全 文 ：第 3 卷 第 6 期
1 9 9 0 年1 2 月
林 业 科 学研 究
FO R E S T R E SE ,、R C H
V o l
.
3 , N o
。
6
D e e
。 , 1 9 9 0
杉木 、 火力楠混交幼林养分位移和循环的研究
刘凯昌. 曾天勋
(华南农业大学林学院 )
关健词 衫木 , 火 力楠 , 养分元素位移 ; 养分元素循环 , 枯落物
杉木 (C “。。in g加沉认 l洲ceD la ta) 是我国特有的优良速生树种 , 分布广 , 但连栽出现地力
和生长衰退 现 象‘) 。为此 , 许多地方开展了杉木混交林的试验研究 。 本文试图通过对广东南亚
热带 5 年生杉木纯林和杉木、火力楠 (M ich 。l‘a 二ac : lur e f)混交林的养分位移和循环及其枯落
物量与分解速率的调查研究 , 揭示树种组成的种间关系 , 深入认识混交林生态系统的功能 。
一 、 自 然 条 件
试验在西江林场进行 , 该场位于广东省郁南、 云浮两县交界处 , 西江中游的南北两岸丘
陵低山地区 ; 2 3 0 0 5 ’ ~ 2 3 0 0 8 , N , 1 1 一。4 9 , 一 1 1 1 “5 5 , E , 海拔 2 0~ 6O0 m , 坡 度 较陡 , 一
般 2 5 。一 3 5 ’ ; 属南亚热带粤中湿润气候地区 , 德封丘陵河谷气候小区 。 据西江林场气象观察
站 1 9 7 9一 19 82 年气象记录 , 年平均气温 21 ℃ , 2 月为低温月 , 平均温度为 12 . 9 ℃ , 7 月为
高温月 , 平均温度为29 . 1 ℃ , 极端最高和最低温度分别 为38 ℃和0 . 6 ℃ , 年 平 均 降 水 量
1 53 了. 2 m m , 年平均蒸发量 1 2 4 . 9 m m , 降水量超过蒸发量 , 除 1 一 1 月较干早外 , 其余
各月均较湿润 , 年相对湿度80 %左右 。 母岩为奥陶系上统泥质页岩、 黑色页岩、 红 色 粉 砂
岩 和砂岩 。 土壤为赤红壤 , 多 为中壤 , p H 值 5 . 。一5 . 6 。 现 有的植被以杉木和马尾松人工林
为优势 , 少数的杉 、 松混交林和杉 、 阔叶树混交林 , 其林下植物以芒其 (D i‘ran op ter is line ·
ar t’s )等为常见 。
二 、 研 究 方 法
(一 ) 外业调查
1
. 试验地概 兄 与标准地设置 试验地设在西江林场第六工区的山坡中部和下 部 , 坡 向
西南 , 坡度2 5 “一 3 0 “ , 总面积 4 5 0 0 m Z , 共分 6 个区 , 各区面积 8 0 0 m Z , 3 次重复。 1 9 8 3年
春季造林 , 株行距为1 . 6 7 m X I . 6 7 m 。
2
。 年凋 落物 的刚 定 在每区沿对角线设置 l m 欠 工 m 的枯落物收集器 (高 20 c m ) 4 个 ,
每两个月收集一次 , 称重 , 粉碎制样 。
3
. 器官养分位 移的测 定 秋季 (l o月下旬)在各区采集杉木和火力楠成熟鲜叶和枯 落 前
黄叶样品 , 作元素含量的分析 。
本文于 19 8 9 年 9 J 1 2 门收到 ,
* 本院 19 88 届 硕士研究生 , 现在广东劣林业勘洲设计院工作 。
劝 朱济儿等 , 1 97 9 , 杉木人工林生 长发育与环境相互关系的研究 , 中国林业科技三 十年 , 1“ ~ 1 630
6 期 刘凯昌等 : 杉木、 火力楠混交幼林养分位移和循环的研究 6 1 9
4
. 枯 落物分解速度的测 定 在试验地分别收集杉纯林和杉 、 火混交林的新枯枝落叶 , 烘
干 (60 ℃ ) , 求 出含水量 , 分别称取10 9 枯叶样品装于尼龙网〔网眼 1 。 0 x 1 . 5 (m m “)〕袋〔1 5 x 2 0
(e m
Z
)〕内。分 3 组 , 分别置于试验地的上 、 中、 下三点上 , 每点 1 0袋 。 1 9 8 7年 4 月2 0 日至 1 9 5 8
年 4 月20 日每两个月在各点取一样袋 。 取回后 , 清除附在枯枝落叶上的其 它物质 , 再将样品
放入孔径 为0 . 25 m m 筛里 , 用清水快速漂洗 , 清除沾附的泥土 , 烘干至恒重 (60 ℃ ) , 粉碎制样。
(二) 室 内分析
土壤按常规方法分析。 枯落物样品N 、 P 、 K 待测液用常规法 Il] 制备 , N 用扩散法 , P
用钥蓝比色法 , K 用火焰光度计法 , Ca 、 M g 用原子吸收光谱法。
三 、 结果与分析
(一) 养分元案位移
植物体内的养分再利用是生理学上的一种机制 。 位移率指成熟鲜叶的养分元素与凋落前
的枯黄鲜叶的养分元素之差与成熟鲜叶养分元素含量之比的百分数 。 它不仅直接反映了林分
的养分元素保存机制 , 而且也间接地反映了林分中养分元素的供 求 关 系 (表 1 ) 。 从 表 1 可
见 , 养分元素不同 , 位移率有差异 , N 、 P 、 K 位移率较大 , C a 、 M g 较小 , 甚至含量增加。
表 1 杉木 、 火力摘叶子养分元案的位移
营 养 元 素 含 三 (% )
! ⋯ ” “ { 鲜 n卜 { ” ” ‘1一
位 移 率
(% )
0
.
8 4 5 7
0
.
7 1 7 7
0
.
5 7 7 1
遭9 . 1 5
5 1
. 今7
5 3
.
3 7楠
衫力
火
楠
杉力
火
P
K
Ca
纯 林
混 交 林
1
.
6 6 3 1
1
.
4 7 8 9
1
.
2 3 7 6
纯 林
混 交 林
0
.
1 4 8 4
0
.
1 3 0 5
0
.
0 5 7 0
0
.
0 5 7 0
0
.
0 4 1 3
0
.
0 3 4 5
6 1
.
5 9
6 8
.
35
3 9
.
4 7
纯 林
混 交 林
0
.
8 4 5 8
1
.
0 5 5 0
0
.
6 2 4 4
0
.
2 9 1 9
0
.
4 4 9 2
0 4 42 0
6 5
.
4 9
5 7
.
42
2 9
.
21楠
力杉
火
纯 林
混 交 林
1
.
0 7 9 0
1
.
2 4 9 0
0
.
9 8 2 4
1
.
0 9 2 0
1
.
3 5 2 2
1
.
2 4 1 8
一 1 0 . 38
一 8
.
2 6
一 2 6 . 4 0楠
杉力
火
纯 林
混 交 林
0
.
3 0 0 0
0
.
3 5 6 8
0
.
2 6 9 7
0
.
2 7 1 5
0
.
3 34 6
0
.
2 94 7
9
.
50
6
.
2 2
一 9 . 2 7楠
衫杉力
火
不同树种的养分元素位移率差别较大 , 杉木叶子的 P 、 K 明显 地 大于火力楠 , 火力楠叶
子的N略高于杉木 。 不同林分的养分元素位移率亦有差异 , 元素 P 、 K 、M g , 杉纯林大于杉、
火混交林 , N 相反 。
(二) 养分元案的生物循环
1
. 林分的枯落物量 图 1 、 2 表明, 不同林分的枯落物量有很大差异 。 杉、 火混 交 林
和杉纯林的年枯落物量分别为 1 0 39 . 95 k g / ha 和 6了. 0 0 k g / h a , 沙检 验 , 它们之间存在极显
著差异(9 9 %可靠性)。
6 2 0 林 业 科 学 研 究 3 卷
— 纯林杉木 八曰UU甘n甘的50432璐月、切召喇浑他想混交 林杉木(口戈切名)吵喇寡华
女、 刁
J .一 一- ‘如- ~ 一- 一曰‘ 一- -艺 牛 ‘孚 8 10 12月份
图 1 不 同林分衫木枯 落物旦
纯林祀水
混交林杉术
火力楠
厂岁 . / // / . /
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.
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.
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(次并阔水
月 6 8 一0 12 2 ‘月份
1 98 7年 1 988 年
图 3 不同树种枯落叶的分解速率
2 4 6 8 10 1艺
月份
图 2 火力 楠枯落物全
由表 2 可知 , 不同林分枯落物的养分元素
累积量的顺序相同 , 均为C a > N > K > Mg > P ,
杉木枯落物的养分累积量因林分不 同 而 有 差
异 : N 、 P 、 K 、 C a 、 M g 的累积量都是纯林杉
木大于杉、 火混交林杉木 , 不同林分枯落物的
养分元素累积量差异很大 , 5 年生杉、 火混交
林的 N 、 P、 K 、 C a 、 M g 累积量分别为杉 纯
林的 7 、 4 、 15 、 1 和 1 倍 , 归因于混交林分
的火力楠枯落物所占比例大 。
2
. 衫木 、 火力楠枯 落叶分解速率 及 养 分
元素含童的变化 各树种枯落叶的分解速率 ,
用不同时间的失重率表示 。 由放置一定时间后
枯落叶失去的重量和放置前的重量 相 比 而 求
得。 从 图 3 可见 , 不同树种枯落叶的失重率变
衰 2 不同林分枯落物的养分元素和灰分. 积t (单位 : k g / h a )一⋯、树 、、: . 素 、 _ 、⋯· ⋯ · { · ⋯ C · ⋯M :
纯 林 ⋯ 衫 ) 。 。3 1 3 ) 。· 。3 0 3 { 。· 1 5 3 2 ⋯ 0 · 7 0 6 ‘ { 。· 1‘2 2
⋯ 杉 . _ ⋯ 。· , 3”3 ⋯ 。· 。, 。 , 4 。 。3 , 3 ⋯ 0 · ‘7。“ ⋯ ”· 0‘, 2’昆交林 { 火 力 浦 ⋯ ‘· 8 7 5 6 ’ 。· ’‘2 7 { 2 · 4 8 , ’ 1 _ , · , 3 9 ‘ . ’· , 了0 2
{ ,J
、
i t 一 5 · “6 5 4 1 “· 1 9 3 4 { 2 · 5 1 5 ” 1 1 0 · “u , 了 】 1 · “4 2 ‘
化趋势基本上一致 。
杉纯林和杉 、 火混交林的杉木年失重率分别为80 . 12 %和8 1 . 08 % , 火力楠为59 . 17 % 。
同北京西山油松和栓皮栋枯落叶年失重率 (分别为17 %和13 % )[ 2 ;及湖南会同杉木枯落 叶年
失重率4 8 . 5 % 叫相比 , 南亚热带杉木枯落叶的分解速率大得多。 这与试验地区气温较高 , 湿
6 期 刘凯昌等 : 杉木、 火力楠混交幼林养分位移和循环的研究 6 2 1
度较大 , 林下的微生物活动较旺盛有关 。
3
. 林分养分元素的生物循环 养分元素的年吸收量是指估计森林一年对养分元素 的 需
要量 , 为存留量和归还量之和 。 由表 3 可知 , 养分元素的吸收量和存留量均是杉 纯 林 高 于
杉、 火混交林 ; 养分元素的年归还量是杉、 火混交林远高于杉纯林 。
表 3 林分养分元案的生物循环 (单位 : k g /h a)
N
P
C a
M g
8 2 2 36 9
7
.
3 2 1 5
4 8
。
7 8 1 0
2 2
.
0 4 6 7
1 1
。
1 37 0
8 1
.
6 0 5 6
7
.
2 8 3 2
4 8
.
6 2 7 8
2 1
.
2 6 0 3
1 1
.
e 3 4 8
0
.
6 3 1 3
0
.
0 3 8 3
0
.
1 5 3 2
0
.
7 86 4
0
.
1 4 2 2
3 5
。
2 52 3
2
。
3 93 1
2 3
.
7 56 1
12
.
2 75 7
5
.
2 75 7
35 0 6 2 5
2
.
3 8 2 4
2 3
.
7 2 2 8
1 1
.
9 0 7 1
5
.
2 0 3 5
0
.
1 8 9 8
0
。
0 1 0 7
0
.
0 3 3 3
0
。
4 7 0 6
0
.
Q7 2 2
NKpCa吨
2 2
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1 1 1 5
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21
.
0 1 5 7
13
.
9 5 0 0
5
.
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1 7
.
2 3 5 9
1
.
6 8 2 5
1 8
.
5 3 3 5
4
.
2 1 0 9
3
.
64 4 3
4
.
8 7 5 6
0
.
1 82 7
2
。
4 82 2
9
.
7 39 1
1
.
7 70 2
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57
.
3 6 3 8
4
.
2 5 8 3
.
77 1
32 7
.
6 9 0 2
5 2
.
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4
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8
。
8 4 7 8
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.
0 65 4
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.
1 9 3 4
2
.
5 1 5 5
飞心. 2心仑7
1
.
8 4 2 4
460孟月山一l
NpKCaMg混交林合计
在杉、 火混交林分的养分元素吸收量中 , 杉木吸收的 N 、 P 、 K 量 大于火力楠 , 而 Ca 、
M g 则相反 ; 养分元素年存留量 , 杉木的 N 、 P、 K 、 C a 、 M g 量均大于火力楠 ; 但归还量是
火力楠远大于杉木 , 瓦 P、 K 、 C a 、 M g 量分别为杉木的2 5 . 7 、 i 了. 1 、 7 4 . 5 、 2 0 . 7和 2 4 . 5倍。
不同林分各树种的养分元素吸收量顺序均为N > K > Ca > Mg > P , 这反映了两个树种对
养分元素的需要比例基本相同 。
四 、 结论与讨论
1
. 在秋季 , 杉木枯叶的 P 、 K 元素位移率大于火力楠 , N 则相反 。
2
. 杉、 火混交林的年枯落物量大于杉纯林。 枯落物年失重率 , 混交林杉木为8 1 . 08 % ,
纯林杉木为80 . 92 写 , 火力楠为59 。 17 % 。
3
. 杉、 火混交林的养分元素年归还量大于杉纯林 , 年吸收量则杉纯林较大。
4
. 火力楠作为杉木的混交树种是相宜的 , 但混交方式和比例有待进一步探索 。
在南亚热带地区 , 由于高温多雨 , 淋溶造成的养分输出较大 。 土壤一植 物 系统对养分的
淋溶损失 , 有两种保持方式 : 一是靠土壤生物群的活动把被淋溶的养分 , 从土壤下层运到上
6 2 2 林 业 科 学 研 究 3 卷
层进行重新分配 , 二是由高等植物进行的养分循环 。 由于火力楠根幅较大 , 吸收根发达 , 成
网状分布于土壤上层 , 且凋落物量较高 , 使杉 、 火混交在保持林地养分方面具明显优势 。 土
壤生物群对土壤 p H 是敏感的 , 因杉木凋落物性质 的关系 , 致使林地土壤酸度较强 。 !厄杉 、
火混交林内土壤酸度较弱 , 有利于土壤生物的活动 , 也有利于养分的保护 。 另外 , 火力楠根
系的幅度较杉木大 , 能较充分地利用营养空间 , 减少淋溶损失 , 以凋落物归还土壤 , 缓缓释
放养分 , 供重新吸收利用 , 从土壤表层速效 K 的状况 (混交林和纯林速效 K 含 量 , 1 9 8 5年 和
1 9 8 7年分别为 : 8 2 . 7 1 %和9 0 . 3 1 % , 5 8 . 1 3 % 和 5 3 . 10 % )得 以证明 。
至于杉纯林养分存留量和吸收量大于杉 、 火混交林 , 系因林分尚处在不稳定的幼龄期 ,
火力楠的生长量还小于杉木 , 此属暂时现象 , 并不是与火力楠混交所致 。 儿年来的调查材料
证明 , 在混交林内 , 两树种地上 、 地下生长正常 , 同时杉 、 火混交林年凋落物归还量明显较
大 , 这对于改良土壤 、 促进杉木生长有利 。
参 考 文 献
〔1 〕 冯宗炜 , 1 9 8 5 , 亚热带杉木纯林生态系统中营养元素的积 累、 分配 和循 环的研究 , 植物生态学与地植物学丛 刊 ,
O (4 )
: 2 4 6 ~ 25 5
。
[ 2 〕翟 明普 , 1 0 52 , 北京西 tl一众助松拴皮株混交林生物量和营养元素循环的研究 , 北京林学院学报 , ‘(4 ) : 6 7 ~ 7 6 。
〔3 〕 李昌华等 , 19 81 , 杉木 人工林和阔叶杂木林土壤养分平衡 因素差异的初步研究 , 土奥学报 , 18 (3) : 2 5 ~ 26 10
AN IN V E ST !G AT 10 N O N T H E T RANSLOCAT !ON AND
CYCLING OF MAIN NU T R IE NT E LEME NTS !N YOUN G
MIX EO ST ANO OF CU N 浑IN G H A MIA L月N C E O L A T A
ANO 汀IC H E L IA M A C C L U R E I
L iu K a ie h a n g Z e n g T ia n x u n
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已期 刘凯昌等: 杉木、火力楠混交幼林养分位移和循环的研究 6念3
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之月、台月、翻; 、,多令己布 、德布、台汽、亡消矛之布、之布、心布 、必月 、亡‘矛合布 、台 ; 、七‘ 、心汽 、心石、e 布、台令台今 、七布、合月、台汽 、七令己布、、七布、台习 , 台月心声矛杏布、之月、e 几 、德几, 台习 e月望‘补己‘矛之月、心命
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