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第1 8巷第l期
1 9 9 8年 1
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol 18．NO 1
Jan．， 1998
鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物层
化学性质的研究 57
张德强 余清发 孔国辉 张佑倡
一 (中国弃写 甭_植物研究所．_山州．51 0650)
摘要 研究了鼎湖山自然保护匿内季风常绿阏叶林林F硼落物屡现存量厦其化学性质．研究结果表明：1)林
下凋落物理存量与皇L闫落物总量相当．分别为8．74和8 84( ～11)t-hm～，系统养舟循环速率参数为c g9．
循环强度强烈，说明枯枝落叶分解良，莠分周转怪；2)营养元素在凋落物星中的音量分靠格局为：N、Ca、Mg
Mn元素未分解屋(L层)>半分解层(F层)>已分解层(Y层)一P、K、Fe则是 Y屋>F层>L层 3)元素贮量
(kg—hm_”)，N 102．08，P 4 33．K 48 94一Ca 17．3s—Mg 1 0．43一Fe 54．67，Mn 1 80，在各亚层中的分布有L层
>F层>Y层(N P、Ca Mg、Mn)，Y屠>F层>L层(K、Fe)；4)有机物质音量和贮垦均_为L层>F层>Y
层；5)林下 月落物的井解过程是一十养分释放过程，这⋯过程壬u营养元索及有机物质在各亚层的丹布格局对
林木生长极为有利 体现了作为顶极群落的季风常绿阔叶林生态景绽本身在养分循环和剃用效率的优越性
关键词 鼎湖山自然保护区．季风常绿阔叶林，林下凋落物，化学生厦。
CHEM ICAL PRoPERTIES oF FoREST FLooR LITTER
IN DINGHUSHAN M oNSooN EVERGREEN
BRoADLEAVED FoREST
Zhang Deqiang Yu Qingfa Kong Guohui Zhang Youchang
(S~th China Institute ofBota v， cad~nia Sinica，Guangzhou．51065O—China)
Abstract The standing pool and chemica1 properties of the forest floor litter in
Dinghushan monsoon evergreen broadleaved forest were studied in this paper．Rusuhs
show that the average standing pool was 8．74 t．hm ，similar to the annual litter fall
(8．84t·hm_ )．and the nutrient turnover rate parameter of the system was 0．99．indicating
a high tunover rate of the forest 1itter．The elements contents can be ordered as folows：
iln decomposed layer(Y layer)> semidecomposed layer(F layer)> decomposed layer (Y
layer)for N ，Ca，Mg．Mn and Y layer2> F layer for P，K，Fe．The pool(kg·hm )of ele
ments was 102．08(N)，4．33(P ．48．94(K )，l7．38(Ca)，10．43(M )，54．87(Fe)and 1．8O
(M n)，respectively．They can be ordered as folows：L 1ayer> F 1ayer> Y layer for N．P．
Ca，M n，and Y layerF2> layer2>L layer for K ，Fe．The content and pool of the organic mat一
· 国家自然科学基金资助珂 目。
收稿 Fi期：1 995—1 2-18．修 改稿 收判 日期 ；1 907—02一l3
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l期 张德蛆等：鼎湖山季版常绿阔I1 林嗣落物层化学性质的研究
ter can be ordered as follows：I layer> F layer~ Y layer． Fhe decomposition of forest floor
v／as a process of nutrient release．The process and the allocation pattern in varoius layers
provided an advantageous condition for vegetation growth．
Key words： Dinghushan biosphere reserve，monsoom evergreen broadleaved forest．forest
floor litter，chemicM properties．
落物作为森林生态系统物质循 过程中的 一个重要物质库 ，贮存了大量的的营养物质，是森林土壤
自然肥力的重要柬源之一。有关堋落物的研究 内外已有许多报道 叫 ．但绝大多数着重于碉落物量技其
分解速率的研究，森林林下稠落物的研究则不多，尤其是亚热带代表性森林林下拥落物层结构和化学性质
的研究更是少见。凋落物层中有机物质和矿质元素的性质直接关 系到森林生态系统 中物质循环和能量的
转换 ，影响森林土壤肥力和林木的 K：开展森林 落物层化学性质的研究，有助于深入了解森林生态系
统 叶『物质循 环及能量转换的规律 ，为更好地利用凋落物这一天然肥源 ，促进养分周转，维持森林地力提供
斟学依据 无疑这埘森林的经营和管理有重要的现实意义。
1 样品采集和分析方法
1 1 样地概税
鼎湖山自然保护区地处我国南亚热带季风区，北纬23 08 ，东经11 2。35。，是地球上同一纬度地区保持较
好的绿 。保护厦内年 。F均降雨量1900ram，年平均气温21．0℃．年均相对湿度80 ，十湿季明显，4～9月为
雨季 ，10月 次{F3 [_】为旱季 保护区内有多种类型的森林，而季风常绿阔叶林是最具代表惟的森林群
落，也是地带性的顶缎森林群落 ，已4f4oo多年的历史，是我国保持比鞍完整的南亚热带季M常绿阔II林。
样品采集在永久样地内进行。样地建 1 982年， f积为2000m。t现已扩展为lhm )，用铁丝网围起， 防外界
的下扰 季风常绿阔叶林主要建群种有锥粟(c口n㈣ 扣H chinensis)、荷术(Schima superba)、厚壳桂(Crypt~
caKva chinensis)、黄果厚壳桂(c．f0 (，删 )、云南银柴(Aporo~a yunnanersis)等 。样地的概况见表1。
表1 研究样地概况
Table I General situation of research site
i．2 样品的采集
用厚1nun宽1 0cm的薄铁皮长条弯制成面积为0．1m 的四 形采样框．在拌地内选取10个坡度比较均
一 的点．分层采集框内地表稠落物残留物样品，经1 05C烘干称重侧含水量，另取部分样品经60℃烘 干．磨
砗后过60日筛，四分法取样供室内分析。层次的划分根据 落层的结构分为3层 ：未分解层(L层)，半分解
层(F层)和已分解层(Y层) 同时在样地内设置io4-凋落物收集器．收集器用尼龙网做成 ，口径为1×lm ，
深1 0cm的嘲兜，用钢条支撑四角 ，固定于离地面20～30cm处。嘲兜内样品每月底收集一次，105℃烘干称
量，埽后求出森林的年凋落物量．
i．3 分析方洼
(1) 落物层干莆用烘于法 ；(2)有机碳含量用 K：Cr O 诔硫酸氧化法；c3)N监粗蛋白质含量用凯氏
法；( j粗脂肪用残余法 ；( )粗纤继用酸 洗涤剂法 (6)粗灰分用妁烧法：(7)P用钼蓝比色法：(8)K用湿灰
化 原子吸收分光光度法 (9)Ca、Mg、Fe、Mn用T灰化一原子吸收分光光度法测定 。。 。
2 结果与讨论
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2，1 伺落物层结掏和贮量
鼎湖山季风常绿阔叶林是典型的地带性
植被，也是这 一地带的顶极森林群落 从调查
结果(表2)可以看出．1林 F凋落物层的结构不
同于同地带的针叶林和混交林，没有明显的
过渡层，而鼎湖山的针叶林和针阔叶混变林
所处海拔高度与阔叶林相近 但林 下凋落物
层结构有明显的半分 解的过渡层(F层)。林
F凋落物现存量与森林年凋落物量相当，分
别为8．74t·hm_ 和8 84t-hm lIj。森林经过
长期(约400a)的演替．形成结构复杂、物种多
样性丰富并且相对稳定的森林生志系统．系
统的功能趋于完善。由于森林覆盖度高，林内
形成特妹的高温高湿的生志环境，土壤动物
和微生物生长异常活跃．促进了凋落物的分
解，使林 F渊落物积累很少，甚至负积累(表
2)。用系统养分循环参数 R值 (地表残留物
色量与当年凋落物总量之比值)更能说明不
同森林生态系统之间生物循环的强弱． 值
越大，系统营养元素循环强度就越迟缓甚至
表2 不同森林地表残留贮量和年凋落物量
Table 2 Redidua mass of floor liter and annual
litter fall in 3 forests(dw t·hm
注：括号内数据为调查时间．Numbers in blackets a sampling
date．
① 数据来源 r作者与本研究同时进行调查 得的结果(另 疋
发表 )
停褙 ，反z则越强烈。由表2可 得出、鼎湖山的季风常绿阏叶林、针阏叶混变林和针叶林3种森林生态系统
养分循环速率参数分别为：0 99、2．90和3．04，根据Rodin等的计算结果t阔叶林系统养分循环强度强烈(R
：1 5)．混交林则属中等(尺<3．0)，而针叶林迟缓(尺>3．。] 这表明季风常绿阔叶林林下凋落物层的分解
明显优 _f同地带的针叶林和针阔叶混交林。
2 2 凋落物层营养元素
2 2．1 营养元素含量 对凋落物的样品分析结果(表3)表明，鼎湖山季风常绿阏叶林下谓落物层的营养
元素含量相对其它类型森林并不丰富 ，大部分营养元素含量比同地区的鼎湖山针阔叶混交林低t亦比卧龙
自然保护区(北纬3O 4 ～31。0j ，东经102。j2 ～1O 24 )的常绿瞒叶林低 nI=从营养元素在拥落物层中各
亚层的分布规律来看，其营养元素的周转比较快，除 K，Fe两元素在 F屡和 Y层有较明显的积累外，丈 部
分营养 元素均随拥落物的分解而减少，即随凋落物的分解，雨水 的淋溶进入土壤，为林术所利用．这与鼎湖
山混交林 及华北针叶林Ⅲ 枯枝落叶层的营养元素含量在 F和 Y两个亚层均有不阿程度的累积有明显
羞异 ．由于鼎湖山地处热带北缘，阳光充足，雨量充沛，而且鼎湖山季风常绿阔叶林是这 ’地带的顶极森林
群落．森林覆盖度高，物种多样性 丰富．林下高温高
湿的小气候环境非常适台土壤动物和微生物的生长
发育．使林下凋落物层分解率高．养分周转快。Fe在
绝大部分场合是极易富集的元素，在林下稠落物层
中(F、Y层)也有大量积累。K在土壤中是易于迁移
的元素，但在植物体内则是柑对眷易富集(或弱富
集) ，另外，由于有机物分解快 ．凋落物灰分相对增
加，因此灰分元素(K)在 F层和 Y屡有相对积累 N
元素随凋落物的分解而减少(尽管减少量很微5 )，
叮能是调落物中有机韧太茸而迅速分解导致 N的减
少．营养元素在枯枝落 叶层备亚层的分布格局说 明
表3 凋落物屡营养元素含量(占干晕 )
Table 3 Content of nutlient elem ents
in litter layer(dw )
L 1 191 O 047 O 253 0 249 0 l23 0．173 o ~27
F 1 164 0．051 0 570 0 209 O 1l§ 0 796 0．020
Y l l36 o 052 1 031 0．1l0 O 1l4 】．1 “ 0 011
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1期 张德强等：鼎湖山季风常绿阔叶林凋落物层化学性质的研究
南 亚热带森林(鼎湖山)在养分循环方面中亚热带(卧龙)，也体现了顶极森林群落(季风常绿阔叶林)在养
分循 ：和能量转换方面的优于其它森林群落(混交林)。
2．2 2 营养元素 ：量 鼎湖山季风常绿阔叶
林林下凋落物层贮存 l『大最的营养元素(表4)，
每公顷林下凋落物层干重有营养元素(单位 ：
kg]：N l O2．08-P 4·33，K 48 94·Ca l 7·38，M g
1 n43，Fe I4 87．Mn 1 80，其 中 含 量最 丰富
其次分别是 Fe、K、Ca、Mg、P、Mn与其它霖林
相比并不丰富，接近于福建和溪亚热带雨林 F
堋落 物层营 养元 素贮量 (N 87．4，P 3 28，K
40．8，Ca 28．8，Mg l 5．3)1] ，世比卧龙 自然保护
常 绿 阔 叶 林 (N l 45．3，P 7．4，K 15．8，Ca
表4 凋落物层营养元素贮量(kg·hm )
Table 4 Pool of nutrient elements in litter layer
F 28 90 1．27 1 4 15
Y 27 6 2j 】2 2．68
L—F+Y 102．0S 4 柏 48 04
9 51 4 70 6．61 1．0
5 19 2 05 17 17 0．50
2 78 28．5o o 27
7 38 l u．43 54 87 1．80
310．4，Mg 35．6) 要低些，而比起北方 的一些针叶林(落 叶松：N 360．1，P 31．7，K 1 73．3，Ca 336．4，Mg
60．5)_l 更低得多，说明由于森林所处地理位置 同，水热条件各异，林下小气候环境千差万别，林 F枯枝
落叶层分解快慢不 ，显然，南亚热带的森林 由于地处 带北缘，在气候条件 上比中砭热带或暖温带地区
更适台土壤动物和傲生物的生 和发育，因此．林 F枯枝落叶层分解较 №，凋落物残留物积累就不多 ，枯枝
藩叶层元素储量也不犬，这恰恰反映了鼎湖山阔叶林在养分周转方面的优势 由表3还可融看出，营养元素
贮量在垌落物各亚层的分布格局，除 K和Fe外，其它元素均为 L层>F层>Y层，Fe和 K两元素在各亚
层的分布恪局有别丁其它元素。是由其特殊性决定的，这一结果与赳其国等，”u的结论是一致的。总体看，随
着凋落物分解的不断进行．大部分营养元素 在逐渐释放 这种分布格局和过程对林术生长是非常有利
的
2 3 捌落物层的有机物质
2 3．1 有机物质含量 从凋落物层有机物质含量(表5)来看，有机碳、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维和无氪浸
出物在各哑屡的分布格局均为 I 层>F层>Y层，即随凋落物的分解而减少。尤其足脂肪 ， 解最 睫，由
2．66 降生0．77 ，减少达∞ 有机物质占稠落物的绝大部分 ，它们的分解状况直接影峒凋落物的分解
速率。从总体上来看．鼎湖山季风常绿阔叶林林下凋落物的分解过程是一个养分释放过程。
2．3．2 有机物质贮量 林下垌落物是森林本身养分循环的主要中转站和养分库。然而，不同森林林下凋
落物其养分含量和贮量却干差玎别。这与森林的结构和功能班及所处的地理位置、气候环境密切相关。从
鼎谢山季风常绿阔叶林林下凋落物的调查结果可 看出，其贮量并不高，凋落物层中的有机l物质贮量亦非
丰富，但其年平均分解率却高达43．72 (表6)，遣与屠梦照等 ^ 用网袋法研究凋落物分解速率的结果
相接近，而大大高于华北地区针叶林林下凋落物层的平均分解速率(21 9 ～29．1 ) ” 。凋落物层中的有
机物质贮量均随垌落4封的分解而减少，即有机物贮量均是 L层>F层>Y层 这种格局符合作为地带性顶
械森林群落的鼎湖山季风常绿嗣叶林昕处地理位置的特殊性、结构和功能的完善性“及其养分周转的优
越 性
表5 凋落物层有机物质含量(占干重 )
3"able 5 Contenl of organic matter in litter of variotls layers(dw )
* 用石油醚提取 Extracted by petrol e~her
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表6 地表凋落物屡有机物质贮量(t·hm1)
Table 6 Pool of organic matter in floor litter of various layers
3 结语
3 1 鼎湖山季风常绿阔叶林林 F 落物没有明显的积累，其贮量与年凋落物量相当，分别为8．74和8．84
t·hm ，即凋落物分解速率与凋落物掉落速率相当。
3 2 鼎湖山季风常绿阉叶林凋落物的分解过程是 一个养分释放过程，营养元素在各亚层设有明显的累
积，这与针叶林和针阔叶娓交林，甚至北方的一些阏叶林有一定的差别。
3 3 鼎湖Uf季风常绿阏叶林林下凋落物的营养元素的含量和贮量并不丰富，但由于分解速率高，周转比
较快 ，系统养分循环速率参数选0．99，循环强度强烈。
3 4 鼎湘山季风常绿阔叶林林下凋落物贮量不多，有机物质贮量亦非丰富 但 由于森林地处南亚热带 ，结
构复杂，物种多样性丰富，林下小气候条件持殊，为土壤动物和微生物创造 r良好的生活环境 ，促进了凋落
物的分解．由于凋落物分解快 ，营养物质的循环和周转就忮，从而弥补 厂含量低的不足。进符合作为顶极群
落所具有结构的合理性和功能的完善。
参 考 文 献
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§ 聂道平 森林生态系统营养元素生物循环．林业科学研究．1991．4(4)：435～439
1 r 张万懦等 山地森枇土壤枯枝落叶屡结构和功能的研究 土壤学报 ．1990．27(2)：121～130
11 金小麟 华北地区针叶柿下拥落物层化学性质的研究．生态学杂志．1 991，10(1)：94~99
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