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Effects of Nitrogen Addition on Nutrient Allocation and Nutrient Resorption Efficiency in Larix gmelinii

氮添加对兴安落叶松养分分配和再吸收效率的影响


以东北林业大学帽儿山实验林场18年生兴安落叶松人工林为对象,研究连续5年N添加(NH4NO3,10 g·m-2a-1)对落叶松各器官N,P,K,Ca和Mg含量及叶片养分再吸收效率的影响。结果表明:N添加对叶片5种元素含量均无显著影响,但可显著提高树根、树枝和树干的N和P含量; N添加能显著提高凋落叶片的N含量,降低凋落叶片的C/N比和叶片N再吸收效率。研究结果反映出研究区兴安落叶松人工林土壤N并不缺乏。N添加导致兴安落叶松对N和P的奢侈吸收,可提高凋落物的分解速率,加快兴安落叶松人工林生态系统的N循环。

A field experiment was performed in an 18-year-old Larix gmelinii plantation in Maoershan Forest Research Station of Northeast Forestry University to study the effects of N(NH4NO3,10 g·m-2a-1) addition on the contents of N,P,K,Ca and Mg in different tree components and leaf nutrient resorption efficiency in Larix gmelinii after five years of continuous N addition.The results showed that N addition had no significant influence on leaf nutrient contents,but significantly increased N and P contents in roots,branches and stems.N addition significantly increased N conctents and decreased C/N ratio in senesced leaves,and decreased leaf N resorption efficiency.The responses of leaf nutrient conctents and tree biomass to N addition suggested that soil N availability was not the limiting factor to tree growth in Larix gmelinii plantation.N addition resulted in the luxury consumption of N and P,made senesced leaves more decomposable,and accelerated N cycling.


全 文 :第 !" 卷 第 # 期
$ % & % 年 # 月
林 业 科 学
’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-*
/012 !",+02 #
345,$ % & %
氮添加对兴安落叶松养分分配和
再吸收效率的影响!
赵6 琼6 刘兴宇6 胡亚林6 曾德慧
(中国科学院沈阳应用生态研究所 6 沈阳 &&%%&")
摘 6 要:6 以东北林业大学帽儿山实验林场 &7 年生兴安落叶松人工林为对象,研究连续 # 年 + 添加(+8!+9:,
&% ;·< = $ 4 = &)对落叶松各器官 +,>,?,(4 和 3; 含量及叶片养分再吸收效率的影响。结果表明:+ 添加对叶片 #
种元素含量均无显著影响,但可显著提高树根、树枝和树干的 + 和 > 含量;+ 添加能显著提高凋落叶片的 + 含量,
降低凋落叶片的 ( @ + 比和叶片 + 再吸收效率。研究结果反映出研究区兴安落叶松人工林土壤 + 并不缺乏。+ 添
加导致兴安落叶松对 + 和 > 的奢侈吸收,可提高凋落物的分解速率,加快兴安落叶松人工林生态系统的
+ 循环。 6 6
关键词:6 + 添加;兴安落叶松;养分循环;养分再吸收;奢侈吸收
中图分类号:’A&72 !#6 6 6 文献标识码:-6 6 6 文章编号:&%%& = A!77($%&%)%# = %%&! = %"
收稿日期:$%%B = %: = &$。
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(?C(D$EFGE!%#E%&)。
!曾德慧为通讯作者。
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VJ;KJOJY4KT15 JKYSM4VMP + 4KP > Y0KTMKTV JK S00TV,]S4KYHMV 4KP VTMPMYSM4VMP ( @ + S4TJ0 JK VMKMVYMP 1M4[MV,4KP PMYSM4VMP 1M4O + SMV0SRTJ0K MOOJYJMKY5\ ,HM SMVR0KVMV 0O 1M4O KLTSJMKT
Y0KYTMKTV 4KP TSMM ]J0<4VV T0 + 4PPJTJ0K VL;;MVTMP TH4T V0J1 + 4[4J14]J1JT5 U4V K0T THM 1J05’,%"%% R14KT4TJ0K\ + 4PPJTJ0K SMVL1TMP JK THM 1LQLS5 Y0KVL,<4PM VMKMVYMP 1M4[MV <0SM PMY04KP 4YYM1MS4TMP + Y5Y1JK;6#4 7’*.&:6 + 4PPJTJ0K;748%9 05’,%"%%;KLTSJMKT Y5Y1JK;;KLTSJMKT SMV0SRTJ0K;1LQLS5 Y0KVL6 6 森林生态系统的生产力与土壤肥力密切相关,
人工林施肥已经成为森林可持续经营、防止地力衰
退和提高林分生产力的重要措施( ^JK_1M5,&B7";
-P4带、亚热带和暖温带的森林土壤(如红壤、黄壤和棕
壤),这些地区水热条件充足、土壤比较贫瘠、施肥
效果显著,而北方森林(如暗棕壤)的施肥研究较少
(张万儒,&BBA)。然而,许多研究表明,+ 素缺乏是
限制北温带森林林木生长的首要因子(苏波等,
$%%$)。在 + 素缺乏的情况下,土壤 + 有效性的增
加能提高叶片 + 含量,促进光合作用,从而促进林
木生长( .4<]MSV ’$ 4,\,&BB7)。例如,84SPJK; 等
(&BB!)对美国 $# 年生湿地松(:%"&# ’,,%($$%%)人工林
的研究表明,施肥(+,> 和 ?)后地上部分生物量增
加了近 !%‘;+J1VMK 等($%%:)对挪威南部的 $% a
$# 年生欧洲赤松(:%"&# #1,;’#$8%#)和挪威云杉(:%/’4
4<%’#)人工林的研究表明,+ 添加使林分的材积分别
提高了 &#%‘和 $#%‘。
施肥不仅影响林木生长,而且影响森林养分循
环过程(^JK_1M5,&B7")。弄清施肥对林木的养分吸
! 第 " 期 赵 ! 琼等:氮添加对兴安落叶松养分分配和再吸收效率的影响
收利用过程,尤其是养分在林木体内的分配和转移
(再吸收)的影响,已成为森林施肥效应研究的关键
(#$%&’,())*)。尽管国外对施肥处理后林木养分吸
收、分配和再吸收等研究较多,但是,研究树种以及
研究区气候和土壤肥力状况的差异,导致研究结果
并不一致( #$%&’ !" #$+,,---;./0 !" #$+,,--1)。
2345$ 等(,--1)对加拿大同一地区的黑云杉(%&’!#
(#)&#*#)和香脂冷杉( +,&!- ,#$-#(!#)的研究发现,
6 添加显著提高了黑云杉的叶片养分含量而对香脂
冷杉的叶片养分含量无显著影响。
落叶松( .#)&/)是我国东北地区重要的用材树
种。近 ,- 年来,由于不合理的造林模式和经营管
理,黑龙江、吉林以及内蒙古的中部和东部地区都出
现了落叶松人工林地力衰退和林分生产力下降的现
象(阎德仁等,())7;8/4 !" #$+,())1)。已往有关落
叶松人工林施肥效应的研究大多集中在地上生长方
面,对林分养分循环过程的研究鲜有报道(董健等,
,--,;周利勋等,,--9;孙晓梅等,,--7)。近年来,
6 添加对落叶松根系生态过程的研究表明,6 添加
对落叶松根系的生物量、分解速率、菌根侵染均有显
著的影响(于立忠等,,--7;贾淑霞等,,--7;孙玥
等,,--7;宋森,,--1)。
本研究以速生期的兴安落叶松( .#)&/ 0(!$&*&&)
人工林为对象,对林地进行 " 年 6 肥添加试验,分
析落叶松林木各部位的养分含量及凋落叶片的养分
含量,结合以往的生物量研究数据,探讨在暗棕壤上
施 6 肥对兴安落叶松人工林养分循环过程(包括落
叶松对养分的吸收、林木体内的养分分配和再吸
收)的影响,为我国北方落叶松人工林的养分管理
提供科学依据。
(! 研究区概况
研究样地位于黑龙江省尚志市东北林业大学帽
儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站((,7:;-<—
(,7:;9<=,9":,(<—9":,"<6)。该地区属温带大陆
性季风气候,年平均气温 ,> 1 ?,最低月均温(( 月)
@ ()> * ?,最高月均温(7 月),-> ) ?,"(- ?年积
温, ",* ?。年平均降水量 7-- A 1-- BB,主要集中
于 7,1 月份。年平均潜在蒸发量( -)9 BB,全年无
霜期 (,- A (9- 天。该区属长白山系支脉张广才岭
西坡小岭余脉,为松嫩平原向张广才岭过渡的低山
丘陵区,平均海拔 ;-- B,坡度 (-: A (":。地带性土
壤为暗棕壤,平均土层厚度 9- A "- CB,土壤 D2 值
*> - 左右。
,! 研究方法
!" #$ 样地选取和 % 添加试验设置
研究样地为 ()1* 年栽植(, 年生苗)的兴安落
叶松人工纯林,株行距为 (> " B E ,> - B,,--7 年落
叶松平均树高和胸径分别为 (;> 1- B 和 (,> ,* CB。
在山坡中上部,同一坡面,沿山坡自上而下设置了 *
块 ,- B E ;- B 的林地作为试验样地,其中对 ; 块样
地进行 6 添加处理,另 ; 块样地作为对照。6 添加
样地与对照样地相间分布,每块样地间间隔 " B。
从 ,--; 年开始,每年 "—) 月各月中旬在 ; 块 6 添
加样地上施 6 肥(6296F;),施肥量为 (- G·B
@ ,
0 @ (。根据土壤温度季节变化规律," 和 ) 月施肥量
均占总量的 ("> ,"H,* 和 1 月均占 ,(H,7 月
占 ,7> "H。
!" !$ 样品采集和分析
于 ,--7 年 1 月落叶松生长旺盛期,在每块样地
中选取接近平均胸径和树高、生长良好的林木 " 株作
为取样树,取样测定林木不同部位(针叶、树枝、树干
和根)的养分含量。考虑到养分含量在不同高度和方
向存在差异,采集林木树冠中部不同方向的一级枝
条,摘取其上的叶片混合后作为叶片样品,各龄级枝
条混合作为树枝样品。采集植物样品的同时,在每块
样地中用内径 (- CB 的土钻在 - A ,- CB 土层随机取
土柱 " 个混合成 ( 个土样,每块样地取 " 份混合土
样,以分析土壤养分。在取土样的同时,挑拣出其中
的根系,作为根系样品。,--7 年 (( 月落叶松针叶凋
落盛期,在每块样地布置 " 个 "- CB E "- CB 的尼龙
网收集器,收集凋落叶片样品。
所有植物样品于 7- ?下烘干、粉碎后,测定其
6,I,J,K0,LG 和有机 K 含量。植物全 6 和全 I 采
用 2,MF9 N2,F, 消煮,流动分析仪(#4&3#O05PQ$% RRR,
S%0O T 84$UU$ VBU2,V$%B0OP)测定;消煮液同时
用于全 J 测定,植物全 J 采用火焰光度法测定;植
物全 K0 和全 LG 采用 ""- ?灰化至白色后,用 2K5
浸提,=WX# 容量法测定;植物有机 K 采用油浴加
热NJ,K%,F7 容量法测定(董鸣,())*)。
土壤样品过 , BB 筛除去杂物,充分混匀后分
成 , 份:( 份于 9 ?保存,并在 7, Y 内测定硝态 6、
铵态 6 含量;另 ( 份风干后用于测定土壤有效 I 和
速效 J 含量。部分风干土碾磨过 -> (" BB 筛后用
于测定土壤有机 K、全 6 和全 I 含量。土壤有机 K
采用油浴加热NJ,K%,F7 容量法测定;土壤全 6 和全
I 采用 2,MF9 N混合催化法消煮,流动分析仪测定;
有效 I 采用 602KF; 浸提 @钼锑抗比色法测定;速
"(
林 业 科 学 !" 卷 #
效 $ 采用 %&!’() 浸提 * 火焰光度法测定(鲁如
坤,+,,,)。
!" #$ 数据分析
叶片养分再吸收是养分循环的重要环节。养分
再吸收效率指的是叶片衰老过程中再吸收的养分占
叶片衰老前养分量的百分率。叶片养分再吸收效率
(-.)的计算方法如下:
-. !(+ ! "+ # "/)$ +00%。
式中:"+ 和 "/ 分别代表落叶和鲜叶中养分元素的
质量含量。
用 .12.3 /004 和 5655 +47 0 对数据进行统计
分析和制图。用单因素方差分析(显著性水平 & 8
07 09)比较对照样地和 % 添加处理样地中各指标的
差异。
4# 结果与分析
方差分析表明,落叶松人工林 0 : /0 ); 土壤全
% 和硝态 % 含量在 % 添加林地显著高于对照林地,
而铵态 %、有机 2、全 6、有效 6 和速效 $ 含量在 %
添加林与对照林地均没有显著差异(表 +)。
表 %$ & 添加对土壤(’ ( !’ )*)养分和有机碳含量的影响!
+,-. %$ /001)23 40 & ,5562647 47 3468 792:6172 ,75 3468 4:;,76) ),:-47 )4721723(’ ( !’ )*)
处理
<=>?@;>A@
全 %
( E·FE * +)
全 6
( E·FE * +)
有机碳
5’2 D
( E·FE * +)
硝态 %
%’4
* G% D
(;E·FE * +)
铵态 %
%&!
H G% D
(;E·FE * +)
有效 6
(I?JC?KC> 6 D
(;E·FE * +)
速效 $
(I?JC?KC> $ D
( E·FE * +)
对照 2BA@=BC 97 /" L 0M /! +7 !/ L 0M +! N47 +! L !M 0+ O7 "/ L 0M 9" +7 ON L 0M +" +"7 N4 L +M !, 07 /9 L 0M 0!
% 添加 % ?PPJ@JBA 97 O, L 0M /9! +7 9+ L 0M +/ NN7 !/ L 4M 04 4+7 ,, L /M 4!! /7 4+ L 0M 4O +97 N0 L 0M NO 07 /N L 0M 0!
# # !!:& Q 07 09M
# # % 添加对落叶松针叶 % 和 6 含量均无显著影
响,但树根、树枝和树干中的 % 和 6 含量在 % 添加
林地中显著高于对照林地。与对照相比,% 添加林
地落叶松所有器官的 $,2? 和 RE 含量均无显著差
异(表 /)。
方差分析表明,% 添加林地中凋落叶片的 % 含
量显著高于对照林地,2 D % 比显著低于对照林地,
6,$,2?,RE 及有机 2 含量与对照林地均无显著差
异(表 4)。根据新鲜叶片和凋落叶片的养分含量,
本研究计算了叶片的养分再吸收效率。RE 含量在
落叶松新鲜叶片和凋落叶片中无显著差异,而 2?
含量在凋落叶片中显著高于新鲜叶片(表 /,4)。本
研究仅计算了 %,6 和 $ 4 种元素的再吸收效率。%
添加显著降低了叶片 % 的再吸收效率(& Q 07 0+),
而对叶片 6 和 $ 的再吸收效率无显著影响( & S
07 09)(表 !)。
表 !$ & 添加对兴安落叶松各器官养分含量的影响!
+,-. !$ /001)23 40 & ,5562647 47 792:6172 )4721723 67 56001:172 2:11 )4*<471723 40 !"#$% &’()$*$$
组分 2B;TBA>A@ 处理 <=>?@;>A@ % 6 $ 2? RE
针叶 3>?I>U
对照 2BA@=BC ++7 4! L 0M /4 /7 N+ L 0M +" "7 ,, L 0M /4 !7 !9 L 0M /O +7 ,+ L 0M 0O
% 添加 % ?PPJ@JBA ++7 49 L 0M /O /7 9! L 0M // N7 9/ L 0M 9! !7 9+ L 0M 44 +7 "4 L 0M ++
根 -BB@U
对照 2BA@=BC N7 !+ L 0M 4N +7 9" L 0M /0 /7 "" L 0M 0, 97 0O L 0M /9 +7 9+ L 0M +"
% 添加 % ?PPJ@JBA O7 4, L 0M 4O! /7 N, L 0M +,!! /7 ,4 L 0M 0, 97 ON L 0M 4O +7 4! L 0M +"
树枝 V=?A)W>U
对照 2BA@=BC /7 O! L 0M +! 07 "+ L 0M 0/ /7 /9 L 0M 4/ !7 ,4 L 0M 4/ +7 04 L 0M /!
% 添加 % ?PPJ@JBA 47 !" L 0M +9!! 07 O4 L 0M 0N!! /7 /0 L 0M /0 !7 +4 L 0M 90 07 ,0 L 0M /0
树干 5@>;
对照 2BA@=BC 07 ,/ L 0M +O 07 // L 0M 0" 07 ," L 0M +N 07 ,/ L 0M +/ 07 9! L 0M 0"
% 添加 % ?PPJ@JBA +7 4N L 0M //! 07 !0 L 0M 0N! 07 ON L 0M +N +7 09 L 0M +4 07 !N L 0M 09
# # !!:& Q 07 09;!!:& Q 07 0+M 下同 U?;> K>CBXM
表 #$ & 添加对兴安落叶松凋落叶片养分含量的影响
+,-. #$ /001)23 40 & ,5562647 47 792:6172 )4721723 67 31713)15 81,=13 40 !"#$% &’()$*$$ E·FE * +
处理 <=>?@;>A@ 2 % 6 $ 2? RE 2 D %
对照 2BA@=BC !,!7 +, L +!M O9 "7 +O L 0M +, 07 ," L 0M +! /7 "/ L 0M +O "7 !" L 0M // +7 ON L 0M +! O07 /, L !M "4
% 添加 % ?PPJ@JBA !O97 4N L +"M 0/ O7 0, L 0M /O! 07 ,O L 0M +4 /7 "N L 0M /4 "7 ON L 0M /4 +7 ", L 0M +4 "07 /, L "M /O!
"+
! 第 " 期 赵 ! 琼等:氮添加对兴安落叶松养分分配和再吸收效率的影响
表 !" # 添加对兴安落叶松叶片养分再吸收效率的影响
$%&’ !" ())*+,- .) # %//0,0.1 .1 2*%) 13,40*1, 4*-.45,0.1
*))0+0*1+6 .) !"#$% &’()$*$$ #
处理 $%&’()&*( + , -
对照 ./*(%/0 (1"2 " 345 "6) (712 7 365 8") (742 " 315 97)
+添加 + ’::;(;/* (482 <4 3=5 8<)(7=2 1 395 >8) (7>2 < 375 17)
1! 结论与讨论
本研究中连续 " 年的 + 添加对兴安落叶松人
工林土壤铵态 + 的影响不显著,但显著提高了土壤
硝态 + 含量(表 =)。这与国内外许多森林 +?1+@6
添加试验结果一致(?/A0& !" #$5,4998;B0’C;&% !" #$5
,4998 )。土壤铵态 + 含量未发生变化可能是由于
铵态 + 在土壤中的转化特性和落叶松对不同形态 +
的偏好吸收 4 方面的因素导致的。土壤中铵态 +
除很小的一部分被土壤颗粒吸附和植物吸收外,大
部分通过微生物的作用被转化为硝态 +,在土壤中
难以大量贮存(黄昌勇,4999)。此外,兴安落叶松
很可能存在对土壤中铵态 + 的偏好吸收。D%*/0:
等( =>>=)盆 栽 试 验 表 明,日 本 落 叶 松( %#&’(
$!)"*$!)’+)主要吸收铵态 +。硝态 + 含量在 + 添加
林地中的显著提高,这不仅仅是由于 +?1+@6 添加
的直接效应,而且可能源于 + 添加提高了土壤中 +
的矿化和硝化速率。许多研究表明,+ 添加能在短
期内促进土壤的矿化和硝化作用,使得硝态 + 成为
无机 + 中的优势成分(苏波等,4994)。值得一提的
是,硝态 + 在土壤中的累积将会增加土壤 + 淋溶的
可能性,而且硝态 + 淋溶的同时往往会导致 .’4 E和
FG4 E等阳离子的淋失和土壤的酸化(HA*:&%I&* !"
#$5,=>>8;方华军等,499<)。为明确 + 添加对土壤
+ 有效性以及 + 损失的影响机制,应对土壤 + 转化
各过程展开进一步研究。
植物体内养分含量是土壤养分供应能力的直接
反应。叶片是植物体内生理代谢最为活跃的器官,
被认为是对土壤养分供应水平变化最为敏感的部位
($’)),=>>")。许多研究表明,在养分供应不足的
情况下,树木叶片养分含量与土壤养分供应水平、树
木生长之间有较强的相关性(J’*G !" #$5,=>><;
?/KK;& !" #$5,4994)。树木叶片 + 和 , 含量和 + L ,
比曾被广泛作为判断树木是否受 + 和 , 限制的指
标(赵琼等,499>)。然而,在土壤养分含量丰富的
情况下,叶片养分含量与土壤养分供应量并无显著
相关性(周建斌,=>>6;?MGK&%G !" #$5,=>>8)。
本研究中,尽管 + 添加导致林地土壤全 + 和有
效 + 含量增加,但对落叶松针叶 + 含量没有明显影
响(表 4)。同一试验林地中 + 添加 4 年后对生物量
的调查研究表明,+ 添加对落叶松各部位生物量和
总生物量均无显著影响(梅莉,4997)。该结果说明
林地本身土壤肥力较高,+ 不是落叶松生长的限制
因子。立地调查也表明,研究区是黑龙江林区潜在
生产力最高的地区之一(向开馥等,=>8>)。与本研
究结果相似,N/* 等(4999)对韩国中部 19 年生日本
落叶松(%#&’( ,#!-).!&’)人工林的研究也发现,由于
土壤肥力较高,施肥(+ 和 ,)对叶片 + 含量无显著
影响。土壤供 + 量过高,反而会对植物产生毒害作
用,容易导致植物体内其他养分出现稀释效应,引起
营养失调(?A((0,=>>9)。本研究中,叶片 ,,-,.’
和 FG 含量并未因 + 添加而降低,可见,连续 " 年 =9
G·) O 4 ’ O =剂量的 +(+?1+@6)添加既未促进落叶松
的生长,也未对其产生毒害作用。
本研究中,对照和 + 添加林地落叶松针叶 + L ,
比分别为 12 < 和 12 6,受 + 添加的影响不显著。该
+ L , 比较低,明显低于国内外许多研究中判断树木
是否受 + 和 , 限制的临界值( =9)( HPI&Q&00,
4991)。该结果进一步证实,判断树木是否受 + 和 ,
限制的叶片 + L , 临界比在不同研究区域、不同树种
之间存在很大差异。
树木的根系、树枝和树干是养分贮存的重要器
官。本研究中,+ 添加导致树根、树枝和树干中的 +
和 , 含量显著提高。这反映了落叶松对 + 和 , 的
奢侈吸收。奢侈吸收是指当土壤的养分供应量大于
植物需求量时,植物会过多地吸收一部分养分贮存
起来,这在许多研究中都有报道( D&%(I !" #$5,
4999)。例如,沈善敏等(=>>4)研究表明,在杨树生
长季后期,大量的养分被转移到根系、树枝和树干中
贮藏。与本研究结果不一致的是,贾淑霞等(499<)
于 + 添加处理 = 年后对同一试验林地 9 R 69 S) 土
层中的根系取样分析表明,+ 添加对根系 + 含量无
显著影响。该结果与本研究结果的差异可能是由处
理时间长短不同而引起的。这也反映了 + 添加对
林木体内养分含量的影响可能随着施肥时间的延长
而变化。因此,要更全面地理解 + 添加效应,应加
强对施肥下林木养分状况的动态变化规律研究。
在植物必需的各种养分元素中,+ 和 , 之间的
关系最为密切,二者在吸收、利用方面相互影响。一
些研究表明,+ 和 , 吸收利用之间存在协同作用,+
添加常能促进植物对 , 的吸收,, 添加也能促进植
物对 + 的吸收(H%’S;’*/ !" #$5,4997)。本研究中,
尽管落叶松的生物量未受 + 添加的影响,但 + 添加
显著提高了根系、树枝和树干中 + 和 , 的含量。可
<=
林 业 科 学 !" 卷 #
见,$ 添加不仅促进了落叶松对 $ 的吸收,也促进
了树木对 % 的吸收。
& ’ $ 比是经常被用于评价凋落物质量的指标,
& ’ $ 比低的凋落物通常分解速率更快(()*+,-./ !"
#$0,122!;34+56 !" #$0,7888)。本研究中,$ 添加林
地的凋落物 & ’ $ 比显著低于对照林地,表明 $ 添加
林地凋落物分解快,有利于其养分归还土壤,从而加
快了林地的养分循环速率。$ 添加导致凋落叶片 $
含量增加和 & ’ $ 比降低在以往的研究中也有报道
(9:+/) !" #$0,1222;;+6+<)*- !" #$0,788=)。;+6+<)*-
等(788=)对巴西亚热带稀树草原 > 种树木的施肥
试验研究结果表明,大部分物种叶片 $ 含量对 $ 添
加没有响应,而凋落叶片的 $ 含量增加,& ’ $ 比降
低。一些研究者认为,凋落叶片中养分含量的变化
是控制叶片养分再吸收能力变化的主要因子,在养
分循环中起着非常重要的作用(;)55):?@.A/,122";
9:+/) !" #$0,1222)。凋落物分解是森林养分循环的
重要环节,因此,$ 添加条件下凋落物分解速率及分
解过程中养分释放过程值得进一步研究。
养分再吸收是植物本身保存养分的一种生存策
略(B.C*-,122")。本研究中 $ 添加林地的 $ 再吸
收效率较对照林地低,反映了 $ 添加林地的 $ 归还
量增多,促进了林地的养分循环。土壤养分有效性
对植物养分再吸收效率有无影响一直是生态学界争
论的焦点之一,以往不同的研究得出的结论不尽相
同。B.C*-(122")对 "8 个物种的施肥试验数据进行
总结,其中 "DE的物种的养分再吸收效率对施肥没
有响应,D7E的物种的养分再吸收效率因施肥而下
降。9:+/) 等(1222)对黑松(%&’() "*(’+!,-&&)的研
究发现,黑松叶片养分再吸收效率随着土壤 $ 有效
性的降低从 !DE提高到 ==E。另一些研究发现,叶
片养分再吸收效率不受土壤养分有效性影响
( &4FG): !" #$0,1221,BCA+ !" #$0,1221)。 H+: 等
(7888)的研究表明,施肥($ 和 %)使日本落叶松 $
再吸收效率提高,而刚松(%&’() ,&-&.#)的 $ 再吸收
效率下降。本研究结果表明,即使在土壤 $ 供应很
充足的情况下,$ 添加仍能显著降低叶片 $ 再吸收
效率,支持土壤养分有效性对植物养分再吸收效率
有影响这一观点。;+@.C 等(788>)认为,出现不同
研究结果的主要原因是树种的差异、环境因素的影
响和方法上的差异。比如,光照、水分、虫害等都能
影响养分再吸收,而由于叶片在衰老过程中质量的
下降和叶面积的萎缩,以质量和叶面积来表征养分
再吸收存在约 78E和 18E的误差。可见,对于养分
再吸收的研究不论是在方法上还是理论上都有待进
一步的完善。为此,有研究者提出了一些新的养分
再吸收指标,如 ;)55):?@.A/(122")提出的强调凋落
叶片 养 分 含 量 的 养 分 再 吸 收 能 力( C.-+CG*)+:
GC+I)A).:AJ)和 K.CCLFFCM.: 等(788D)提出的包含叶
片衰老过程中质量和面积变化的实际养分再吸收效
率( C.F5 C.-+GC*)+: .II)A).:AJ),但其适用性并未得到
广泛的证实。
连续 > 年 18 ?·N O 7 F O 1剂量的 $ 添加(通过
$K!$PD)对兴安落叶松的生物量和叶片养分含量
均无显著影响,说明研究区 $ 并非兴安落叶松生长
的限制因子,该地区培育兴安落叶松人工林不需要
施肥,过多施肥将会增加硝态 $ 的淋溶。然而,长
期的 $ 添加显著改变了兴安落叶松人工林的 $ 和 %
循环过程。这体现在林木的养分吸收、养分再吸收
以及养分归还 D 个过程中:首先,$ 添加引起了兴
安落叶松对 $ 和 % 的奢侈吸收,吸收的过多养分被
贮存在树根、树枝和树干中;其次,$ 添加显著降低
了叶片的 $ 再吸收效率;最后,$ 添加提高了兴安
落叶松凋落叶片 $ 含量,降低了凋落叶片的 & ’ $
比,从而加快了凋落物的分解速率和 $ 归还量。土
壤中 $ 的转化和淋失以及凋落物分解是 $ 添加对
兴安落叶松人工林养分循环影响的关键过程,值得
进一步研究。
参 考 文 献
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版社 0
方华军,程淑兰,于贵瑞 0 788=0 森林土壤碳、氮淋失过程及其形成
机制研究进展 0 地理科学进展,7"(D):72 O D=0
黄昌勇 0 78880 土壤学 0 北京:中国农业出版社 0
贾淑霞,王政权,梅 # 莉,等 0 788=0 施肥对落叶松和水曲柳人工林
土壤呼吸的影响 0 植物生态学报,D1(D):D=7 O D=20
鲁如坤 0 12220 土壤农业化学分析方法 0 北京:中国农业科技出
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梅 # 莉 0 788"0 水曲柳落叶松人工林细根周转与碳分配 0哈尔滨:东
北林业大学博士学位论文 0
沈善敏,宇万太,张 # 璐,等 0 12270 杨树主要营养元素内循环研
究 0 R0 落叶前后各部位养分含量及养分贮量变化 0 应用生态学
报,D(!):72" O D810
宋 # 森 0 788Q0 水曲柳和兴安落叶松人工林细根分解研究 0 哈尔滨:
东北林业大学硕士学位论文 0
苏 # 波,韩兴国,渠春梅,等 0 78870 森林土壤氮素可利用性的影响
因素研究综述 0 生态学杂志,71(7):!8 O !"0
孙晓梅,张守攻,祁万宜,等 0 788=0 北亚热带高山区日本落叶松幼
龄林施肥技术的研究 0 林业科学研究,78(1):"Q O =D0
孙# 玥,全先奎,贾淑霞,等0 788=0 施用氮肥对落叶松人工林一级根外
生菌根侵染及形态的影响0 应用生态学报,1Q(Q):1=7= O1=D70
Q1
! 第 " 期 赵 ! 琼等:氮添加对兴安落叶松养分分配和再吸收效率的影响
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68 5<;0=678 =7 =5<< ?57L=J 08/ 276; 8G=56<8= 017G8=2# M75<2= ND7;7?O
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2C(责任编辑 ! 于静娴)
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