人工林下 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物分
解过程的 Olson指数模型和平均腐解率见表 1。由表
1可以看出 , 3个树种的 Olson指数模型的相关系数
均达到极显著水平 ,说明拟合效果良好 。平均腐解率
也即分解常数 ,是表征凋落物分解速率的重要指标 。
由表 1数据可见 ,在杉木人工林下 ,杉木 、楠木和木荷
叶凋落物的平均腐解率分别为 0.001 3、0.001 6和
0.002 0 d-1;杉木叶凋落物的平均腐解率最小 ,分别
为楠木叶凋落物和木荷叶凋落物的 81%和 65%。杉
木 、楠木和木荷叶凋落物的分解半衰期分别为 537、
482和 372 d,其中杉木叶凋落物的分解半衰期分别
比楠木和木荷叶凋落物延长 55和 165 d。杉木 、楠木
和木荷叶凋落物分解 95%所需的时间分别为 2 307、
表 1　在杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中的 Olson指数模型和平均腐解率 1)
Table1　OlsonexponentialmodelandaveragedecompositionrateofleaflitterofCunninghamialanceolata(Lamb.)Hook., Phoebebournei
(Hemsl.)YangandSchimasuperbaGardn.etChamp.duringdecompositionprocessunderC.lanceolataartificialforest1)
叶凋落物
Leafliter
Olson指数模型
Olsonexponentialmodel R k/d-1 t0.5 /d t0.95 /d
杉木叶凋落物 LeafliterofCunninghamialanceolata y=1.005 0e-0.001 3t -0.965＊＊ 0.001 3 537 2 307
楠木叶凋落物 LeafliterofPhoebebournei y=1.077 6e-0.001 6t -0.848＊＊ 0.001 6 482 1 920
木荷叶凋落物 LeafliterofSchimasuperba y=1.051 1e-0.002 0t -0.965＊＊ 0.002 0 372 1 522
　1)R:相关系数 Correlationcoeficient;k:平均腐解率 Averagedecompositionrate;t
0.5:叶凋落物分解半衰期 Half-timefordecompositionofleafliter;t0.95:叶凋落物分解 95%所需的时间 Thetimerequiredfordecompositionof95% leafliter.＊＊:P<0.01.
36 　　　　　　　　　　植 物 资 源 与 环 境 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷　
1 920和 1 522 d,其中杉木叶凋落物分解 95%所需时
间分别比楠木和木荷叶凋落物延长 387和 785 d。研
究结果说明 , 2种阔叶树叶凋落物的平均腐解率均高
于杉木叶凋落物 ,且分解半衰期和分解 95%所需时间
也比杉木叶凋落物短 ,进一步说明杉木叶凋落物的分
解速率比阔叶树的叶凋落物缓慢。
2.3　杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中养分含
量的动态变化
2.3.1　N、P和 K含量的动态变化　在 0 ～ 360 d的
分解过程中 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物中 N、P和 K
含量的变化趋势有较大差异(表 2)。
在 360d的分解过程中 ,杉木叶凋落物中的 N含
量呈缓慢上升的趋势;在楠木叶凋落物中 , N含量在
120 ～ 300d的分解时段略微下降 ,但分解结束时明显
高于分解初期;在木荷叶凋落物中 N含量变化幅度较
大 ,但始终高于杉木和楠木叶凋落物 。
表 2　在杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中养分含
量的动态变化
Table2　Thedynamicchangeofnutrientcontentinleafliterof
Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook., Phoebebournei(Hemsl.)
YangandSchimasuperbaGardn.etChamp.duringdecomposition
processunderC.lanceolataartificialforest
分解时间 /d
Decomposition
time
含量 /g· kg-1　Content
N P K C C/N
杉木叶凋落物 LeafliterofCunninghamialanceolata
　 0 6.19 0.48 3.59 477.21 77.13
60 6.81 0.53 2.89 553.32 81.29
120 6.71 0.53 0.74 513.94 76.54
180 6.78 0.54 0.59 448.22 66.07
240 6.85 0.61 0.54 447.36 65.27
300 7.69 0.45 0.63 473.42 61.58
360 8.43 0.67 0.98 465.20 55.20
楠木叶凋落物 LeafliterofPhoebebournei
　 0 7.61 0.45 2.93 471.42 61.97
60 7.65 0.48 1.77 539.19 70.45
120 7.40 0.39 1.60 518.58 70.05
180 7.59 0.43 1.20 361.64 47.64
240 7.09 0.53 1.17 379.23 53.52
300 7.40 0.54 1.23 380.84 51.44
360 8.27 0.55 0.95 377.37 45.61
木荷叶凋落物 LeafliterofSchimasuperba
　 0 10.89 0.28 2.89 524.86 48.18
60 10.26 0.28 1.75 553.23 53.95
120 9.41 0.30 1.63 413.97 44.02
180 10.65 0.32 0.80 415.50 39.01
240 10.98 0.35 0.80 382.61 34.88
300 12.91 0.44 0.86 442.49 34.27
360 11.70 0.44 0.95 422.27 36.09
　　在整个分解过程中 ,杉木和楠木叶凋落物中 P含
量的变化趋势基本一致 ,但杉木叶凋落物中 P含量基
本上高于楠木叶凋落物;木荷叶凋落物中 P含量始终
低于杉木和楠木叶凋落物 ,但木荷叶凋落物中 P含量
随分解时间延长总体上呈缓慢上升的趋势。
在整个分解过程中 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物
中的 K含量在分解前期(0 ～ 180 d)均急剧下降 ,其中
杉木叶凋落物中 K含量的降低幅度最大;而在分解的
中后期(180 d以后)3个树种叶凋落物中的 K含量降
低幅度减小 ,其中杉木和木荷叶凋落物中的 K含量在
分解结束时还略有提高。
2.3.2　C含量及 C/N比的动态变化　由表 2还可
见 ,在 0 ～ 360d的分解过程中 ,杉木 、楠木和木荷叶凋
落物中的 C含量和 C/N比虽然有一定差异 ,但变化
趋势基本一致 ,而与 N、P、K含量的变化趋势则有较
大差异 。 3个树种叶凋落物中的 C含量随分解时间
的延长基本上呈前期上升 、中期下降 、后期又略有上
升的趋势;而 C/N比则随分解时间的延长呈前期略
有上升 、后期逐渐下降的趋势。在整个分解过程中 ,
杉木叶凋落物的 C/N比最大 ,木荷叶凋落物的 C/N
比最小 。推测在分解初期 C含量出现一定幅度的上
升可能与叶凋落物中 C的释放率小于损失率有关 ,也
可能是由于富集降雨输入所致 。
2.4　杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中养分释
放率的动态变化
在杉木人工林下 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物在
分解过程中养分释放率的动态变化见表 3。由表 3可
见 ,在 0 ～ 360 d的分解过程中 , 3个树种叶凋落物中
N、P、K和 C释放率的变化趋势存在一定的差异 ,其
中 , K的释放率变化模式较接近 ,都处于净释放状态;
N、P和 C的释放率变化模式则有所不同 。在分解过
程前期 ,杉木叶凋落物中 N、P和 C以及楠木叶凋落
物中 P和 C均略呈净富集状态;随分解时间延长 ,这
2个树种叶凋落物中 N和 C基本上呈单调净释放状
态 , P则出现波动式净释放状态。不同的是 ,木荷叶
凋落物中 N、P和 C基本均处于单调净释放状态。
在整个分解过程中 ,木荷叶凋落物的 N和 C释放
率最大 ,杉木叶凋落物的 N和 C释放率最小 。在分解
过程前期 ,楠木和木荷叶凋落物中 K的释放率高于杉
木;分解 120 d后 ,杉木叶凋落物 K释放率最高 ,楠木
叶凋落物 K释放率最低。楠木叶凋落物 P释放率总
体上最大 ,杉木叶凋落物 P释放率总体上最小 。
37　第 2期　　　　林开敏等:杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解特征及营养元素含量变化的动态分析
表 3　在杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解过程中养分释
放率的动态变化
Table3　Thedynamicchangeofnutrientreleaserateofleaflitterof
Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook., Phoebebournei(Hemsl.)
YangandSchimasuperbaGardn.etChamp.duringdecomposition
processunderC.lanceolataartificialforest
分解时间 /d
Decomposition
time
释放率 /%　Releaserate
N P K C
杉木叶凋落物 LeafliterofCunninghamialanceolata
　 0 0.0 0.0 0.0 0.0
60 -0.9 -2.9 26.3 -6.4
120 3.1 0.3 81.7 3.9
180 15.9 13.1 97.5 27.9
240 19.3 7.0 89.0 31.7
300 13.7 35.0 87.9 31.1
360 19.0 16.8 83.8 42.1
楠木叶凋落物 LeafliterofPhoebebournei
　 0 0.0 0.0 0.0 0.0
60 4.6 -2.0 42.7 -8.5
120 9.7 18.6 49.3 -2.1
180 10.8 13.6 63.5 31.4
240 23.9 3.5 67.3 34.2
300 40.4 27.0 74.3 50.5
360 36.9 29.0 81.2 53.6
木荷叶凋落物 LeafliterofSchimasuperba
　 0 0.0 0.0 0.0 0.0
60 13.1 6.7 44.0 2.7
120 24.6 7.3 50.7 31.1
180 25.6 13.7 78.9 39.7
240 31.1 15.1 81.2 50.2
300 35.3 15.0 83.8 53.9
360 48.0 23.9 84.1 61.0
　　纵观整个分解过程 , 3个树种叶凋落物中不同养
分元素的释放率也有一定的差异 。K的释放率均较
高 ,并且在分解前期释放较快 、后期释放缓慢;分解至
360d时 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物的 K释放率分别
为 83.8%、81.2%和 84.1%。 C的释放率低于 K的
释放率 ,分解至 360 d时 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物
中 C的释放率分别为 42.1%、53.6%和 61.0%。 N
和 P的释放率均较小 ,分解至 360 d时 ,杉木 、楠木和
木荷叶凋落物中 N的释放率分别仅为 19.0%、
36.9%和 48.0%, P的释放率分别仅为 16.8%、
29.0%和 23.9%。
3　讨论和结论
研究结果表明 ,在杉木人工林下 ,杉木 、楠木和木
荷叶凋落物的分解速率存在明显差异 ,分解至 360 d
时 ,木荷和楠木叶凋落物的干质量损失率均大于杉木
叶凋落物 ,说明阔叶树种(木荷和楠木)叶凋落物的分
解速率较快 ,而针叶树种(杉木)叶凋落物的分解速率
则较慢 ,这一现象可能与不同树种叶凋落物初始化学
成分有一定差异有关 [ 10] 。进一步的研究结果表明 ,
不同树种叶凋落物干质量损失率与各自的初始 N含
量(杉木 、楠木和木荷叶凋落物的初始 N含量分别为
6.19、7.61和 10.89 g· kg-1)呈正相关 ,而与各自的
C/N比(杉木 、楠木和木荷叶凋落物的 C/N比分别为
77.13、61.97和 48.18)呈负相关;分解速率较快的木
荷叶凋落物的初始 N含量较高 ,但其 C/N比则远低
于楠木和杉木叶凋落物 ,这可能是木荷叶凋落物分解
速率较快的重要原因之一。另外 , 3个树种叶片的比
表面积不同 ,其中木荷叶片的比表面积(SLA)[ 11]最
大 、杉木叶片的比表面积最小 ,导致 3个树种叶凋落
物与地表的接触面积有差异 。此外 ,木荷为纸质叶 ,
能与地面接触良好;而楠木为厚革质叶 ,杉木的针叶
角质层较厚 ,导致杉木和楠木叶凋落物与地面接触较
差。因而 ,叶片比表面积 、质地和形状的差异也可能
是 3个树种叶凋落物分解速率存在差异的原因之一。
杉木是中国南方重要的速生用材树种之一 ,关于
其叶凋落物分解方面的研究一直备受关注 。已有的
研究结果表明 ,由于气候 、植被和土壤等生态因子不
同 ,不同地区杉木叶凋落物的分解速率存在明显的差
异。本研究中 ,杉木叶凋落物在 360 d(约 1年)的分
解过程中其干质量损失率为 40.6%, 低于福建三明
(53.7%和 60.8%)[ 12] 、湖南会同(54.0%)[ 13] 、广西
田林老山(44.5%)[ 14]和广西宜山(43.5%)[ 15]等地
区的杉木 ,高于广西桂林(20.7%、33.0%)[ 16 -17]和广
西南宁 (20.0%)[ 18] 等地区的杉木 , 而与福建尤溪
(39.7%)[ 19]的杉木接近 。说明杉木叶凋落物的分解
速率除了与其自身的特性有关外 ,还与环境因子有极
大的关系。
在分解过程中 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物中不
同养分元素含量的动态变化存在一定差异 。随分解
时间的延长 , 3个树种叶凋落物中的 P含量总体上均
呈波动且缓慢的上升趋势。在分解前期 , 3个树种叶
凋落物中的 K含量均急剧下降 ,在分解中后期呈平缓
的变化趋势 。 3个树种叶凋落物中 N含量的变化趋
势差异较大 ,杉木叶凋落物中 N含量随分解时间的延
长呈缓慢的上升趋势 ,而木荷和楠木叶凋落物中 N含
量则在分解前期略有下降 ,而后随分解时间延长基本
38 　　　　　　　　　　植 物 资 源 与 环 境 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷　
呈上升趋势 。在 3个树种叶凋落物的分解过程中 C
含量基本上呈前期上升 、中期下降 、后期又略有上升
的趋势;C/N比呈前期略有上升而后期逐渐下降的趋
势 。由于杉木叶凋落物中初始 C/N比(77.13)远大
于 N固持与释放的 C/N比临界值(为 25)[ 20] ,不能满
足凋落物中微生物分解代谢的需求 ,因而微生物必须
从土壤中额外吸收一定量的 N,从而导致杉木叶凋落
物中 N含量始终处于上升趋势。此外 , 3个树种叶凋
落物中 N含量的变化模式也可能与各自的干质量损
失率和养分释放率的不平衡有关 。当干质量损失率
高于养分释放率时 ,养分含量升高 ,反之下降 [ 21] 。
在分解过程中 ,杉木 、楠木和木荷叶凋落物中 N、
P、K和 C的释放率及其动态变化也存在一定的差异。
K释放率的变化模式较接近 ,都处于净释放状态 ,且
具有在分解前期释放较快 、后期释放缓慢的特点 。N、
P和 C的释放率及其变化模式则有所不同 ,木荷和楠
木叶凋落物中 N、P和 C的释放率均高于杉木叶凋落
物;在分解过程中 ,木荷叶凋落物中 N、P和 C基本均
处于单调净释放状态;而在分解前期 ,杉木叶凋落物
中的 N、P和 C以及楠木叶凋落物中的 P和 C均略呈
净富集状态 ,之后随分解时间的延长 , N和 C基本上
呈净释放状态 , P则呈波动式净释放状态 。不同树种
叶凋落物间产生这种差异的原因可能与叶凋落物的
化学组成和不同元素的移动性差异等有关 [ 21-22] ,具
体原因有待于今后进一步深入研究。
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39　第 2期　　　　林开敏等:杉木人工林下杉木 、楠木和木荷叶凋落物分解特征及营养元素含量变化的动态分析