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Nutrient Characteristics of Stem-Flow in Four Tree Species

4个树种茎流养分特征研究


对湖南株洲22~25年生的樟树、枫香、杜仲、桂花4个树种树干茎流及林外大气降水中N、P、SiO2、K、Ca、Mg、Cu、Zn和Mn 9种养分元素含量进行为期1年测定。结果表明:不同月份大气降水养分元素含量不同,各元素各月平均含量按大小排序为Ca>SiO2>Zn>NH4+-N>K>NO3--N>Fe>Mg>Mn>P>Cu;大气降水经过林冠层后,树干茎流中各养分元素含量变化基本一致,均表现季节动态变化,相对于大气降水,大多数元素含量增加;树种之间的茎流养分特征表现不同,按总含量值排序依次为枫香、杜仲、樟树、桂花;不同养分元素之间的相对含量也表现出较大的差别,养分含量中K、Ca、NH4+-N、SiO2含量最高,NO3--N、Mg、Mn、Zn居中,Fe、P、Cu最低;4个树种共同表现出对Fe、Zn的负淋溶,尤以Zn最显著。

The contents of 9 nutrient elements (N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、SiO2) in stem-flow, rainfall were measured in 4 tree species at 22~25-year-old grown in Zhuzhou, Hunan Province, such as Cinnamomum camphora、Liquidambar formosana、Eucommia ulmoides、Osmanthus fragrans from April of 2003 to July of 2004. The results showed that the content‘s of the nutrients in rainfall varied according to the month;the content sequence of the nutrient elements in precipitation were as follows: Ca>SiO2>Zn>NH4+-N>K>NO3--N>Fe>Mg>Mn>P>Cu; the content of the nutrients in stem-flow also varied in the same way and changed seasonally; compared with rainfall, most of them increased. The nutrient characteristics of stem-flow for different tree species were different significantly, the content sequence of the total nutrient elements in stem-flow was as follows: Liquidambar formosana、Eucommia ulmoides、Cinnamomum camphora、Osmanthus fragrans. The proportions of nutrient in stem-flow of different tree species also varied significantly, among all analysed nutrients, the content was found highest for K、Ca、NH4+_N、SiO2, middle for NO3--N、Mg、Mn、Zn, and lowest for Fe、P、Cu; the contents of Fe and Zn in stem-flow were lower than those in rainfall, significant variation was especially noted for Zn in the four tree species.


全 文 :第 wt卷 第 y期
u s s x年 tt 月
林 业 科 学
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w个树种茎流养分特征研究
闫文德t 田大伦t 陈书军t 向建林u 向 东v
kt q中南林学院生态研究室 长沙 wtsssw ~ u q湖南省会同县林业局 会同 wt{vss ~ v q湖南省怀化市林业局 怀化 wt{sssl
摘 要 } 对湖南株洲 uu ∗ ux年生的樟树 !枫香 !杜仲 !桂花 w个树种树干茎流及林外大气降水中 ‘!° !≥¬’u !Ž !≤¤!
ª!≤∏!±和 ± |种养分元素含量进行为期 t年测定 ∀结果表明 }不同月份大气降水养分元素含量不同 o各元素各
月平均含量按大小排序为 ≤¤ ≥¬’u  ± ‘‹ nw 2‘ Ž ‘’ pv 2‘ ƒ¨ ª ±  °  ≤∏~大气降水经过林冠层后 o树
干茎流中各养分元素含量变化基本一致 o均表现季节动态变化 o相对于大气降水 o大多数元素含量增加 ~树种之间
的茎流养分特征表现不同 o按总含量值排序依次为枫香 !杜仲 !樟树 !桂花 ~不同养分元素之间的相对含量也表现出
较大的差别 o养分含量中 Ž!≤¤!‘‹ nw 2‘!≥¬’u 含量最高 o‘’ pv 2‘!ª!± !±居中 oƒ¨!° !≤∏最低 ~w个树种共同表现出
对 ƒ¨!±的负淋溶 o尤以 ±最显著 ∀
关键词 } 樟树 ~枫香 ~杜仲 ~桂花 ~穿落量 ~树干茎流 ~养分含量
中图分类号 }≥ztx1u 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsy p ssxs p sz
收稿日期 }ussx p sy p sz ∀
基金项目 }国家自然科学基金项目kvsuztswv !vsxztw{zl !国家科技部平台建设项目kussutuusl !国家科技部攻关项目kusst…„xts…tt p stl !
中南林学院高层次人才引进项目资助 ∀
Νυτριεντ Χηαραχτεριστιχσ οφ Στεµ2Φλοω ιν Φουρ Τρεε Σπεχιεσ
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kt qΡεσεαρχη Σεχτιον οφ ΕχολογψoΧεντραλΣουτη Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Χηανγσηα wtsssw ~ u qΗυιτονγ Φορεστρψ Αδµινιστρατιον o Ηυναν Προϖινχε Ηυιτονγ wt{vss ~
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Αβστραχτ} ׫¨ ¦²±·¨±·¶²©| ±∏·µ¬¨±·¨ ¯¨ °¨ ±·¶k‘!° !Ž!≤¤!ª!≤∏!± !±!≥¬’ul ¬±¶·¨°2©¯²º oµ¤¬±©¤¯¯ º¨ µ¨ °¨ ¤¶∏µ¨§¬± w
·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶¤·uu ∗ ux2¼¨ ¤µ2²¯§ªµ²º±¬± «∏½«²∏o‹∏±¤± °µ²√¬±¦¨ o¶∏¦«¤¶ Χινναµοµυµ χαµπηορα !Λιθυιδαµβαρφορµοσανα !
Ευχοµ µια υλµοιδεσ! Οσµαντηυσ φραγρανσ ©µ²° „³µ¬¯ ²© ussv ·² ∏¯¼ ²© ussw q ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ¦²±·¨±·π¶²©·«¨
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Λιθυιδαµβαρφορµοσανα !Ευχοµ µια υλµοιδεσ!Χινναµοµυµ χαµπηορα !Οσµαντηυσφραγρανσq׫¨ ³µ²³²µ·¬²±¶²©±∏·µ¬¨±·¬±¶·¨°2
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Κεψ ωορδσ} Χινναµοµυµ χαµπηορα~Λιθυιδαµβαρφορµοσανα~Ευχοµ µια υλµοιδεσ~Οσµαντηυσ φραγρανσ~·«µ²∏ª«2©¤¯¯~¶·¨°2
©¯²º ~±∏·µ¬¨±·¦²±·¨±·
大气降水是森林生态系统化学元素输入的一个重要途径k刘世荣等 ot||yl o大气降水通过林冠时 o由于
林冠的遮挡作用 o使得降水以不同的形式进入森林生态系统 o一部分被林冠枝叶截持构成林冠截留 o一部分
穿过林冠空隙或枝叶截留的部分雨水以雨滴形式进入林内形成穿透水k或林冠降雨l o还有一部分沿树干流
向林地 o即树干茎流k马雪华 ot||vl ∀穿透水和树干茎流构成林内雨 o作为森林生态系统养分平衡的一个重
要组成部分 o林内雨的养分分配 o是由穿透水和树干茎流 u部分养分决定的k李凌浩 ot||{l ∀与穿透水相比 o
树干茎流量及其所含的养分总量虽少 o但茎流中养分浓度却比穿透水和大气降水的离子浓度高得多 o且茎流
雨水及其所含养分的分布范围小 o仅限于树干基部四周k°¤µ®ot|{vl o并沿着根的生长方向直接进入土壤
k¤µ·¬±¨ ½ ετ αλqot||yl ∀这部分养分是水溶性的 o无需经过复杂的分解过程 o可以被植物直接吸收 o它具有加
速植物生长和促进养分循环的重要作用k马雪华等 ot|{|l ∀目前 o有关降水对林冠淋溶作用的研究已有较多
报道 o涉及不同森林类型及树种 o如寒温带红松k Πινυσ κοραιενσισl林 !云杉k Πιχεα ασπεραταl林 !冷杉k Αβιεσφαβριl
林 !白桦k Βετυλα πλατψπηψλλαl林 !栎树k Θυερχυσl天然次生林 o暖温带落叶松k Λαριξ πρινχιπισpρυππρεχητιιl !油松
kΠινυσταβυλαεφορµισl 林 o亚热带杉木 k Χυννινγηαµια λανχεολαταl !马尾松k Πινυσ µασσονιαναl !湿地松k Πινυσ
ελλοτιιl !桤木kΑλνυσχρεµαστογψνεl !红栲k Χαστανοπσισηψστριξl !青冈 k Χψχλοβαλανοπσισ γλαυχαl等树种 o热带半落叶季
雨林和山地雨林等 o针对我国亚热带地带性植被常见树种樟树k Χινναµοµυµ χαµπηοραl !枫香k Λιθυιδαµβαρ
φορµοσαναl !杜仲k Ευχοµ µια υλµοιδεσl !桂花k Οσµαντηυσφραγρανσl等树种茎流养分特征的研究却鲜有报道 ∀本
项研究通过对上述 w个树种树干茎流养分特征的分析 o旨在了解其养分输入的规律 !大小 !特征 o为该区域森
林生态系统的生态经营和科学管理提供必要的理论依据和基础数据 ∀
t 研究地区概况与研究方法
111 研究区概况
试验地设在中南林学院树木标本园 o地理位置 ttuβxwχ ∞ouzβxsχ ‘o海拔 xs ∗ uss ° o相对高度 txs ° o属湘
中丘陵区 o系典型的亚热带湿润气候区 o年降水量 t t{x1{ ∗ t |tu1u °° o集中于 w ) z月 ~年相对湿度 {s h o年
平均气温 tz1w ε ∀本区地层古老 o母岩以变质板页岩为主 o风化程度较深 o土壤为森林红壤 o呈酸性 ∀地带
性植物为常绿阔叶林 o试验林分是 t|{w年人工营造的樟树林 o园内还生长有枫香 !杜仲 !桂花 !醉香含笑
k Μιχηελια µαχχλυρειl !槲栎k Θυερχυσ αλιεναl等乔木树种 ∀在造林前进行了平梯整地 o造林后处于半自然状态 o
现郁闭度为 s1z ∗ s1{ o林下植物主要有女贞k Λιγυστρυµ λυχιδυµl !小叶女贞k Λιγυστρυµ θυιηουιl !菝葜k Σµιλαξ
χηιναl !山胡椒kΛινδερα γλαυχαl !木莓k Ρυβυσσωινηοειl !油茶k Χαµελλια ολειφεραl !大叶黄杨k Βυξυσ µεγιστοπηψλλαl !
满树星kΙλεξ αχυλεολαταl !南蛇藤k Χελαστρυσ ορβιχυλατυσl !铁芒萁k ∆ιχρανοπτερισ διχηοτοµαl等 ∀
112 样品的收集
将标准雨量筒安置于离林缘距离约为树高 t1x倍处 o收集林外雨即为大气降雨 o为防止污染物 !植物碎
片 !昆虫等 o将精制网状塑料纱布置于漏斗口上进行过滤 o并定时对纱布进行清洗 ∀为了避免藻类生长 o每次
样品收集完成后对雨量筒用蒸馏水冲洗以保持清洁 ∀在树木园内选择林分分布均匀 o林冠枝叶结构能代表
林冠平均的樟树 !枫香 !杜仲 !桂花样木各 v株 o每株用直径 u ¦°沿中缝剖开的聚乙烯塑料管从胸径处由上
往下蛇形缠绕于树干上 o用沥青粘牢 o基部放置集水器收集干流k马雪华 ot||wl ∀
113 取样时间及分析方法
根据降雨的性质 !天气状况及试验目的 o分别于 ussv年 w月 w日 !x月 tt日 !y月 uv日 !z月 tw日 !{月 x
日 !ts月 tv日 oussw年 u月 t{日 !v月 uv日 !w月 tz日 !x月 tx日 !y月 ut日 !z月 ty日取样 o并及时进行养
分含量分析 ∀ ‘‹nw 2‘用纳氏试剂比色法测定 ~‘’ pv 2‘用酚二磺酸比色法测定 ~°用磷钼蓝比色法测定 ~≥¬’u
用硅钼蓝比色法 ~Ž!≤¤!ª!≤∏!± !±用 ‹°vxts型原子吸收分光光度计测定k中国科学院南京土壤研究所 o
t|z{l ∀
u 结果与分析
211 大气降水(林外降水)的养分特征
受降雨条件 !环境条件 !气象条件 !人类活动的综合影响 o同一地区 o不同时间大气降水中各养分元素含
量变化具有较大随机性 o各月输入量不同且年变幅较大k表 tl ∀由表 t可知 o大气降水中 ≤¤元素含量的平
均值最高为 u1x{x °ª#pt o≤∏元素含量最低 o仅为 s1st| °ª#pt o最高与最低相差 tvy1t倍 ∀无机态 ‘k‘‹nw 2
‘和 ‘’pv 2‘l则以 ‘‹nw 2‘为主 o比 ‘’pv 2‘约高 u1v倍 o降水中各养分元素平均含量排列顺序为 }≤¤ ≥¬’u 
± ‘‹ nw 2‘ Ž ‘’pv 2‘ ƒ¨ ª ± °  ≤∏∀不同月份大气降水养分元素含量不同 o除 ≤∏!≥¬’u o±的
含量变化较小外 o其他各元素含量的变化较大 o尤以 ª明显 ∀ussv年 ts月降水中 ª含量最高 o达 s1zvw
°ª#pt oussv年 x月的含量最低 o只有 s1stt °ª#pt o相差达 yy1z倍 o而降水中 ≤∏含量最高的 ussw年 w月为
s1swu °ª#pt o最低的 ussv年 {月为 s1ss| °ª#pt o相差仅 w1z倍 ∀
tx 第 y期 闫文德等 }w个树种茎流养分特征研究
表 1 林外降水的主要养分元素含量 ≠
Ταβ . 1 Χοντεντσ οφ µαϕορ νυτριεντσιν πρεχιπιτατιον ουτσιδεφορεστ °ª#pt
日 期 ⁄¤·¨ ‘’ pv 2‘ ‘‹ nw 2‘ ° ≥¬’u Ž ≤¤ ª ≤∏ ƒ¨ ± ±
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截尾平均
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≠ / ) 0表示未检出 ∀/ ) 0 ° ¤¨±¶∏±§¨·¨¦·¨§q下同 ∀ ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
212 树干茎流的养分特征
图 t 不同树种树干茎流 ≤¤!Ž元素含量的月变化
ƒ¬ªqt ²±·«¯¼ ¦«¤±ª¨¶²©¦¤¯¦¬∏° o³²·¤¶¶¬∏° ¦²±·¨±·¬±¶·¨°©¯²º ²©§¬©©¨µ¨±··µ¨¨¶³¨¦¬¨¶
u1u1t 树干茎流中养分元素含量的季节变化 树干茎流随着降雨量的增加而增加 o但它们之间并不呈直线
的相关关系 o还取决于降水强度 !降水历时 !雨前干燥期等因素 ∀故树干茎流中养分含量不仅季节变化明显 o
而且年际差异显著k表 ul ∀由表 u可知 ow个树种各养分元素的含量上下起伏 o但总体上趋于一致 o表现为雨
季低 o旱季高 o即 ts月 !u月kussw年l含量最高 ∀以 ≤¤!Ž元素k图 t o其他元素规律相似l为例 o樟树 !枫香 !杜
仲 !桂花茎流中 ≤¤元素含量 ts月 !u月kussw年l平均值分别为 tz1z|y !uu1|u| !t|1|sy !{1xwv °ª#pt ow ) {月
kussv年l茎流中平均含量分别为 u1z|y !v1suz !u1tt{ !t1yx{ °ª#pt ov ) z月kussw年l茎流中平均含量分别
为 w1u|u !y1sw{ !v1|{v !t1||{ °ª#pt ~茎流中 Ž元素含量 ts月 !u月kussw年l平均值分别为 {1uyw !|1zzu !
tv1s{y !v1u{w °ª#pt ow ) {月kussv年l茎流中平均含量分别为 w1xus !v1yy| !w1t|v !t1us{ °ª#pt ov ) z月
kussw年l茎流中平均含量分别为 v1{|{ !w1wtu !w1vxs !s1{y| °ª#pt ∀这一现象与其他地区的其他树种表现
相类似 o如湖南会同地区常绿阔叶林主要树种刨花楠k Μαχηιλυσ παυηοιl !红栲 !青冈等 o针叶树种杉木人工林
k于小军等 oussvl ~北京西郊东灵山暖温带落叶松 !油松人工针叶林生态系统k黄建辉等 ousssl ~寒温带长白
山地区红松云冷杉林k程伯容等 ot||vl o黑龙江尚志县白桦林 !水曲柳k Φρανξινυσ µανδσηυριχαl林 !蒙古栎
k Θυερχυσ µονγολιχαl林k魏晓华等 ot|{|l等均表现为降雨集中 !雨量较大的雨季 o大气或树木表面颗粒物的大
量淋失或稀释 o茎流中养分元素含量较低 o干燥少雨的旱季 o树体表面颗粒物积累时间较长 o大气悬浮物质较
多 o降雨洗脱的干沉降物较多 o养分元素含量较高 o可见树干茎流中养分元素的含量受当月降水过程 !降水量
及前一月的干燥期长短的影响十分显著 ∀
ux 林 业 科 学 wt卷
表 2 4 个树种树干茎流养分元素含量
Ταβ . 2 Χοντεντσ οφ νυτριεντσιν στεµ2φλοω οφ 4 διφφερεντ τρεε σπεχιεσ °ª#pt
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶
日 期
⁄¤·¨ ‘’
pv p‘ ‘‹ nw p‘ ° ≥¬’u Ž ≤¤ ª ≤∏ ƒ¨ ± ±
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ussv p s{ p sx s1ysv ts1x{x s1tsz t1zw x1{w u1xtu s1xs| s1stv s1su s1svy s1tsv樟树
Χqχαµπηορα ussv p ts p tv t1zx{ w1wyu s1sx{ v1{s{ |1v{ tx1sw u1{yz s1st| s1suv s1vsv s1uxyussw p su p t{ w1uz| {1stv s1tt v1xu| z1twz us1xxt u1wuu s1sty s1ttx s1|ux s1y|y
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Ε qυλµοιδεσ ussv p ts p tv t1wwu x1||x s1s{x w1|v| ty1tuy tx1wwu u1utz s1st s1svu s1vx{ s1vx|ussw p su p t{ z1xzx {1yvw s1vuu z1ztw ts1swy uw1vy| v1u{{ s1sty s1|z| t1xtx s1v{z
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ussv p s{ p sx s1svx t1zvt s1sxx z1t{| s1zuy s1{ z1uxw s1stv ) s1ssz )桂花
Ο qφραγρανσ ussv p ts p tv s1{y u1u|x s1suu t1||w t1|{u {1sxx s1{tx s1sty s1stv s1szz s1st{ussw p su p t{ v1xy| ts1v{| s1s{ u1||u w1x{y |1svt u1t|z s1sux s1wuu t1ysw s1wtv
ussw p sv p uv s1wst s1uvu s1swv u1zsz s1vu| t1{vx s1tzu s1s{{ s1sz| s1szw )
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各树种茎流中养分元素含量的年际变化也十分明显 ∀由表 u可知 o在 u个试验年度中 o樟树变幅最大的
‘’pv p‘相差达 z1zw倍 o变幅最小 ‘‹nw p‘相差仅 t1sw倍 ~枫香变幅最大的 ª相差达 tx1wz倍 o变幅最小 Ž
相差仅 t1s{倍 ~杜仲变幅最大的 °相差达 z1w{倍 o变幅最小 ‘‹nw p‘相差仅 t1s{倍 ~桂花变幅最大的 ‘’pv p‘
相差达 tz{1zx倍 o变幅最小的 ‘‹nw p‘相差仅 t1sv倍 ∀出现这种差异 o主要是由于环境条件 !区域气候状况
等的不同 o如雷电 !霜 !露 !雪 !雾 !空气质量状况 !距污染源的距离等众多因素的综合影响 ∀相关研究报道 o雷
电明显增加降水中养分的含量 o特别是林冠上层的低空放电使降水中 ‘的含量增加 v ∗ x倍 ∀人类活动和工
业污染正在改变大气养分输入 o在工业发达和城市近郊 ‘!≥等养分的输入量较大 o如在美国西北部花旗松
kΠσευδοτσυγα µενζιεσιιl林内大气降水 ‘的年输入量小于 u ®ª#«°pu o而在东部人口密度高和工业比较发达地
vx 第 y期 闫文德等 }w个树种茎流养分特征研究
区的 ≤²º¨ ·¨¤和 ‹∏¥¥¤µ§…µ²²®等试验点大气降水中 ‘的年输入量为 { ®ª#«°pu o德国西部的 ≥²¯ ¬¯±ª试验点 ‘
的降水输入高达 uv ®ª#«°puk≥¦«µ²·« ετ αλqousstl o牧场和泥土公路附近 ≤¤的输入较高k…¤µ±¨ ¶ ετ αλqot||{l ∀
u1u1u 不同树种间树干茎流养分元素含量的变化 由表 v可知 o在降水相同的条件下 o树种不同 o树干茎流
中各养分元素的含量明显不同 o种间差异显著 ∀其中 w个树种树干茎流养分元素平均含量的排列顺序分别
为樟树 Ž ≤¤ ‘‹ nw p‘ ≥¬’u  ª ‘’ pv p‘ ±  ±  ƒ¨ °  ≤∏~枫香 ≤¤ Ž ≥¬’u  ‘‹ nw p‘ ‘’ pv p‘
± ª ± ƒ¨ °  ≤∏~杜仲 Ž ‘‹nw p‘ ≤¤ ≥¬’u  ‘’ pv p‘ ª ±  ±  ƒ¨ °  ≤∏~桂花 ≥¬’u  ≤¤
 ‘‹ nw p‘ Ž ‘’pv p‘ ª ± ƒ¨ ± °  ≤∏∀各树种茎流中 ≤∏!° !ƒ¨次序变化不大 o其他元素均有较
大的变动 ∀按平均总含量值排序依次为枫香 !杜仲 !樟树 !桂花 ∀出现这种情况主要原因是树种不同 o叶片构
造 !表面质地不同对尘埃颗粒的吸附和持水时间长短的不同 o其次是树种不同树木的各项生理活动也不尽相
同 o导致叶片细胞组分 !分泌物 o叶片衰老 !凋落时期等的不同 ∀与刘世海等kussxl的研究结果相似 ∀
表 3 不同树种树干茎流中养分元素平均含量
Ταβ . 3 Αϖεραγε χοντεντσ οφ νυτριεντσιν στεµ2φλοω οφ διφφερεντ τρεε σπεχιεσ °ª#pt
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶ ‘’
pv p‘ ‘‹ nw p‘ ° ≥¬’u Ž ≤¤ ª ≤∏ ƒ¨ ± ± 总含量 ײ·¤¯¦²±·¨±·
樟树 Χqχαµπηορα s1xxx u1{wy s1sxv u1su| w1zv| v1{xs s1xx| s1st| s1syv s1utw s1tt{ tx1swx
枫香 Λqφορµοσανα s1{xw v1y|t s1swz v1|zx w1|su x1yt{ s1xx{ s1suz s1txs s1uwy s1xzx us1yww
杜仲 Ε qυλµοιδεσ s1ywz v1yyu s1syw u1xv{ w1y{| v1vww s1wuz s1stv s1s{w s1tw| s1tsv tx1zus
桂花 Οqφραγρανσ s1wuu t1vz{ s1swu u1zv{ t1txv u1tyx s1t{| s1st| s1szt s1szw s1swv {1u|w
u1u1v 树干茎流中不同养分元素间含量的变化 由表 w可知 ow个树种茎流中不同养分元素的相对含量也
表现出较大的差别 o不同树种树干茎流总养分含量中 o‘’pv p‘占 v1y|t h ∗ x1s{y h o‘‹ nw p‘占 ty1yts h ∗
uv1u|z h o°占 s1uu{ h ∗ s1xs| h o≥¬’u 占 tv1w{z h ∗ vv1ssz h oŽ占 tv1|st h ∗ vt1xsu h o≤¤占 ut1uzt h ∗
uz1uty h oª占 u1u{t h ∗ v1ztx h o≤∏占 s1s{v h ∗ s1uu| h oƒ¨占 s1wt| h ∗ s1{xy h o± 占 s1{|z h ∗
t1wuw h o±占 s1xt{ h ∗ u1z{x h ∀虽然各养分元素含量变化很大 o但总的分布趋势是一致的 o即 Ž!≤¤!
‘‹nw p‘!≥¬’u 含量最高 o‘’pv p‘!ª!± !±含量居中 oƒ¨!° !≤∏含量最低 ∀养分中无机态 ‘以 ‘‹nw p‘为主 o
‘’pv p‘仅占无机态 ‘的 tΠx左右 ∀大量元素中 oŽ含量最高 o°最低 ~微量元素中 o±含量最高 o≤∏最低 ∀值
得注意的是 ° o它是植物生长所必须的营养要素 o但含量却相当低 ∀这与亚热带杉木幼林k田大伦等 oussul o
锐齿栎林k雷瑞德等 oussvl o亚热带常绿阔叶林和杉木人工林k于小军等 oussvl茎流的研究结果相似 ∀
表 4 不同树种树干茎流养分元素的相对含量
Ταβ . 4 Προπορτιονσ οφ νυτριεντσιν στεµ2φλοω οφ διφφερεντ τρεε σπεχιεσ h
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶ ‘’
pv p‘ ‘‹ nw p‘ ° ≥¬’u Ž ≤¤ ª ≤∏ ƒ¨ ± ±
樟树 Χqχαµπηορα v1y|t t{1|tz s1vw| tv1w{z vt1xsu ux1x{z v1ztx s1tux s1wt| t1wuw s1z{w
枫香 Λqφορµοσανα w1tv{ tz1{z{ s1uu{ t|1uxx uv1zwy uz1uty u1zsw s1tvt s1zu{ t1t|u u1z{x
杜仲 Ε qυλµοιδεσ w1ttw uv1u|z s1ws{ ty1twx u|1{uy ut1uzt u1ztz s1s{v s1xvw s1|w{ s1yxz
桂花 Θqφραγρανσ x1s{y ty1yts s1xs| vv1ssz tv1|st uy1tsy u1u{t s1uu| s1{xy s1{|z s1xt{
213 降水中养分含量及淋溶量
受季节 !降水强度 !降水量 !持续时间 !降水间隔 !环境 !气象 !植物体生理活动 !叶片表面 !树皮表面以及
降水中离子 !固体颗粒或气体的吸附或吸收等内在 !外在因素的影响 o大气降水 !树干茎流中各养分元素的含
量发生较大变化k¨¶∏¶ ετ αλqoussu ~刘世海等 ousst¤~usst¥l ∀由表 x可知 o大气降水中养分元素变化系数最
大的元素是 ªo在这 w个树种茎流中变化系数最大的元素分别是 }樟树 !枫香 !杜仲为 ƒ¨~桂花为 ª∀变化
系数最小的元素分别是 }樟树 !枫香为 Ž~杜仲为 ‘‹nw p‘~桂花为 ≥¬’u ∀这表明樟树 !枫香对 Žo杜仲对 ‘‹nw p
‘o桂花对 ≥¬’u 的吸附 !吸收 !淋溶处于一个相对平衡稳定的过程 ∀与大气降水相比 ow个树种树干茎流中的
‘’pv p‘!≥¬’u !≤¤!≤∏!ƒ¨!±的变动系数都大于大气降水 o仅有 Ž的变动系数都小于大气降水 ∀
wx 林 业 科 学 wt卷
表 5 大气降水 !树干茎流中养分元素含量 ≠
Ταβ . 5 Νυτριεντ ελεµεντσ χοντεντ οφ ραινφαλλ ανδ στεµ2φλοω °ª#pt
项目 Œ·¨° ‘’ pv p‘ ‘‹ nw p‘ ° ≥¬’u Ž ≤¤ ª ≤∏ ƒ¨ ± ±
Ξ s1wzt t1s|{ s1suz u1w|{ s1|{x u1x{x s1tsv s1st| s1tzz u1uzv s1sxz
大气降水 °µ¨¦¬³¬·¤·¬²± Σ s1xus t1xt{ s1svt t1u{z t1wxs u1vzv s1uu{ s1stu s1twu s1|zu s1syt
Χϖ t1tsw t1v{v t1tt| s1xtx t1wzv s1|t{ u1uts s1yuy s1{st s1wu{ t1s{v
Ξ s1xxx u1{wy s1sxv u1su| w1zv| v1{xs s1xx| s1st| s1syv s1utw s1tt{
樟树 Χqχαµπηορα ≥ t1tyv v1tuz s1swv t1t|x u1wuw y1wx{ s1{|y s1su{ s1txz s1uxy s1usw
Χϖ u1s|w t1s|| s1{tv s1x{| s1xtt t1yz{ t1ysu t1xs{ u1w|t t1t|y t1zvv
Ξ s1{xw v1y|t s1swz v1|zx w1|su x1yt{ s1xx{ s1suz s1txs s1uwy s1xzx
枫香 Λqφορµοσανα Σ t1zsv v1yty s1syx u1|yu v1tz| {1ttx t1uus s1sxx s1wx{ s1yzu s1x{t
Χϖ t1||w s1|{s t1v|v s1zwx s1yw| t1www u1t{y u1sv{ v1sw| u1zvs t1sts
Ξ s1ywz v1yyu s1syw u1xv{ w1y{| v1vww s1wuz s1stv s1s{w s1tw| s1tsv
杜仲 Ε qυλµοιδεσ Σ u1swv u1ysu s1s{{ t1|x{ w1vzw z1v|v s1||u s1sw| s1vwz s1wxs s1txu
Χϖ v1tx| s1zts t1vzz s1zzt s1|vv u1utt u1vuu v1zwu w1tvz v1suv t1wy|
Ξ s1wuu t1vz{ s1swu u1zv{ t1txv u1tyx s1t{| s1st| s1szt s1szw s1swv
桂花 Οqφραγρανσ ≥ t1|x{ u1{ww s1sww t1{vt t1ttz u1{xy u1szw s1sxy s1ust s1xtt s1t|s
Χϖ w1ywv u1syx t1svw s1yy| s1|y{ t1vt| ts1|yw u1|wx u1{u{ y1{yv w1wu{
≠ Ξ !Σ和 Χϖ分别表示截尾平均值 !标准差和变动系数 ∀ Ξ !Σ ¤±§ Χϖµ¨³µ¨¶¨±··µ¬°°¨ § °¨ ¤±o¶·¤±§¤µ§§¨√¬¤·¬²± ¤±§¦²¨©©¬¦¬¨±·²©√¤µ¬¤·¬²±q
表 6 降雨净淋溶的养分含量(µ γ#Λ− 1 )和淋溶系数
Ταβ . 6 Νυτριεντ χοντεντσ οφ ραινφαλλ νετ λεαχηινγ(µ γ#Λ− 1 ) ανδ λεαχηινγ χοεφφιχιεντ οφ στεµ2φλοω
项目 Œ·¨° ‘’ pv p‘ ‘‹ nw p‘ ° ≥¬’u Ž ≤¤ ª ≤∏ ƒ¨ ± ±
樟树
Χqχαµπηορα
树干茎流净淋溶量
‘¨·¯ ¤¨¦«¬±ª¤°²∏±·²©¶·¨°2©¯²º s1s{x t1zw{ s1sux p s1wy| v1zxx t1uyw s1wxy s1sss p s1ttw p u1sx| s1syt
树干茎流淋溶系数
¨¤¦«¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±·²©¶·¨°2©¯²º t1t{s u1x|u t1|tw s1{tu w1{tu t1w{| x1wuw s1|{z s1vxx s1s|w u1s{u
枫香
Λqφορµοσανα
树干茎流净淋溶量
‘¨·¯ ¤¨¦«¬±ª¤°²∏±·²©¶·¨°p©¯²º s1v{w u1x|u s1sus t1wzz v1|tz v1svv s1wxx s1ss{ p s1suz p u1suz s1xt{
树干茎流淋溶系数
¨¤¦«¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±·²©¶·¨°p©¯²º t1{tx v1vyt t1ztv t1x|t w1|z{ u1tzv x1wtz t1wut s1{wz s1ts{ ts1twz
杜仲
Ε qυλµοιδεσ
树干茎流净淋溶量
‘¨·¯ ¤¨¦«¬±ª¤°²∏±·²©¶·¨°p©¯²º s1tzy u1xyw s1svz s1sws v1zsw s1zx| s1vuw p s1ssy p s1s|v p u1tuw s1swz
树干茎流淋溶系数
¨¤¦«¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±·²©¶·¨°p©¯²º t1vzw v1vvx u1vv| t1sty w1zyt t1u|v w1twy s1y{w s1wzw s1syy t1{uw
桂花
Οqφραγρανσ
树干茎流净淋溶量
‘¨·¯ ¤¨¦«¬±ª¤°²∏±·²©¶·¨°p©¯²º p s1sw| s1uz| s1stx s1uws s1ty{ p s1wus s1s{y s1sss p s1tsy p u1t|| p s1stw
树干茎流淋溶系数
¨¤¦«¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±·²©¶·¨°p©¯²º s1{|y t1uxx t1xws t1s|y t1tzt s1{v{ t1{vy t1sss s1wss s1svv s1zx|
大气降水在形成茎流的过程中与林冠层的枝叶 !树皮直接接触 o不仅淋洗了林冠层和树皮表面吸附的尘
埃颗粒 o而且淋溶了叶片上的分泌物质 o致使茎流中养分元素的含量发生较大变化 ∀由表 y可知 ow个树种
茎流中只有樟树和桂花的 ≤∏含量未发生变化 o其他均有较大的变化 o其中樟树茎流中 ≥¬’u !ƒ¨!±o枫香茎流
中 ƒ¨!±o杜仲茎流中 ≤∏!ƒ¨!±o桂花茎流中 ‘’pv p‘!≤¤!ƒ¨!± !±为负淋溶 o而且 w个树种共同表现出对
ƒ¨!±的负淋溶 o尤以 ±最显著 ∀表明植物体对这些元素进行了吸收 o而其他元素的含量均有所增加 o这与
樊后保kusssl !刘世海等kusst¤~usst¥l的研究结果相似 ∀大气降水透过树木冠层形成树干茎流后 o雨水中营
养元素的含量与淋溶量取决于以下几个相互联系的理化过程 }tl降雨期间雨水中营养元素向林冠的输入 ~ul
截留雨水的蒸散 ~vl植物组织渗出物的淋溶 ~wl雨水对未降雨期间林冠上沉积物的冲洗 ~xl枝叶 !体表对溶液
中离子 !固体颗粒或气体的吸附或吸收k刘世荣等 ot||yl ∀当洗脱 !淋洗作用大于吸收 !吸附作用时 o则林内
雨中养分元素含量增高 o出现养分富集 o净淋溶量为正 ~当吸收 !吸附大于洗脱 !淋洗作用时 o则净淋溶量为
负 ∀根据淋溶系数的大小排列树干茎流的淋溶序列分别为 }樟树 ª Ž ‘‹nw p‘ ±  °  ≤¤ ‘’ pv p‘
≤∏ ≥¬’u  ƒ¨ ±~枫香 ± ª Ž ‘‹ nw p‘ ≤¤ ‘’ pv p‘ °  ≥¬’u  ≤∏ ƒ¨ ±~杜仲 Ž ª ‘‹nw p‘
°  ± ‘’pv p‘ ≤¤ ≥¬’u  ≤∏ ƒ¨ ±~桂花 ª °  ‘‹ nw p‘ Ž ≥¬’u  ≤∏ ‘’ pv p‘ ≤¤ ± ƒ¨ ±∀
xx 第 y期 闫文德等 }w个树种茎流养分特征研究
v 结论
大气降水中 ≤¤元素含量的平均值最高为 u1x{x °ª#pt o≤∏元素含量最低仅为 s1st| °ª#pt o最高与最
低相差 tvy1t倍 ∀降水中各养分元素平均含量排列顺序为 }≤¤ ≥¬’u  ±  ‘‹ nw p‘ Ž ‘’pv p‘ ƒ¨ ª
± °  ≤∏∀不同月份大气降水养分元素含量不同 o除 ≤∏!≥¬’u !±的含量变化较小外 o其他各元素含量的
变化较大 o尤以 ª明显 ∀
w个树种茎流中各养分元素的含量上下起伏 o但总体上趋于一致 o表现为雨季低 !旱季高 o大多数元素含
量随降雨季节不仅表现出明显的季节动态变化 o而且年际差异显著 ∀在降水相同的条件下 o树种不同 o树干
茎流中各养分元素的含量明显不同 o种间差异显著 ∀w个树种茎流中 ≤∏!° !ƒ¨次序变化不大 o其他元素均有
较大的变动 ∀按平均总含量值排序依次为枫香 !杜仲 !樟树 !桂花 ∀w个树种茎流中不同养分元素的相对含
量也表现出较大的差别 o不同树种树干茎流总养分含量中 o虽然各养分元素含量变化很大 o但总的分布趋势
是一致的 o即 Ž!≤¤!‘‹nw p‘!≥¬’u 含量最高 o‘’pv p‘!ª!± !±含量居中 oƒ¨!° !≤∏含量最低 ∀养分中无机态
‘k‘’pv p‘和 ‘‹nw p‘l以 ‘‹nw p‘为主 o‘’ pv p‘仅占无机态 ‘的 tΠx左右 ∀大量元素中 oŽ含量最高 o°最低 ~微
量元素中 o±含量最高 o≤∏最低 ∀
大气降水中养分元素变化系数最大的元素是 ªo在这 w个树种茎流中变化系数最大的元素分别是 }樟
树 !枫香 !杜仲为 ƒ¨~桂花为 ª∀w个树种树干茎流中的 ‘’pv p‘!≥¬’u !≤¤!≤∏!ƒ¨!±的变动系数都分别大于
大气降水 o仅有 Ž的变动系数小于大气降水 ∀树干茎流中只有樟树和桂花的 ≤∏的含量未发生变化 o其他均
有较大的变化 o其中樟树茎流中 ≥¬’u !ƒ¨!±o枫香茎流中 ƒ¨!±o杜仲茎流中 ≤∏!ƒ¨!±o桂花茎流中 ‘’pv p‘!
≤¤!ƒ¨!± !±为负淋溶 o而且 w个树种共同表现出对 ƒ¨!±的负淋溶 o尤以 ±最显著 o其他元素的含量均有
所增加 ∀
参 考 文 献
程伯容 o许广山 o耿晓源 o等 qt||v1 长白山红松云冷杉林生态系统中穿透雨的养分输入 q应用生态学报 owkwl }wwz p ww|
樊后保 qusss1 杉木林截留对降水化学的影响 q林业科学 ovykwl }u p {
黄建辉 o李海涛 o韩兴国 o等 qusss1 暖温带两种针叶林生态系统中茎流和穿透雨的养分特征研究 q植物生态学报 ouwkul }uw{ p uxt
雷瑞德 o吕喻良 qussv1 锐齿栎林生态系统对水质的影响及评价 q西北林学院学报 ot{kwl }t p w
李凌浩 qt||{1 武夷山甜槠林生态系统的养分平衡研究 q植物生态学报 ouukvl }t|v p ust
刘世海 o余新晓 qussx1 北京密云水库库区水源涵养林冠层水文特征研究 q林业科学 owtktl }t|w p t|z
刘世海 o余新晓 o于志民 qusst¤1 北京密云水库集水区板栗林水化学元素性质研究 q北京林业大学学报 ouvkul }tu p tx
刘世海 o余新晓 o于志民 qusst¥1 密云水库集水区人工油松水源保护林水化学元素性质研究 q应用生态学报 otukxl }y|z p zss
刘世荣 o王 兵 o周光益 o等 qt||y1 中国森林生态系统水文生态功能规律 q北京 }中国林业出版社 ouvy p uwx
马雪华 qt||v1 森林水文学 q北京 }中国林业出版社 ozs p zu
马雪华 o王 翌 qt|{|1 在杉木林和马尾松林中雨水的养分淋溶作用 q生态学报 o|ktl }tx p us
马雪华 qt||w1 森林生态系统定位研究方法 q北京 }中国林业出版社 otw|
田大伦 o项文化 o杨晚华 qussu1 第二代杉木幼林生态系统水化学特征 q生态学报 ouukyl }{x| p {yx
魏晓华 o周晓峰 qt|{|1 三种次生自然林的树干茎流研究 q生态学报 o|kwl }vux p vu|
于小军 o汪思龙 o邓仕坚 o等 qussv1 亚热带常绿阔叶林和杉木人工林茎流和穿透雨的养分特征 q生态学杂志 ouukyl }z p tt
中国科学院南京土壤研究所 qt|z{1土壤理化分析 q上海 }上海科学与技术出版社 ov{{ p wtt
…¤µ±¨ ¶… ∂ o¤® ⁄ • o ⁄¨ ±·²± ≥ • o ετ αλqt||{1ƒ²µ¨¶·∞¦²¯²ª¼ qw·« §¨¬·²±q ‘¨º ≠²µ®}²«± • ¬¯¨ ¼ i ≥²±¶oŒ±¦qow{{ p w{|
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√ ª¨¨·¤·¬²± ²©¦¨±·µ¤¯ „°¤½²±¬¤q„ªµ¬¦∏¯·∏µ¨ o∞¦²¶¼¶·¨°¶¤±§∞±√¬µ²±° ±¨·o{z }vz p w|
yx 林 业 科 学 wt卷