全 文 ：第 v|卷 第 w期
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林 业 科 学
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马尾松人工林微量元素生物循环的研究
田大伦 项文化 康文星
k中南林学院生态研究所 株洲 wtussyl
摘 要 } 对广西中部丘陵区的 w个不同年龄阶段马尾松人工林内 ƒ¨!≤∏!± !± !°¥!‘¬!≤§等 z种微量元素
的含量 !积累 !空间分配和生物循环以及它们随林分年龄的变化规律进行了研究 ∀结果表明 }林地土壤中 o微
量元素含量以 ƒ¨最高 o±次之 o≤§最低 o随林分年龄的增加 o微量元素含量均呈现随土层深度增加而减少的
垂直分布规律 ∀在枯枝落叶层的分解过程中 oƒ¨!≤∏!± !± !°¥!‘¬分解速度比 ≤§快 ∀林木各器官微量元素
含量大小排序为根 叶 枝 皮 干 o微量元素在各器官中含量均以 ƒ¨ ±  ±  ≤∏ °¥ ‘¬ ≤§为序 o
°¥!≤§在根系中含量高于其他器官 ∀随着林龄的增加 o微量元素含量存在明显差异 o尤其以 ƒ¨突出 ∀林分微
量元素的总贮存量为 {1{t{ ∗ tsv1{ux ®ª#«°pu o树皮和树干的贮存量最高 o占总贮存量的 ws h ∗ wy h ∀微量元
素贮存量随林分生物量的增大而增加 ~w个年龄阶段林分微量元素的年吸收量分别为 v1{wy !tu1xx{ !t{1zxv和
tv1uvw ®ª#«°pu o年归还量分别为 u1zvv !|1{yy !tw1{yy和 |1|vx ®ª#«°pu o年存留量分别为 t1ttv !u1y|u !v1{{z
和 v1u|| ®ª#«°pu ∀w个年龄阶段林分微量元素总的利用系数为 s1tuz ∗ s1wvy o循环系数分别为 s1ztt !s1zxt !
s1z{y !s1z|v o周转期为 v1uuy ∗ ts1wxs ∀马尾松林早期微量元素利用率低 o但其归还速率快 o周转期短 o有利于
林地生产力维持 o林分到达成熟期时微量元素的周转期长 o归还速率慢 o林木更多地消耗林地的养分 ∀因此 o
马尾松林到达成熟期后要通过人为措施 o如采伐利用或加快其演替速度来恢复地带性的稳定群落 o以达到维
持林地持久的生产力 ∀
关键词 } 马尾松人工林 o年龄阶段 o微量元素 o生物循环
收稿日期 }ussu p st p u{ ∀
基金项目 }国家重点野外科学观测试验站项目kusss p szyl o国家重大自然科学基金项目kv|{||vzsl !国家林业局重点项目kusst p zl
资助 ∀
ΣΤΥ∆Ψ ΟΝ ΒΙΟΛΟΓΙΧΑΛ ΧΨΧΛΙΝΓ ΟΦ ΜΙΧΡ ΟΕΛΕΜΕΝΤΣ ΙΝ
ΠΙΝΥΣ ΜΑΣΣΟΝΙΑΝΑ ΠΛΑΝΤΑΤΙΟΝΣ
׬¤± ⁄¤¯∏± ÷¬¤±ª • ±¨«∏¤ Ž¤±ª • ±¨¬¬±ª
k Ρεσεαρχη Σεχτιον οφ Εχολογψo ΧεντραλΣουτη Φορεστρψ Χολλεγε Ζηυζηουwtussyl
Αβστραχτ } ׫¨ ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±o¤¦¦∏°∏¯¤·¬²±o¶³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±¤±§¥¬²¯²¬ª¦¤¯ ¦¼¦¯¬±ª²©z °¬¦µ²¨ ¯¨ °¨ ±·¶kƒ¨o≤∏o±o
±o°¥o‘¬¤±§≤§l ¤¶º¨ ¯¯ ¤¶·«¨¬µ¦«¤±ª¨¶º¬·«ªµ²º·«²©¶·¤±§¶¬± Πινυσ µασσονιανα ³¯¤±·¤·¬²±²©w §¬©©¨µ¨±·¤ª¨ ¦¯¤¶¶¨¶
º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤·¦²±¦¨±·µ¤·¬²±²©ƒ¨º¤¶·«¨ «¬ª«¨¶·¤°²±ªz °¬¦µ²¨ ¯¨ °¨ ±·¶o©²¯ ²¯º¨ §¥¼ ±¤±§·«¤·
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Κεψ ωορδσ} ¤¶¶²± °¬±¨ ³¯¤±·¤·¬²±o„ª¨ ¦¯¤¶¶¨¶o ¬¦µ²¨ ¯¨ °¨ ±·o…¬²¯²ª¬¦¤¯ ¦¼¦¯¬±ª
马尾松k Πινυσ µασσονιαναl是我国松类中分布最广 !数量最多的用材树种 ∀具有耐干旱贫瘠 !适应性
强 !生长迅速 !用途广 !造林成本低和成林容易等优点 o是我国南方荒山绿化的先锋树种和飞播造林的主
要树种 ∀其经济意义 !环境效能及美学价值 o均为人们所公认 ∀
养分循环是森林生态系统功能的主要表现之一 o是研究森林生态系统物流和能流的基础 ∀研究马
尾松林养分循环不仅能揭示马尾松林生态系统物质循环机制 o而且对指导林业生产 !调节和改善林木生
长环境 !提高系统的养分利用效率和生产力都具有重要意义 ∀森林生态系统的稳定 !功能的发挥和生长
效益的表现方面 o除了需要大量营养元素保证外 o尚需某些微量元素才能实现 ∀因此 o在研究马尾松林
分中大量营养元素循环后k田大伦 ot|{|l o本文根据定位研究数据 o对系统中微量元素含量 !贮存 !分布
和循环亦进行了研究 ∀旨为马尾松人工林营养状况评估和系统的物质循环提供理论依据 ∀
t 试验区自然概况
试验区设在广西武宣县禄峰山林场介首分区 ∀其地理位置为东经 ts|βwsχ o北纬 uvβwxχ o属大瑶山余
脉 o桂中丘陵地带 o海拔 uss ∗ vss °∀年平均气温 ut1t ε o年降水量 t wt{1x °° o相对湿度 zy h ∀土壤为
第四纪红壤上发育的轻粘性红壤 o土层厚达 t °以上 o腐殖质层 tx ¦° o试验地坡度在 tsβ以下 ∀在试验
区选择不同年龄的马尾松林分设置固定样地 ∀试验样地的立地条件相似 o各林分均为直播造林 o且为相
同的发育体系 o未经人工抚育 ∀试验林分特征见表 t ∀
表 1 马尾松人工林的林分特征
Ταβ . 1 Τηε φεατυρεσ οφ Μασσον Πινε πλαντατιονσ ατ διφφερεντ αγε χλασσεσ
林龄
„ª¨Π¤
密度
⁄¨ ±¶¬·¼
Πk·µ¨ #¨«°pul
平均胸径
„√ µ¨¤ª¨ ⁄…‹
Π¦°
平均树高
„√¨ µ¤ª¨ «¨¬ª«·
Π°
林分生物量 ≥·¤±§¥¬²°¤¶¶Πk·#«°pul
叶
‘¨ §¨¯¨
枝
…µ¤±¦«
皮
…¤µ®
干
≥·¨°
根
•²²·
合计
≥∏°
林分生产力
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
Πk·#«°pu¤p tl
{ { sts x1u x1w v1u y1w u1v ty1t w1s vu1s w1s
tw v sss tu1{ |1{ z1u ty1{ tt1v x|1x tv1u ts{1s z1z
uv t yvx t|1s tw1z w1v z1{ uy1u tuz1z us1y t{y1y {1t
v{ wvx vu1v t|1s {1{ vu1{ uu1v tsx1u u{1v t|z1w x1u
u 研究方法
211 生物量测定和生产力估算
林分生物量和生产力的测定采用标准地 ) 标准木 ) 分级分层切割法k刘茜等 ot||yl ∀
212 年凋落物量和林地现存凋落物的测定
在不同年龄马尾松人工林样地内 o各随机设置 zs1z ¦° ≅ zs1z ¦°的尼龙网收集器 tx个 o每月收集
凋落物 t次 o按组分k叶 !小枝 !皮 !果 !有机碎屑l测定其干重k田大伦等 ot||xl ∀
在不同年龄马尾松林样地内 o各随机设置 x个 t ° ≅ t °的小样方 o按未分解 !半分解 !已分解 v个
层次 o测定现存凋落物的干重k田大伦等 ot||xl ∀
213 样品的采集与化学分析
在测定生物量的同时 o按干 !皮 !叶k分当年生叶和老叶l !枝k分当年生枝和老枝l !根k分为  s1u
¦° !s1u ∗ s1x ¦° ! s1x ¦°和根头 €采集 y株木的分析样品 o对样品逐一进行化学分析 o以 y株木分析
u 林 业 科 学 v|卷
结果取其平均值作为最终结果 ∀
年凋落物是按不同组分把各月份的凋落物混合 o取混合样进行测定作为最终结果 ~现存凋落物是在
不同年龄组样地的 x个 t ° ≅ t °的小样方内 o先按未分解 !半分解 !已分解 v个层次分别取样 o再按未
分解 !半分解 !已分解 v个层次把每个年龄组的 x个小样方分别混合 o取混合样进行测定作为最终结果 ∀
在不同年龄的样地内 o各按 s ∗ tx ¦° !tx ∗ vs ¦° !vs ∗ wx ¦° !wx ∗ ys ¦°分层随机取样 v ∗ w次 o再对
不同年龄阶段分层次分别混合 o取混合样测定作为最终结果 ∀同时测定其容重 o按其容重估算各层单位
面积土壤的重量 ∀
各样品中的微量元素 ƒ¨!≤∏!± !± !°¥!‘¬!≤§含量采用 ‹°vxts原子吸收分光光度计测定 ∀
214 微量元素循环参数的计算
采用利用系数 !循环系数和周转时间等生物循环参数k莫江明等 ot||| ~温肇穆等 ot||tl来分析微量
元素循环的特征 o其中利用系数为吸收量与贮存量的比值 o表明林木维持其生长所需的元素量 ∀循环系
数为归还量与吸收量的比值 o表明元素的循环强度 ∀周转时间为微量元素经历一个循环周期所需的时
间 o由微量元素的总贮量除以归还量k莫江明等 ot||| ~温肇穆等 ot||tl ∀
v 结果与分析
311 不同年龄马尾松林分微量元素分布特征
v1t1t 林地土壤中微量元素含量 表 u所示 o不同年龄阶段马尾松林地土壤中 oƒ¨的含量最高 o±次
之 o≤§最低 ∀ ≤∏和 ±o°¥和 ‘¬含量之间无数量级差异 ∀w个不同年龄马尾松林地土壤中 o各元素含量
在土壤层的垂直分布 o均呈现出随着土壤层深度的增加而减少 ∀林地土壤中 o不同年龄马尾松林之间 o
各微量元素含量的差异不明显 ∀但 ±元素有随着林分年龄增加而增加的趋势 ∀
表 2 林地土壤中微量元素含量
Ταβ . 2 Μιχροελεµεντσ χονχεντρατιον ιν τηε φορεστ σοιλ
林龄
„ª¨Π¤
土壤深度
≥²¬¯ §¨³·«Π¦°
微量元素含量 ¬¦µ²¨ ¯¨ °¨ ±·Πk°ª#®ªptl
ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§
s ∗ tx x{ ztt vt1|y uw1tyu tzx1t| |1v| w1xt s1ux
{ tx ∗ vs xs y|x vt1vw uu1xx tyy1uz z1uw v1ut s1uw
vs ∗ wx w{ wy{ vs1|t tz1|w tu|1sw x1|z v1tw s1uv
wx ∗ ys ws y{{ u|1ux ty1ww tux1vt x1u| v1ts s1uu
s ∗ tx wu tz{ uw1ux uw1xz tx|1wx {1wy w1st s1t{
tw tx ∗ vs wt s|z uv1|w uw1xt tvu1vy w1u| v1|w s1tzvs ∗ wx v{ tuw uv1w{ uw1w{ tux1|w w1s{ v1zu s1tz
wx ∗ ys v{ tsw uv1wy uw1wz tux1wx v1zy v1y| s1ty
s ∗ tx wy tuu uv1z{ ux1y{ uvy1{y y1vw |1ty s1ty
uv tx ∗ us ws us| uv1zy uw1ux uvs1vz y1ty {1xt s1txvs ∗ wx v| t|t uu1vw uv1z{ uu|1{z x1zu {1w{ s1tu
wx ∗ ys u| zty uu1ut uv1y| uww1zu x1w{ z1yx s1tt
s ∗ tx wz tvy uw1|v u|1|u uww1zu z1{t |1vu s1uy
v{ tx ∗ vs wy z|t uw1{w uy1yv uww1xx y1{ |1sw s1uxvs ∗ wx wy zwz uw1u| uv1z{ uvw1xy x1xu {1vz s1uw
wx ∗ ys wy xxz uw1sw tz1{u uvv1x| x1tu {1ut s1ty
v1t1u 林地枯枝落叶层微量元素含量动态 表 v列出了马尾松林地枯落物层中不同分解阶段微量元
素含量 o可以看出 o不同年龄阶段马尾松林地枯落物在分解过程中 o微量元素含量变化呈现一致规律 o即
ƒ¨!≤∏!± !°«!‘¬的含量相对增加 o±含量相对减少 o≤§含量基本上变化不大 ∀表明 ≤§分解速度较慢 o
其余元素分解速度相对较快 ∀
v 第 w期 田大伦等 }马尾松人工林微量元素生物循环的研究
表 3 林地枯枝落叶层中微量元素含量
Ταβ . 3 Μιχροελεµεντσ χονχεντρατιον ιν τηελιττερ φλοορ
林龄
„ª¨Π¤
层次
¤¼¨ µ
微量元素含量 ¬¦µ²¨ ¯¨ ° ±¨·Πk°ª#®ªptl
ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§
未分解 ¬·¨µ tvx1su v1tv uy1wz t|z1yv z1xv w1su s1uv
{ 半分解 ƒ µ¨° ±¨·¤·¬²± vxx1s| w1yy u|1s| uwz1{| tw1tt x1v{ s1uu
已分解 ‹∏°∏¶ t |{y1v| x1t| uv1ut wx|1ys uu1w| x1z| s1u|
未分解 ¬·¨µ tyv1u{ w1tz uy1|{ t|u1uz z1vt w1tv s1uu
tw 半分解 ƒ µ¨° ±¨·¤·¬²± x{|1wt x1zv vu1yv vsv1yt tx1zv x1yv s1ux
已分解 ‹∏°∏¶ u ss{1y| y1zx uw1uw yy|1xv z{1tv x1{{ s1u{
未分解 ¬·¨µ ut|1|x x1ut uz1sv uz{1u| uu1w| v1|{ s1wv
uv 半分解 ƒ µ¨° ±¨·¤·¬²± xyx1zy ts1wt wx1w{ yzt1zw zw1ts w1uv s1xs
已分解 ‹∏°∏¶ u ux{1yz uw1u| v|1|y t s{z1wx txt1yz y1zy s1xz
未分解 ¬·¨µ t suw1s| y1us ws1yz t ys{1|| uy1wu v1zx s1yw
v{ 半分解 ƒ µ¨° ±¨·¤·¬²± u ss{1y| ts1xy wv1y{ t wxw1x| zx1tv x1sw s1yx
已分解 ‹∏°∏¶ v u{t1|z u|1xx ws1x| t x{u1s{ uwv1ts z1{y s1yx
v1t1v 林木中微量元素含量变化规律 结果表明k见表 wl o不同年龄阶段林木各器官中的微量元素 o因
元素不同 o其含量也不同 o各微量元素在林木器官中含量的变化规律 o大致为 ƒ¨ ±  ±  ≤∏ °¥ ‘¬
 ≤§~在不同年龄阶段林木各器官中 o微量元素含量也因器官不同存在明显差异 o除 ≤§元素外 oƒ¨!≤∏!
± !± !°¥!‘¬的含量 o均以根 叶 枝 皮 干为序 ∀表明林木各器官微量元素含量的差异是随器官
的结构和功能而变化的 ∀不同年龄阶段林木的地上部分k叶 !枝 !皮 !干l oƒ¨!≤∏!± !±的含量在叶组织
中含量普遍较高 o这是因为它们都是参与光合作用的主要微量元素 ∀随着林分年龄的增加 o微量元素含
量变化较大 o尤以 ƒ¨!±在树根中的含量相对较高 o表明林木的树根能蓄持一些有害的重金属元素 o如
°¥!≤§o这就使得其他器官中的含量降低而降低受害 o说明林木有一定的抗污染能力 o在环境保护中起
着重要作用 ∀
表 4 林木各组分中微量元素含量 ≠
Ταβ . 4 Μιχροελεµεντσ χονχεντρατιον ιν διφφερεντ οργανσ οφ Μασσον Πινε τρεεσ
林龄
„ª¨Π¤
组分
’µª¤±¶
微量元素含量 ¬¦µ²¨ ¯¨ °¨ ±·Πk°ª#®ªptl
ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§
叶 ‘¨ §¨¯¨ twu1ttks1wtl z1yzks1vzl vw1{zks1usl ttu1tyks1wvl v1{zks1vxl t1ztks1xwl s1xvks1ysl
枝 …µ¤±¦« tv|1{yks1xxl x1yvks1vtl uz1x|ks1u{l |z1sxks1v|l v1{sks1wyl s1||ks1u{l s1x|ks1zsl
{ 皮 …¤µ® ttz1txks1yzl x1xwks1t|l uv1vtks1tzl {u1txks1zyl v1wsks1yxl s1{sks1ywl s1xzks1ztl
干 ≥·¨° tts1tyks1xyl x1u{ks1xvl ut1suks1vsl wv1{yks1vtl v1vvks1ssl s1{sks1ssl s1txks1ssl
根 •²²· wxw1{vks1{sl |1vtks1z{l us1vuks1uyl txw1||ks1v|l z1suks1zyl t1uwks1tyl s1ywks1xsl
叶 ‘¨ §¨¯¨ us{1u|ks1v{l {1z|ks1wsl v{1uxks1vsl usz1w{ks1usl w1usks1wxl u1stks1vvl s1wxks xtl
枝 …µ¤±¦« tvy1zzks1xvl y1vwks1vul vu1s{ks1u|l ts|1xxks1vtl v1zuks1v{l t1uxks1uxl s1yuks1zsl
tw 皮 …¤µ® tvu1{|ks1xsl x1tvks1uxl uy1{vks1vsl tsz1xtks1vxl v1vzks1wtl s1xyks1x{l s1ytks1x{l
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根 •²²· y{v1y{ks1zsl |1{|ks1yxl u|1s{ks1w{l uwy1xxks1xyl |1wzks1ysl t1{xks1vyl s1zuks1w|l
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根 •²²· |tu1xuks1zvl tu1w{ks1vxl vz1{wks1uul wv{1tsks1zvl {1|uks1wvl u1wxks1w{l s1|tks1{tl
叶 ‘¨ §¨¯¨ vuw1yxks1xtl tt1|zks1v{l ws1{yks1uxl uww1v|ks1vul |1yuks1vyl x1syks1w|l s1xuks1xyl
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v{ 皮 …¤µ® utw1xyks1v{l x1yyks1ttl uu1uuks1u|l t{t1||ks1xsl z1xsks1uvl s1|xks1t{l s1uuks1wyl
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根 •²²· w|x1wuks1{sl x1wtks1vxl vu1wxks1utl w|v1vsks1vzl tv1w|ks1uzl u1s|kt1vyl s1zvks1t|l
≠括号内的数据为变异系数 ⁄¤·¤¬±·«¨ ¥µ¤¦®¨·µ¨³µ¨¶¨±·√¤µ¬¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·q
w 林 业 科 学 v|卷
v1t1w 年凋落物中微量元素含量 从表 x看出 o在不同年龄阶段林分中 o不同凋落物组分 o其微量元素
含量不同 o其中 ƒ¨!≤∏!± !°¥在碎屑中含量最高 o± !‘¬在针叶中含量最高 o≤§在小枝中含量最高 ∀w
个林分凋落物中微量元素含量差异明显 ∀
表 5 凋落物中微量元素含量
Ταβ . 5 Μιχροελεµεντσ χονχεντρατιον οφλιττερφαλλ
林龄
„ª¨Π¤
组分
≤²°³²±¨ ±·
凋落物 ¬·¨µ
Πk®ª#«°pu¤p tl
微量元素含量 ¬¦µ²¨ ¯¨ °¨ ±·Πk°ª#®ªptl
ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§
针叶 ‘¨ §¨¯¨ w tws uty1x w1ut vu1yv vsw1z v1vs ts1ws s1ww
{ 小枝 ׺¬ª uu| ttv1u w1t| vu1wv yw1s u1wy s1vy s1z|树皮 …¤µ® |t ux{1u w1t| ux1zu yy1{ t1ys t1z{ s1yx
碎屑 ⁄¨ ¥µ¬¶ tu{ t |y{1w x1us uv1ut wv|1y uu1ts x1|u s1u{
针叶 ‘¨ §¨¯¨ { swu t|s1u u1zv v{1zs yww1s v1vs ts1{z s1vw
tw 小枝 ׺¬ª x{x tuz1t x1uv vu1yz uwx1z v1tx u1tx s1zx树皮 …¤µ® vwz uvu1| w1yx uv1wz txu1u u1sz s1|y s1v|
碎屑 ⁄¨ ¥µ¬¶ |wu t sys1w z1zy v{1tx t uz{1x ut1sx x1yz s1xy
针叶 ‘¨ §¨¯¨ { ||| tyv1{ x1sw wv1yy |{v1u v1vs tt1|y s1uu
uv 小枝 ׺¬ª ||x twt y1uy vu1|t wuz1w v1uz u1z{ s1z|树皮 …¤µ® uyv usz1y x1ux ut1uu uvz1y u1wy s1vy s1uu
碎屑 ⁄¨ ¥µ¬¶ t tzz t u|y1| |1uv wt1|t t vx{1v ut1{s x1{| s1yv
针叶 ‘¨ §¨¯¨ v xz{ y{|1t x1wx wx1t| t wzx1z x1xz y1{{ s1wz
v{ 小枝 ׺¬ª wwv x|v1z x1us vy1|z t vw{1u x1x| u1{v s1zu树皮 …¤µ® tyv yt|1v w1|v u{1{{ {uu1x x1x{ u1vy s1xw
碎屑 ⁄¨ ¥µ¬¶ usy u u{u1s us1sy ws1z| t xt{1v tut1{ y1{z s1yw
表 6 马尾松林微量元素的贮存量与分配
Ταβ . 6 Τηε στοραγε ανδ διστριβυτιον οφ µιχροελεµεντσιν Μασσον Πινε πλαντατιον
林龄
„ª¨Π¤
组分
≤²°³²±¨ ±·
生物量 …¬²°¤¶¶
Πk·#«°pul
微量元素含量 ¬¦µ²¨ ¯¨ ° ±¨·Πk°ª#®ªptl
ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§ 合计 ײ·¤¯
叶 ‘¨ §¨¯¨ v1u s1wxx s1sux s1ttu s1vx| s1stu s1ssx s1ssu s1|zs
枝 …µ¤±¦« y1w s1{|x s1svy s1tzz s1yut s1suw s1ssy s1ssw t1zyv
{ 皮 …¤µ® u1v s1uy| s1stv s1sxw s1t{| s1ss{ s1ssu s1sst s1xvy干 ≥·¨° ty1t t1zzw s1s{x s1vv{ s1zsy s1sxw s1stv s1ssu u1|zu
根 • ²²· w1s t1{t| s1sut s1s{t s1vus s1su{ s1ssx s1ssv u1xzz
合计 ײ·¤¯ vu1s x1utu s1t{s s1zyu u1w|x s1tuy s1svt s1stu {1{t{
叶 ‘¨ §¨¯¨ z1u t1xss s1syv s1uzx t1w|w s1svs s1stw s1ssv v1vz|
枝 …µ¤±¦« ty1{ u1u|{ s1tsz s1xv| t1{ws s1syu s1sut s1sts w1{zz
tw 皮 …¤µ® tt1v t1xsu s1sx{ s1vsv t1utx s1sv{ s1ssy s1ssz v1tu|干 ≥·¨° x|1x y1|zx s1uxz s1|{x x1xyv s1txw s1stv s1suy tv1|zv
根 • ²²· tv1u |1sux s1tvt s1v{w v1uxw s1tux s1suw s1sts tu1|xv
合计 ײ·¤¯ ts{1s ut1vss s1yty u1w{y tv1vyy s1ws| s1sz{ s1sxy v{1vtt
叶 ‘¨ §¨¯¨ w1v t1u{{ s1sxt s1tz| t1sww s1suu s1stv s1ssv u1yss
枝 …µ¤±¦« z1{ t1swv s1s|v s1vux t1{|w s1sws s1suw s1ssx v1wuw
uv 皮 …¤µ® uy1u v1uxz s1tvs s1z|x v1uwx s1sz{ s1ss| s1ssy z1xus干 ≥·¨° tuz1z tx1z|w s1ytv t1xww tw1ww{ s1vyy s1swt s1st| vu1{ux
根 • ²²· us1y t{1z|{ s1ux{ s1z{ |1sux s1t{w s1sxs s1st| u|1ttw
合计 ײ·¤¯ t{y1y ws1t{s t1twx v1yuv u|1yxy s1y|s s1tvz s1sxu zx1w{v
叶 ‘¨ §¨¯¨ {1{ u1{xz s1tsx s1vys u1txt s1s{x s1twx s1ssx x1ys{
枝 …µ¤±¦« vu1{ {1w{y s1vuz t1ut| y1ywy s1uwz s1syy s1stw tz1ssx
v{ 皮 …¤µ® uu1v w1z{x s1tuy s1w|y w1sx{ s1tyz s1suu s1ssy |1yys干 ≥·¨° tsx1u us1sut s1xvu t1z|| t{1xvx s1zzw s1tss s1suv wt1z{w
根 • ²²· u{1v tv1||u s1wvy s1|t{ tv1|ys s1v{u s1sx| s1sut u|1zy{
合计 ײ·¤¯ t|z1w xs1twt t1xuy w1z|u wx1vxs t1yxx s1u|u s1sy| tsv1{ux
x 第 w期 田大伦等 }马尾松人工林微量元素生物循环的研究
312 不同年龄马尾松林分微量元素的贮存量与分配
不同年龄马尾松林分中 oz种微量元素的总贮存量为 {1{t{ ∗ tsv1{ux ®ª#«°pu o且随林木生长生物
量的增大而增加 ∀从不同微量元素的贮存量来看 oƒ¨!±的贮存量最高 o其次是 ≤∏!± !°«o以 ‘¬!≤§的
贮存量最低k表 yl ∀在各器官的分配情况为 }树冠枝叶的生物量占总生物量的 z h ∗ vs h o微量元素贮
存量占总贮存量的 { h ∗ vt h o地下部分根的生物量占 tt h ∗ tw h o微量元素贮存量占 u| h ∗ v| h o树
皮和树干的生物量最大 o占 x{ h ∗ {v h o微量元素的贮存量也最多 o为 ws h ∗ xw h ∀
313 不同年龄马尾松林微量元素生物循环特征
v1v1t 存留量 微量元素年存留量指植物各器官在单位时间kt ¤l内积累的微量元素总量 ∀表 z列出
了不同年龄阶段马尾松林分微量元素的年存留量 ∀结果表明 o不同年龄阶段林分的微量元素年存留量
为 t1ttv ∗ v1vwz ®ª#«°pu¤pt o且主要存留在地上部分的叶 !枝 !皮 !干中 o占年存留量的 yu h ∗ z{ h o地下
部分的根系占 uu h ∗ v{ h ∀
表 7 马尾松林微量元素的年净积累量
Ταβ . 7 Τηε αννυαλ νετ αχχυµ υλατιον οφ µιχροελεµεντσιν Μασσον Πινε πλαντατιονσ
林龄
„ª¨Π¤
组分
≤²°³²±¨ ±·
生产力 °µ²§∏¦·¬√¬·¼
Πk·#«°pu¤p tl
微量元素含量 ¬¦µ²¨ ¯¨ ° ±¨·Πk°ª#®ªpt¤p tl
ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§ 合计 ײ·¤¯
叶 ‘¨ §¨¯¨ s1w s1sxz s1ssv s1stw s1swx s1ssu s1sst s1sst s1tuv
枝 …µ¤±¦« s1{ s1ttu s1ssx s1suu s1sz{ s1ssv s1sst s1sst s1uuu
{ 皮 …¤µ® s1v s1svx s1ssu s1ssz s1sux s1sst s1sst s1sst s1szu
干 ≥·¨° u1s s1uus s1stt s1swu s1s{{ s1ssz s1ssu s1sst s1vzt
根 •²²· s1x s1uuz s1ssx s1sts s1szz s1ssw s1sst s1sst s1vux
合计 ײ·¤¯ w1s s1yxt s1suy s1s|x s1vtv s1stz s1ssy s1ssx t1ttv
叶 ‘¨ §¨¯¨ s1x s1tsw s1ssw s1st| s1tsw s1ssu s1sst s1sst s1uvx
枝 …µ¤±¦« t1u s1tyw s1ss{ s1sv{ s1tvt s1ssw s1ssu s1sst s1vw{
tw 皮 …¤µ® s1{ s1tsy s1ssw s1sut s1s{y s1ssv s1sst s1sst s1uuu
干 ≥·¨° w1v s1xsw s1st| s1szt s1wsu s1ssv s1sst s1ssu t1ssu
根 •²²· s1| s1ytx s1sts s1suy s1uuu s1ss| s1ssu s1sst s1{{x
合计 ײ·¤¯ z1z t1w|v s1swx s1tzx s1|wx s1sut s1ssz s1ssy u1y|u
叶 ‘¨ §¨¯¨ s1u s1sys s1ssu s1ss{ s1sw| s1sst s1sst s1sst s1tuu
枝 …µ¤±¦« s1v s1sws s1ssu s1stt s1sv| s1sst s1sst s1sst s1s|x
uv 皮 …¤µ® t1t s1tvz s1ssx s1svv s1tvy s1ssv s1sst s1sst s1vty
干 ≥·¨° x1y s1y|v s1suz s1tzs s1yvw s1sty s1ssu s1sst t1xwv
根 •²²· s1| s1{ut s1stt s1svw s1v|w s1ss{ s1ssu s1sst t1uzt
合计 ײ·¤¯ {1t t1zxt s1swz s1uxy t1uxu s1su| s1ssz s1ssx v1vwz
叶 ‘¨ §¨¯¨ s1u s1syx s1ssu s1ss{ s1sw| s1sst s1sst s1sst s1tuz
枝 …µ¤±¦« s1| s1uvv s1ss| s1svv s1t{u s1ssz s1ssu s1sst s1wyz
v{ 皮 …¤µ® s1y s1x|y s1ssv s1stv s1ts| s1ssx s1sst s1sst s1zu{
干 ≥·¨° u1{ s1xvv s1twu s1sw{ s1w|v s1sut s1ssv s1sst t1uwt
根 •²²· s1z s1vwy s1stt s1suv s1vwx s1ss| s1sst s1sst s1zvy
合计 ײ·¤¯ x1u t1zzv s1tyz s1tux t1tz{ s1swv s1ss{ s1ssx v1u||
v1v1u 归还量 以凋落物量乘以其相应元素的含量即为凋落物归还的元素量k表 {l ∀因本次研究未将
降水茎流和林冠流归还量及死根的归还量计入 o仅计算了林分凋落物的归还量 o结果比实际稍低 ∀
v1v1v 生物循环 不同年龄阶段马尾松林微量元素的年吸收量为 v1{wy ∗ t{1zxv ®ª#«°pu oƒ¨!≤∏和 °¥
的吸收量顺序为 v{ ¤生  uv ¤生  tw ¤生  { ¤生 o而 ± !±和 ‘¬年吸收量排序为 uv ¤生  tw ¤生 
v{ ¤生  { ¤生 o≤§在不同年龄马尾松林分的吸收量差异不大 ∀表明不同年龄阶段林分维持生物所需
要的微量元素量是不同的 ~林分微量元素的年归还量为 u1zvv ∗ tw1{yy ®ª#«°pu o其中 ƒ¨年归还量为 v{
¤生  uv ¤生  tw¤生  {¤生 o≤∏!u± !± !°¥和 ‘¬为 uv¤生  tw¤生  v{¤生  {¤生 o≤§仍差异不大 ~
林分微量元素的年存留量为 t1ttv ∗ v1{{z ®ª#«°pu o不同微量元素大小排序也不相同 ∀
y 林 业 科 学 v|卷
表 8 微量元素的生物循环
Ταβ . 8 Βιολογιχαλ χψχλινγ οφ µιχροελεµεντσιν Μασσον Πινε πλαντατιον
林龄
„ª¨Π¤
项 目
Œ·¨° ƒ¨ ≤∏ ± ± °¥ ‘¬ ≤§
合计
ײ·¤¯
贮存量 ≥·µ²¤ª¨Πk®ª#«°pul x1utu s1t{s s1zyu u1w|x s1tuy s1svt s1stu {1{t{
吸收量 „¥¶²µ³·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl t1{w{ s1swy s1uwu t1yxt s1svy s1stv s1sts v1{wy
存留量 • ·¨¨±·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl s1yxt s1suy s1s|x s1vtv s1stz s1ssy s1ssx t1ttv
{ 归还量 • ·¨∏µ±Πk®ª#«°pu¤p tl t1t|z s1sus s1twz t1vv{ s1st| s1ssz s1ssx u1zvv
利用系数 ˜·¬¯¬½¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±· s1vxx s1uyy s1vt{ s1yyu s1u{y s1wt| s1{vv s1wvy
循环系数 ≤¼¦¯¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±· s1yw{ s1wvx s1ysz s1{ts s1xuz s1xv{ s1xss s1ztt
周转时间 • ¦¨¼¦¯¬±ª³¨µ¬²§Π¤ w1vxw |1sss x1t{w t1{yx y1yvu w1wu| u1wss v1uuy
贮存量 ≥·µ²¤ª¨Πk®ª#«°pul ut1vss s1yty u1w{y tv1vyy s1ws| s1su{ s1sxy v{1vtt
吸收量 „¥¶²µ³·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl w1tyu s1sz| s1xwz z1x{v s1szu s1tsu s1stv tu1xx{
存留量 • ·¨¨±·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl t1w|v s1swx s1tzu s1|wx s1sut s1ssz s1ssy u1y|u
tw 归还量 • ·¨∏µ±Πk®ª#«°pu¤p tl u1yy| s1svw s1vzu y1yv{ s1sxt s1s|x s1ssz |1{yy
利用系数 ˜·¬¯¬½¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±· s1t|x s1tu{ s1uus s1xyz s1tzy t1vs{ s1uvu s1vvs
循环系数 ≤¼¦¯¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±· s1ywt s1wvs s1y{s s1{zx s1zs{ s1|vt s1xv{ s1z{y
周转时间 • ¦¨¼¦¯¬±ª³¨µ¬²§Π¤ z1|{t t{1tt{ y1y{v u1stw {1sus s1{ut {1sss v1{yv
贮存量 ≥·µ²¤ª¨Πk®ª#«°pul ws1t{s t1twx v1yuv u|1yxy s1y|s s1tvz s1sxu zx1w{v
吸收量 „¥¶²µ³·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl w1|wx s1ttt s1zvz tu1t|u s1s|s s1tuz s1stt t{1zxv
存留量 • ·¨¨±·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl t1zxt s1swz s1uxy t1uxu s1su| s1ssz s1xwx v1{{z
uv 归还量 • ·¨∏µ±Πk®ª#«°pu¤p tl v1t|w s1syw s1w{t ts1|ws s1syt s1tus s1ssy tw1{yy
利用系数 ˜·¬¯¬½¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±· s1tuv s1s|z s1usv s1wtt s1tvs s1|uz s1utt s1uw{
循环系数 ≤¼¦¯¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±· s1ywy s1xzz s1yxv s1{|z s1yz{ s1|wx s1stt s1z|v
周转时间 • ¦¨¼¦¯¬±ª³¨µ¬²§Π¤ tu1x{s tz1{|t z1xvu s1vy| tt1vtt t1twu {1yyz x1sz{
贮存量 ≥·µ²¤ª¨Πk®ª#«°pul xs1twt t1xuy w1z|u wx1vxs t1yxx s1u|u s1sy| tsv1{ux
吸收量 „¥¶²µ³·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl x1szx s1t|x s1vst z1xuw s1s|u s1svy s1stt tv1uvw
存留量 • ·¨¨±·¬²±Πk®ª#«°pu¤p tl t1zzv s1tyz s1tux t1tz{ s1swv s1ss{ s1ssx v1u||
v{ 归还量 • ·¨∏µ±Πk®ª#«°pu¤p tl v1vsu s1su{ s1tzy y1vwy s1s|| s1su{ s1ssy |1|vx
利用系数 ˜·¬¯¬½¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±· s1tst s1tu{ s1syv s1tyy s1sxy s1tuv s1tx| s1tuz
循环系数 ≤¼¦¯¬±ª¦²¨©©¬¦¬¨±· s1yxt s1tww s1x{x s1{wv s1xvv s1zz{ s1xwx s1zxt
周转时间 • ¦¨¼¦¯¬±ª³¨µ¬²§Π¤ tx1t{x xw1xss uz1uuz z1twy vv1zzy ts1wu| tt1xss ts1wxs
表 {也表明 o不同年龄阶段马尾松林微量元素总的利用系数为 s1tuz ∗ s1wvy o随林分年龄增加而减
少 ∀循环系数分别为 s1ztt !s1zxt !s1z{y !s1z|v o而且微量元素的循环速率差异不明显 ∀周转期为 v1uuy
∗ ts1wxs o随林分年龄增加而增大 ∀可见马尾松林随年龄增加 o早期自身微量元素利用率低 o但其归还
速率快 o周转期短 o有利于林地生产力维持 o林分到达成熟期微量元素的周转期长 o归还给林地的微量元
素速率慢 o林木更多地消耗林地的养分 ∀因此 o马尾松林到达成熟期后要通过人为措施 o如采伐利用或
加快其演替速度来恢复地带性的稳定群落 o以达到维持林地持久的生产力 ∀
w 结论
桂中丘陵区马尾松林林地土壤中 z种微量元素含量 o以 ƒ¨最高 o±次之 o≤§最低 ∀z种微量元素
在土壤中的含量变化 o随林分年龄的增加 o均呈现随土层深度增加而减少的垂直分布规律 ∀在枯枝落叶
层分解过程中 oƒ¨!≤∏!± !± !°¥!‘¬分解速度比 ≤§快 ∀
不同年龄阶段马尾松林木各器官微量元素的含量 o因元素不同 !器官不同和林分年龄不同而差异 ∀
林木各器官微量元素含量大小排序为根 叶 枝 皮 干 ~微量元素在各器官中含量排序为 ƒ¨ ± 
± ≤∏ °¥ ‘¬ ≤§∀且 °¥!≤§在根系中含量高于其他器官 o这对环境保护起着重要作用 ∀随着林分
年龄的增加 o微量元素含量差异较大 o尤以 ƒ¨明显 ∀
不同年龄阶段林分凋落物中微量元素含量 o因组分不同而含量不同 oƒ¨!≤∏!± !°¥在碎屑中含量最
z 第 w期 田大伦等 }马尾松人工林微量元素生物循环的研究
高 o± !‘¬在针叶中含量最高 o≤§在小枝中含量最高 ∀且随林分年龄不同 o凋落物微量元素含量差异明
显 ∀
不同年龄阶段马尾松林微量元素总贮存量为 {1{t{ ∗ tsv1{ux ®ª#«°pu o树皮和树干的贮存量最高 o
占总贮存量的 ws h ∗ xs h ∀微量元素贮存量还随林分生物量的增大而增加 ∀
不同年龄阶段马尾松林微量元素的年吸收量分别为 v1{wy !tu1xx{ !t{1zxv和 tv1uvw®ª#«°pu ~年归
还量为 u1zvv !|1{yy !tw1{yy和 |1|vx ®ª#«°pu ~年存留量为 t1ttv !u1y|u !v1{{z和 v1u|| ®ª#«°pu ∀w个年
龄阶段马尾松林微量元素的年吸收量 !归还量和存留量存在明显差异 ~微量元素总的利用系数为 s1tuz
∗ s1wvy o循环系数分别为 s1ztt !s1zx¯ !s1z{y !s1z|v o周转期为 v1uuy ∗ ts1wxs ∀可见马尾松随年龄增加 o
早期自身微量元素利用率低 o但其归还速率快 o周转期短 o有利于林地生产力维持 o林分到达成熟期微量
元素的周转期长 o归还给林地的微量元素速率慢 o林木更多地关注自身的生长 o更多地消耗林地的养分 ∀
因此 o马尾松林到达成熟期后要通过人为措施 o如采伐利用或加快其演替速度来恢复地带性的稳定群
落 o以达到维持林地持久的生产力 ∀
参 考 文 献
傅金和 q杉木林中的微量元素含量 !积累和生物循环 q中南林学院学报k杉木人工林生态系统研究专辑l ot|{| ok增刊l }zy p {w
刘广全 o土小宁 o赵士洞等 q秦岭栎林带生物量及其营养元素分布特征 q林业科学 ousst ovzktl }u{ p vy
刘 茜 q不同龄组马尾松人工林生物量及生产力的研究 q中南林学院学报 ot||y otykwl }wz p xt
刘世荣 o蔡体久 o柴一新 q落叶松人工林生态系统营养元素生物循环规律的研究 q见 }周晓峰 q森林生态系统定位研究 q哈尔滨 }东北林业
大学出版社 ot||t }tz| p t|t
刘兴良 o宿以明 o向成华等 o川西云杉人工林养分含量 !贮量及分配的研究 q林业科学 ousst ovzkwl }ts p t{
刘煊章 q凹叶厚朴人工林营养元素的生物循环 q见 }刘煊章 q森林生态系统定位研究 q北京 }中国林业出版社 ot||v }tyz p tzw
刘煊章 o康文星 q三种药材林生态系统营养元素循环的研究 o林业科学 ot||w ovskxl }v|| p wsw
莫江明 o≥¤±§µ¤ …µ²º±o孔国辉等 q鼎湖山马尾松林营养元素的分布和生物循环特征 q生态学报 ot||| ot|kxl }yvx p yws
潘开文 o刘照光 q连香树人工幼林群落营养元素含量 !积累分配和循环 q林业科学 ousst ovzkul }t p tu
田大伦 q马尾松林杆材阶段养分循环及密度关系的研究 q林业科学 ot|{| ouxkul }tsy p ttu
田大伦 q森林生态系统养分循环定位研究方法 q见 }林业部科技司k马雪华主编l q森林生态系统定位研究方法 q北京 }中国科学技术出版
社 ot||w }tzv p uwx
田大伦 o宁晓波 q不同龄组马尾松林凋落物量及养分归还量的研究 q中南林学院学报 ot||x otxkul }tyv p ty|
文仕知 o田大伦 o陈亮明 q黧蒴栲林营养元素含量 !积累和分布研究 q林业科学 ot||z ovvk专刊 ul }tyz p tzw
文仕知 o陈亮明 q马尾松天然林随年龄生长过程中生物产量及养分分布 q林业科学 ot||z ovvk专刊 ul }t{t p t|v
项文化 o刘煊章 o蔡宝玉 q间伐后马尾松林分养分元素含量 !积累和分布 q见 }刘煊章 q森林生态系统定位研究 q北京 }中国林业出版社 o
t||v }tz{ p t{v
项文化 o田大伦 o蔡宝玉等 q不同密度湿地松林凋落物量及养分特性的研究 q林业科学 ot||z ovvk专刊 ul }tzx p t{s
张成林 q天然次生白桦林生态系统营养元素的积累 !分配和循环的研究 q见 }周晓峰 q森林生态系统定位研究 q哈尔滨 }东北林业大学出版
社 ot||t }tys p ty|
温肇穆 o梁宏温 o黎 跃等 q杉木成熟林乔木层营养元素生物循环的研究 q植物生态学与地植物学学报 ot||t otxktl }vy p wx
…¬±®¯ ¼¨ ⁄qƒ²µ¨¶·‘∏·µ¬·¬²± ¤±¤ª¨ °¨ ±·q ‘¨º ≠²µ®}²«± • ¬¯¨ ¼ ¤±§≥²±¶ot|{z }t p tzw
{ 林 业 科 学 v|卷