全 文 ： 第 vz卷 第 t期u s s t年 t 月
林 业 科 学
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秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征 3
刘广全tl 土小宁vl
k中国水利水电科学研究院 北京 tssswwl
赵士洞ul
k中国科学院自然资源综合考察委员会 北京 tsststl
孙升辉wl
k西北农林科技大学 杨凌 ztutssl
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k德国哥廷根大学生物气候研究所l
摘 要 } 秦岭锐齿栎林 !油松林和华山松林k包括 s ∗ ys ¦°土层l营养元素总贮量达 u|1uxss ∗ v|s1tzv|·#
«°p u o其大小为锐齿栎林 华山松 油松林 o土壤中营养现贮量占系统总量的 |v1ts h ∗ ||1v| h o植被层和
凋落物层仅占 s1xz h ∗ v1ss h和 s1ts h ∗ t1|| h ~v林分乔木层生物量 !木材蓄积量和营养元素积累量平均
值分别为 tus1w{v·#«°p u !tu|1v{w °v#«° p u和 tuuy1| ®ª#«°p u o锐齿栎林 油松林 华山松林 ∀v林分林
下植被层生物量现存量和营养元素积累量平均值分别为 t1xxv·#«° p u和 xv1t ®ª#«°p u o锐齿栎林最大 o华山
松林最小 ∀林下凋落物现存量和营养元素积累量平均值分别为 tz1wzx·#«°p u和 xsu1x ®ª#«°p u ov林分凋
落物现存量 !营养元素含量及其积累量都存在明显的差异 ∀锐齿栎林 !油松林和华山松林营养元素年吸收
量 !归还量 !存留量和平均归还率分别为 vvw1w !twz1u和 uyw1v ot|x1x !yy1|和 {w1t otv{1{ !{s1w和 t{s1u ®ª
#«°p u和 s1x{x !s1wxw和 s1vt{ ov林分各营养元素的年吸收量 !归还量和存留量也存在一定的差异 ∀锐齿
栎林干和皮中 ≤¤和  ª含量远远高于油松林和华山松林的 o锐齿栎林多代连作势必导致营养元素的大量流
失 o特别是 ≤¤和  ªo会破坏土壤原有离子动态平衡 o引起林地土壤理化性质改变 o林地生产潜力逐渐下降 ∀
关键词 } 秦岭 o锐齿栎林 o油松林 o华山松林 o生物量 o营养元素生物循环
收稿日期 }t|||2s{2t{ ∀
基金项目 }国家重点基础研究发展规划项目kŠt|||swvysul ∀
3 本项研究得到 张仰渠 教授和杨茂生教授的指导 o特此缅怀和致谢 ∀
tl !ul !vl !wl !xl为作者排序 ∀
∆ΙΣΤΡΙΒΥΤΙΟΝΑΛ ΧΗΑΡΑΧΤΕΡΙΣΤΙΧΣ ΟΝ ΒΙΟΜΑΣΣ ΑΝ∆
ΝΥΤΡΙΕΝΤ ΕΛΕ ΜΕΝΤΣ ΟΦ ΠΙΝΕ2ΟΑΚ ΦΟΡΕΣΤ ΒΕΛΤ ΙΝ ΜΤ .ΘΙΝΛΙΝΓ
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( Χηινα Ινστιτυτε οφ Ωατερ Ρεσουρχεσ ανδ Ηψδροποωερ Ρεσεαρχη Βειϕινγ tsssww)
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( Χοµ µισσιον φορ Ιντεγρατεδ Συρϖεψ οφ Νατυραλ Ρεσουρχεσ, ΧΑΣ , Βειϕινγ tsstst)
≥∏± ≥«¨ ±ª«∏¬wl
( Νορτηωεστ Σχιενχε ανδ Τεχηνολογψ Υνιϖερσιτψ οφ Αγριχυλτυρε ανδ Φορεστρψ, Ψανγλινγ ztutss)
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(Ινστιτυτε οφ Βιοχλι µ ατολογψ, Υνιϖερσιτψ Γοεττινγεν οφ Γερµ ανψ)
Αβστραχτ : ׫¨ ©²µ¨¶·¨ ¦²¶¼¶·¨°¶²©¶«¤µ³·²²·«²¤® k Θυερχυσ αλιενα √¤µqαχυτεσερρατα ¤¬¬° ql o≤«¬±¨ ¶¨
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Κεψ ωορδσ: ·q±¬±¯¬±ªo Θυερχυσ αλιενα √¤µqαχυτεσερρατα , Πινυσ ταβυλαεφορµισ, Π. αρµ ανδι ,
…¬²°¤¶¶o…¬²2¦¼¦¯¬±ª²©±∏·µ¬¨±·¨ ¯¨ ° ±¨·¶
在秦岭山地海拔 {ss ∗ uvss ° 之间的森林生态系统中 o形成了以油松k Πινυσ ταβυλαεφορµισ
|u 第 t期 刘广全等 }秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征
≤¤µµql !锐齿栎k Θυερχυσ αλιενα √¤µqαχυτεσερρατα ¤¬¬° ql和华山松k Π. αρµ ανδι ƒµ¤±¦«l为优势种的森
林类型 o它们以纯林或混交林的形式斑块分布 o海拔 tzss °以上锐齿栎常与华山松混交 o而在海拔较
低的地方常与油松混交 o形成不同混交林或块状纯林镶嵌分布 o统称为松栎林带 o它们是秦岭林区的主
要森林类型和木材资源 o其面积和蓄积占该林区的 ws h以上k杨茂生等 ot||wl o不仅提供大量木材和林
副产品 o同时具有很好的保持水土 !水源涵养和理水功能k杨茂生等 ot||tl以及改良土壤作用 ∀探索秦
岭松栎林带生物量及其营养元素含量积累和分布规律 o不仅可以预测立地的生产潜力 o而且为合理地
制定经营方案及森林培育积累基础数据 o提供理论依据 ∀
t 研究区自然概况
研究区位于北纬 vvβt{χ ∗ vwβuyχ o东经 tsyβswχ ∗ ttsβwsχ o海拔 {ss ∗ uvss °的秦岭山地 o相对高差
xss ∗ tsss ° ~年均气温 y1t ε ∗ {1x ε o最高气温 vs1s ε ∗ ws1s ε o最低气温 p tu1s ε ∗ p ux qs ε o
∴ts ε 的积温 utss ε ∗ u|ss ε o年降雨量 {ss ∗ tsss °° o年蒸发量 zss ∗ |xs °° o相对湿度 yx1s h
∗ z{ qs h o无霜期 tys ∗ t|y §o为温湿气候区 ∀林下土壤一般为山地弱灰化棕色森林土和山地棕色森
林土 o另有少量黄棕壤 !褐土和草甸土 o成土母质多为花岗岩和片麻岩 o土层较厚 o多在 ws ¦°以上 o³‹
值为 y1x左右 o质地多为沙壤和壤土 o土壤结构良好 o肥力较高 ∀
秦岭松栎林带林分层次分化明显 o乔木 !灌木 !草本和活地被层发育完整 o且具有丰富的层间植物 ∀
乔木层被分为两个亚层 o第 t亚层高度可达 tu ∗ t{ ° o主要树种有锐齿栎 !华山松 !油松 !栓皮栎k Θ .
ϖαριαβιλισl !槲栎k Θ . δεταταl !马尾松k Πινυσ µ ασσονιαναl !山杨k Ποπυλυσ δαϖιδιανα) !青杨( Ποπυλυσ
χατηαψενσισ) !青冈( Χψχλοβανοπσισ γλαυχα) !漆树( Τοξιχοδενδρον ϖερνιχιφλυ µ ) !椴树( Τιλια ¶³ql !枫杨
kΠτερχαρψα στενοπτεραl !桦木k Βετυλα ¶³ql等大乔木组成 ~第 u 亚层高度 x ∗ tt° o主要种有鹅耳枥
kΧαρπινυσ¶³ql !青杂槭k Αχερ ηερσιιl !木姜子k Λιτσεα ¶³ql !三桠乌药k Λινδερα οβτυσιλοβαl !千金榆
k Χαρπινυσχορδαταl !花楸k Σορβυσ¶³ql和稠李k Πρυνυσ¶³ql等小乔木构成 o乔木树种计 us余个 ∀灌木
层主要种有箭竹k Σιναρυνδιναρια νιτιδαl !毛樱桃k Πρυνυσ τοµεντοσαl !榛子k Χορψλυσ ηετεροπηψλλαl !中
华绣线梅k Νειλλια σινενσισl !鞘柄菝契k Σ µιλαξ στανσl !美丽胡枝子k Λεασπεδεζα φορµοσα) !栓翅卫茅
( Ευονψµ υσ πηελλοµ ανα) !青荚叶( Ηελωινγια ϕαπονιχα)及啬薇属( Ροσᶳql等 vs多种 ∀草本层发育较
弱 o一般高度在 xs¦° 以下 o覆盖度通常不大于 ux h o主要种有大披针苔草k Χαρεξ λανχε) !崖棕( Χ.
σιδεροστιχτα) !唐松草( Τηαλιχτρυ µ ¶³³ql !鹿蹄草k Πψρολα ροτυνδιφολια) !糙苏( Πηλοµισ υ µ βροσα) !茜草
( Ρυβια χορδιγφολια)等 ∀松栎林带各林分层间植物较为丰富 ,多达 ws ∗ ys余种 ,主要由猕猴桃科 !蔷薇
科 !百合科 !毛茛科 !葡萄科等组成 ∀
u 研究方法
211 生物量测定方法及样品采集
测定林分生物量的现存量和生产力 o用标准地 p标准木 p分层切割法 ∀在秦岭林区的南 !北坡 o
东 !中 !西段 o按林分起源 !树种组成 !林分类型 !林龄 !密度 !海拔 !坡向 !坡位 !坡度和土壤因子及人为干
扰程度等 o设置面积为 s1sw ∗ s1tx «°u 的标准地 o测定其立地和林分因子 ∀对标准地进行每木检尺 o
确定平均标准木和径阶标准木 o将标准木伐倒 o采用分层切割法测定林木生物量的现存量 ∀
在标准地内 o按/ • 0形布设 x个 t ° ≅ t °样方 o林下植被灌木层分树叶 !枝干取样 o草本层取混合
样 o根系取混合样 o测定各自生物量 ~死地被物分分解层和未分解层 o未分解层又分枯枝 !枯叶 !枯果和
其他组分分别取样测定 ∀同时 o在采集林下植物样和枯枝落叶样的同一地点 o挖 x个土壤剖面 o按 s ∗
us¦° !us ∗ ws¦° !ws ∗ ys¦° !ys¦°以下机械分层取土样 o测定其物理性质 !含水率和有机质含量等指
标 ∀
212 营养元素的测定方法
将外业采集的植物样在 {x ε 下烘干 o再粉碎 !装瓶 !贴签待用 ~测定营养元素含量时 otsx ε 下烘 v
sv 林 业 科 学 vz卷
«o准确称样 o用 ‹u≥’w p ‹u ’u凯氏消煮法溶样 o备用测定 ∀把外业采集的土样自然风干 o过 t1ss °°
土壤筛 o装瓶 !贴签备用 ∀
植物样营养元素含量的化学分析方法 }‘为碱解扩散吸收法 ~°为钼蓝比色 zut型分光光度计法 ~
Ž为火焰光度计法 ~≤¤! ª为 • ƒ⁄p ≠u型原子吸收光谱法 ∀土样营养元素含量化学测定方法 }速效
‘为碱解扩散吸收法 ~速效 °为 ‘‹wƒ p ‹≤浸提 o钼蓝比色 zut型分光光度计法 ~速效 Ž为 ‘‹w’„≤
浸提 o火焰光度计法 ~全 ‘为 ‹u≥’w p ≤∏≥’w p ≥¨消煮 o碱解扩散吸收法 ~全 °为酸熔 o钼蓝比色 zut型
分光光度计法 ~全 Ž为 ‘¤’ ‹ 熔融 o火焰光度计法 ~全 ≤¤! ª为 ‘¤u≤ ’v 碱焙烧 o• ƒ⁄p ≠u型原子吸
收光谱法 ∀
v 结果与分析
311 松栎林带不同林分的生物量
v1t1t 乔木层生物量和生产力 松栎林带不同林分建群种的生物量 !材积 !叶面积 !树高与胸径和树
高或胸径之间存在密切的相关关系 o用回归分析法拟合了材积 !树高 !叶面积 !树干等各器官干重的回
归方程 o通过检验方程的估计精度 !可靠性都达到实际要求 ∀uy龄锐齿栎林 !uw龄油松林和 uw龄华山
松林乔木层的生物量现存量和木材蓄积量的平均值分别为 tus1w{v·#«°u 和 tu|1v{w °v#«°p u o以锐
齿栎林的生物量现存量和木材蓄积量最大 o分别高出平均值的 ys1us h和 vx1xs h o油松林居中 o华山
松林的最小k表 tlk高甲荣 ot|{z ~张硕新等 ot|{| ~陈存根等 ot||yl ∀
表 1 松栎林带不同林分类型的生物量和材积蓄积量
Ταβ .1 Βιοµ ασσ ανδ γροωινγ στοχκ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
生物量 …¬²°¤¶¶k·#«°p ul
树干
…²¯¨
树皮
…¤µ®
枝条
…µ¤±¦«
叶
¨¤©
根系
• ²²·
合计
ײ·¤¯
材积 ∂ ²¯∏°¨
k°v#«°p ul
锐齿栎 ≥«¤µ³·²²·«²¤® {y1z{t ut1v|y uv1yuz w1sxy xz1txt t|v1sts tzx1vtw
油松 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ wx1|tu z1zyx tz1w|| |1t|| tv1ysy |v1|{t tut1vy{
华山松 „µ°¤±§³¬±¨ vw1{t| w1yzy t{1yzz y1zxx |1xvu zw1wx| |t1wzt
平均值 „√ µ¨¤ª¨ xx1{vz tt1uz| t|1|vw y1yzs uy1zyv tus1w{v tu|1v{w
松栎林带 v林分锐齿栎林年平均生产量和蓄积量最高 o分别达 z1wuv·#«°p u和 y1zwv °v#«°p u o
分别高出平均水平 xw1us h和 u|1x{ h o其次为油松林 o以华山松林的最低k表 ul o这一顺序与林分起
源 !树种特性 !各森林类型的生长发育时期 !林分密度及其所处的气候带的特点 o尤其是与水热积累量
的大小变化规律有关 o锐齿栎林林龄较油松林和华山松林的大 o而油松林分布的海拔略低于华山松林 ∀
表 2 松栎林带不同林分类型的年平均生物量及蓄积量
Ταβ .2 Αννυαλ βιοµ ασσ ανδ γροωινγ στοχκ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
干物质生产量 ¤··¨µ³µ²§∏¦·¬²± k·#«°p u#¤p tl
树干
…²¯¨
树皮
…¤µ®
枝条
…µ¤±¦«
叶
¨¤©
根系
• ²²·
合计
ײ·¤¯
蓄积量 Šµ²º¬±ª¶·²¦®¨ §
k°v#«°p u#¤p tl
锐齿栎 ≥«¤µ³·²²·«²¤® v1vv{ s1{uv s1|s| s1txy u1t|{ z1wuv y1zwv
油松 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ t1|tv s1vuw s1zu| s1v{v s1xyz v1|ty x1sxz
华山松 „µ°¤±§³¬±¨ t1wxt s1t|x s1zz{ s1u{t s1v|z v1tsu v1{tt
平均值 „√ µ¨¤ª¨ u1uvw s1wwz s1{sx s1uzv t1sxw w1{tw x1usw
松栎林带 v林分现实生产量 o锐齿栎林的干物质现实生产量和木材现实生产量最大 o其值分别达
到 t|1uzv·#«°p u#¤p t和 tv1zsy °v#«°p u#¤p t o远高于 v 林分的平均水平 tv1wtx ·#«°p u#¤p t和
ts1yyv°v#«°p u#¤p t o其次为油松林 o华山松林的最低k表 vl ∀
v1t1u 林下植被层生物量 v林分林下植被层生物量现存量平均值为 t1xxv·#«°p uk表 wl o其中下木
枝叶 !草本茎叶和根的分别为 s1xuv !s1txw和 s1{zx·#«°p u锐齿栎林林下植被层的生物量分配比例与
该林分乔木层的相比 o其根系所占的比重较大 o表明林下植被层具有发达根系 o对水土保持 !防治泥石
流发生有很重要的意义k杨茂生等 ot||t ~陈存根等 ot||yl ∀v林分林下植被层生物量现存量差异较大 o
tv 第 t期 刘广全等 }秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征
其合计以锐齿栎林最大 o其值达到 u1z|s·#«°p u o高出平均值 z|1yx h o其次为油松林 o华山松林的最
小 ∀
表 3 松栎林带不同林分类型的现实生产力及叶面积指数
Ταβ .3 Στανδινγ προδυχτιον ανδ ΛΑΙ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
干物质现实生产量 ≥·¤±§¬±ª³µ²§∏¦·¬²± k·#«°p u#¤p tl
树干
…²¯¨
树皮
…¤µ®
枝条
…µ¤±¦«
叶
¨¤©
根系
• ²²·
合计
ײ·¤¯
木材产量
∂ ²¯∏°¨³µ²§∏¦·
k°v#«°p u#¤p tl
叶面积
指数
ΛΑΙ
锐齿栎 ≥«¤µ³·²²·«²¤® z1uuy t1x{{ u1wwx v1|uu w1s|u t|1uzv tv1zsy y1|t
油松 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ w1svu s1wvt t1zxz v1||z t1st{ tt1uvx |1vs{ ts1s|
华山松 „µ°¤±§³¬±¨ v1vxy s1wuy t1zvx v1tx{ t1syu |1zvz {1|zw tt1zv
平均值 „√ µ¨¤ª¨ w1{zt s1{tx t1|z| v1y|u u1sxz tv1wtx ts1yyv {1ywx
表 4 松栎林带林下植被层的生物量现存量
Ταβ .4 Στανδινγ βιοµ ασσ οφ υνδερπλαντ λαψερσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ k·#«° p ul
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
下木枝叶
• ²²§¼ ¥µ¤±¦«¤±§¯¨ ¤©
草本茎叶
‹ µ¨¥¤ª¨ ¶·¨° ¤±§¯¨ ¤©
根系
• ²²·
合计
ײ·¤¯
锐齿栎 ≥«¤µ³·²²·«²¤® s1xxy s1vts t1|uv u1z|s
油松 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ s1xuu s1ttv s1vy{ t1ssv
华山松 „µ°¤±§³¬±¨ s1w|u s1sv| s1vvw s1{yx
平均值 „√ µ¨¤ª¨ s1xuv s1txw s1{zx t1xxv
v1t1v 林下凋落物现存量 松栎林带 v林分林下凋落物现存量平均值为 tz1wzx·#«°p u o其中未分解
层和分解层及半分解层分别占 yt1zw h和 v{1uy h o以华山松林最高 o油松林居中 o锐齿栎林最低 ∀v林
分年凋落物的平均值为 w1tz|·#«°p u o以锐齿栎林的最大 o华山松林次之 o油松林的最小 ∀林下凋落物
层的积累量主要由年凋落物量及其分解速率控制 o而分解速率受凋落物种类和林地的水热状况限制
k表 xl ∀
表 5 松栎林带林下枯枝落叶层积累量的现存量
Ταβ .5 Στανδινγ λιττερσ οφ λιττερ λαψερσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ k·#«°p ul
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
年凋落量
„±±∏¤¯ ©¤¯ ¬¯±ª ¬¯··¨µ¶
未分解层
˜±§¨¦²°³²¶¨§ ¤¯¼ µ¨
分解及半分解层
≥¨°¬¤±§§¨¦²°³²¶¨§ ¤¯¼ µ¨
合计
ײ·¤¯
锐齿栎 ≥«¤µ³·²²·«²¤® x1twx y1vyz v1v|t |1zx{
油松 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ v1yvw tu1zxu z1{xz us1ys|
华山松 „µ°¤±§³¬±¨ v1zx{ tv1uw| {1{s| uu1sx{
平均值 „√ µ¨¤ª¨ w1tz| ts1z{| y1y{y tz1wzx
312 松栎林带不同林分营养元素分布特征
v1u1t 各器官营养元素含量 松栎林带 v林分各器官营养元素含量均不相同k表 yl o由于锐齿栎林叶
营养元素含量高于华山松林和油松林针叶 o可以推断前者对土壤肥力要求较高 ~锐齿栎林干和皮中营
养元素含量除皮内 ‘和 °低于华山松林外 o其它都高于油松林和华山松林的 o锐齿栎林干中 ≤¤的含量
分别是油松林和华山松林干的近 w倍和 z倍k高甲荣 ot|{z ~张硕新等 ot|{| ~t||yl ∀锐齿栎林采伐利
用过程中 o特别是多代萌芽林 o干和皮营养元素几乎不可能再进入采伐基地 o参与生态系统的营养元素
再循环 ∀因此 o锐齿栎林多代连作势必导致营养元素的大量流失 o从而引起林地土壤理化性质的改变 o
林地生产潜力逐渐下降k党坤良等 ot||z ~…¬±®¯ ¼¨ ot|{z ~⁄¤√¬¶ ετ αλ. ,t||xl ∀
v1u1u 乔木层营养元素积累量 松栎林带乔木层营养元素积累量的估算根据乔木层各器官营养元素
积累量kψ)与胸径( ∆t1v)或胸径和树高( Η)的乘积存在密切的相关关系 ∀结果表明 o锐齿栎林 !油松林
和华山松林的营养元素积累量及其分配差异较大 o营养元素积累量分别为 utv|1u !{ws1t和 zst1w ®ª#
«°p u o分别占该林分生物量的 t1tt h !s1{| h和 s1|w h o而且各器官营养元素积累量也存在明显的差
异k表 zl ∀营养元素积累量在 v林分乔木层各器官分配差别较大 o由于采伐而引起 v林分的营养的损
失量分别为 twux1y !usw1w和 t|z1x ®ª#«°p uk≤²¯¨ot|{y ~⁄¤√¬¶ετ αλ. ,t||xl ∀锐齿栎林皮中 Ž!≤¤! ª
的积累量分别是油松林和华山松林的 w倍 !t|倍和 tw倍及 x倍 o采伐后干和皮中营养元素在短期内是
uv 林 业 科 学 vz卷
无法被植物重新利用 o由于生态系统 ≤¤和  ª的流失 o从而引起锐齿栎林下土壤偏酸性k党坤良等 o
t||y ~…¬±®¯ ¼¨ ot|{z ~⁄¤√¬¶ ετ αλ. ,t||xl o会破坏土壤原有离子的动态平衡 o使其生产力下降k党坤良等 o
t||y ~…²µ°¤±± ετ αλ. ,t|z| ~≤²¯¨ot|{y ~…¬±®¯ ¼¨ ot|{z ~≤«¤µ¯¨ ¶ot||u ~⁄¤√¬¶ ετ αλ. ,t||xl ∀
表 6 松栎林带不同森林类型各个器官营养元素的含量
Ταβ .6 Νυτριεντ περχενταγε χοντεντσ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
器官名称
’µª¤±
营养元素含量 ‘∏·µ¬¨±·³¨µ¦¨±·¤ª¨ ¦²±·¨±·¶kªr®ªl
‘ ° Ž ≤¤  ª
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® ut1zu u1ss y1sz z1vu u1vs
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ 叶 ¨¤© tt1{w t1uv y1|x y1tw t1t{
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ tu1|{ t1us x1uw w1zw t1ut
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® u1xs s1vu v1{x w1wv s1vz
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ 枝条 …µ¤±¦« w1ts s1xw w1zv w1yx s1z{
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ w1x{ s1yt v1zz v1zu s1z|
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® t1|y s1t| t1|z v1sv s1v|
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ 树干 …²¯¨ s1|u s1s| s1zt s1{s s1s|
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ t1sy s1ts s1y| s1ww s1t|
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® w1|x s1x| v1xv ux1y{ t1u|
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ 树皮 …¤µ® v1yw s1wu u1ws v1zu s1zu
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ ts1ut s1yv v1|w {1sv t1t|
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® s1zz s1t{ t1x| u1sx s1vx
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ 根系 • ²²· u1zz s1wv u1{z u1x{ s1xx
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ v1tz s1vz u1zt t1ys s1yw
表 7 松栎林带不同森林类型乔木层营养元素的积累量
Ταβ .7 Νυτριεντ αχχυµ υλατιον χοντεντσ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
器官名称
’µª¤±
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
营养元素积累量 ‘∏·µ¬¨±·¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ¦²±·¨±·¶k®ª#«°p ul
‘ ° Ž ≤¤  ª 合计 ײ·¤¯
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® {{1t {1t uw1y u|1z |1v tx|1{
叶 ¨¤© 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ ts{1| tt1v yv1| xy1x ts1| uxt1x
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ {z1z {1t vx1w vu1s {1u tzt1w
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® x|1s z1x |t1t tsw1y {1z uzs1|
枝条 …µ¤±¦« 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ zt1z |1x {u1{ {t1w tv1y ux|1s
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ {x1x tt1w zs1w y|1x tw1{ uxt1y
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® tzs1t ty1u tzt1w uyv1t vv1z yxw1x
树干 …²¯¨ 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ wu1w w1s vu1y vy1z w1s tt|1z
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ vy1| v1x uw1s tx1v x1y {x1v
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® tsx1{ tu1x zx1y xw|1x uz1z zzt1t
树皮 …¤µ® 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ u{1v v1v t{1y u{1| x1y {w1z
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ wz1z u1| t{1w vz1y x1y ttu1u
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® wv1{ ts1w |s1| ttz1w us1v u{u1{
根系 • ²²· 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ vz1z x1| v|1s vx1t z1x tux1u
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ vs1u v1x ux1{ tx1v y1t {s1|
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® wyy1w xw1{ wxv1x tsyw1v ||1z utv{1z
合计 ײ·¤¯ 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ u{|1s vw1s uvy1| uv{1y wt1y {ws1t
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ u{{1s u|1w tzw1s ty|1z ws1v zst1w
v1u1v 林下植被层营养元素积累量 松栎林带 v林分林下植被营养元素积累量平均值为 xv1t ®ª#
«°p u o其中 ‘!° !Ž!≤¤和  ª积累量分别为 tw1x !t1y !ty1| !tz1u和 u1{ ®ª#«°p u o其大小排序为锐齿
栎林 油松林 华山松林 o同时也可以发现 v种林分林下植被的营养元素含量也存在一定的差异k表
{l ∀
v1u1w 凋落物层营养元素积累量 松栎林带 v林分凋落物营养元素积累量的平均值为 xsu1x ®ª#
«°p u o其中 ‘!° !Ž!≤¤和  ª积累量分别为 t{z1w !tt1v !yy1t !usv1x和 vw1u ®ª#«°p u o大小为油松林
华山松林 锐齿栎林 o尽管锐齿栎林凋落物的生物量现存量及其营养元素积累量均小于油松林和华
山松林 o但其营养元素百分含量却远高于油松林和华山松林 o而油松林和华山松林的差异不大 o说明 v
vv 第 t期 刘广全等 }秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征
林分灰分含量 !分解速率和在营养元素循环中作用的差异 o其主要营养元素百分含量也存在一定差异
k表 |l ∀
表 8 松栎林带不同森林类型林下植被层营养元素的积累量
Ταβ .8 Νυτριεντ αχχυµ υλατιον χοντεντσ οφ υνδερπλαντσλαψερσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
营养元素积累量 ‘∏·µ¬¨±·¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ¦²±·¨±·¶k®ª#«°p ul
‘ ° Ž ≤¤  ª 合计 ײ·¤¯
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® uu1t u1v uw1y vx1| x1t |s1s
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ tt1y t1w tw1| {1z t1{ v{1w
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ |1{ t1u tt1v y1| t1y vs1{
平均值 „√ µ¨¤ª¨ tw1x t1y ty1| tz1u u1{ xv1t
表 9 松栎林带不同森林类型凋落物层营养元素的积累量
Ταβ .9 Νυτριεντ αχχυµ υλατιον χοντεντσ οφ λιττερσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
营养元素积累量 ‘∏·µ¬¨±·¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ¦²±·¨±·¶k®ª#«°p ul
‘ ° Ž ≤¤  ª 合计 ײ·¤¯
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® ts|1u |1y vu1w uuv1x uz1v wsu1s
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ uw|1v tt1| tst1{ t{v1s vz1x x{v1x
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ usv1y tu1w yw1s usw1t vz1| xut1|
平均值 „√ µ¨¤ª¨ t{z1w tt1v yy1t usv1x vw1u xsu1x
v1u1x 林地土层中营养元素储藏量 锐齿栎林 !油松林和华山松林林地 s ∗ ys ¦°土层营养元素现存
量分别为 v{zzyx1z !uzz{{1s和 us|uus1x ®ª#«°p uk表 tsl ∀松栎林带不同林分不同土层营养元素现
存量也有较大的差异 o反映了植被与土壤长期相互作用及其协同进化的结果 ∀
表 10 松栎林带不同森林类型林地土壤层营养元素的现存量
Ταβ .10 Νυτριεντ στορε οφ σοιλλαψερσφορ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
土层 ≥²¬¯
¤¯¼ µ¨¶k¦°l
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
营养元素积累量 ‘∏·µ¬¨±·¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ¦²±·¨±·¶k®ª#«°p ul
‘ ° Ž ≤¤  ª 合计 ײ·¤¯
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® yyuu1v {xv1x usxz{1x wxx|x1y wv{uz1x ttzwzz1w
s ∗ us 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ vtxs1s t|u1s tztu1s yvys1s xx{1s tt|zu1s
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ |xxu1{ tuzs1{ wxxx{1u tv|1t uy1| xyxwz1{
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® w|wt1{ |yt1t uzvv{1t wx|vs1w wwzw|1u tuv|us1y
us ∗ ws 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ t|us1s tvw1s ttzy1s xsws1s v{y1s {yxy1s
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ u||u1x tvvy1z ywsvw1u tts1y u{1z y{xsu1z
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® w{{v1w ttu{1w vsxwu1s xt{uy1x xz|{z1w twyvyz1z
ws ∗ ys 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ twss1s tvw1s ysy1s wyws1s v{s1s ztys1s
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ zuu1w tsv{1u {uswz1{ vsx1{ xx1{ {wtzs1s
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® tywwz1x u|wv1s z{wx{1y twvvxu1x twyxyw1t v{zzyx1z
合计 ײ·¤¯ 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ ywzs1s wys1s vw|w1s tysws1s tvuw1s uzz{{1s
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ tvuyz1z vywx1z t|tyws1u xxx1x ttt1w us|uus1x
v1u1y 生态系统营养元素积累量的空间分布 松栎林带 v生态系统k包括 s ∗ ys¦°土层l营养元素总
贮藏量达 u|1uxss ∗ v|s1tzv|·#«°p u o大小为锐齿栎林 华山松 油松林 o土层中营养现贮量占总量
的 |v1ts h ∗ ||1v| h o植被层和凋落物层的仅占 s1xz h ∗ v1ss h和 s1ts h ∗ t1|| h k表 ttl ~系统各层
次营养元素积累量的排序为 }土壤层  乔木层  枯枝落叶层 灌木层 草本层 o植被层及枯枝落
叶层营养元素积累量之和不足总量的 x1s h k高甲荣 ot|{z ~张硕新等 ot|{| ~t||y ~…¬±®¯ ¼¨ ot|{zl ∀
v1u1z 营养元素生物循环的特点 锐齿栎林 !油松林和华山松林营养元素生物循环各具特色k表 tul o
营养元素年吸收量分别为 vvw1w !twz1u和 uyw1v ®ª#«°p u o‘和 °年吸收量排序为华山松林 锐齿栎
林 油松林 o而 Ž!≤¤和  ª年吸收量排序是锐齿栎林 华山松林 油松林 o说明油松是一种比较耐瘠
薄的树种 ~v林分营养元素年归还量分别为 t|x1x !yy1|和 {w1t ®ª#«°p u o不同营养元素大小排序也不
相同 ~v林分营养元素年存留量分别为 tv{1{ !{s1w和 t{s1u ®ª#«°p u o其中 ‘!° !Ž和  ª年归还量为
华山松林 锐齿栎林 油松林 o≤¤的年存留量是锐齿栎林 华山松林 油松林 ~v林分营养元素生物
循环的平均归还率分别为 s1x{x !s1wxw和 s1vt{ o可见锐齿栎林不仅对林地营养元素要求比油松林和
wv 林 业 科 学 vz卷
华山松林高 o而且营养元素的循环速率较油松林和华山松林快k高甲荣 ot|{z ~张硕新等 ot|{|l ∀
表 11 松栎林带不同森林类型不同层次营养元素的积累现存量
Ταβ .11 Νυτριεντ στορεφορ διφφερεντ λαψερσ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
组分名称
Œ·¨°
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
营养元素积累量 ‘∏·µ¬¨±·¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ¦²±·¨±·¶k®ª#«°p ul
‘ ° Ž ≤¤  ª 合计 ײ·¤¯
乔木层 锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® wyy1w xw1{ wxv1x tsyw1v ||1z utv{1z
„µ¥²µ 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ u{|1s vw1s uvy1| uv{1y wt1y {ws1t
¤¯¼ µ¨ 华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ u{{1s u|1w tzw1s ty|1z ws1v zst1w
林下植被层 锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® uu1t u1v uw1y vx1| x1t |s1s
˜±§¨µ2 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ tt1y t1w tw1| {1z t1{ v{1w
³¯¤±·¶ 华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ |1{ t1u tt1v y1| t1y vs1{
凋落物层 锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® ts|1u |1y vu1w uuv1x uz1v wsu1s
¬··¨µ 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ uw|1v tt1| tst1{ t{v1s vz1x x{v1x
¤¯¼ µ¨ 华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ usv1y tu1w yw1s usw1t vz1| xut1|
土壤层 锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® tywwz1x u|wv1s z{wx{1y twvvxu1x twyxyw1t v{zzyx1z
≥²¬¯ 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ ywzs1s wys1s vw|w1s tysws1s tvuw1s uzz{{1s
ks ∗ ys¦°l 华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ tvuyz1z vywx1z t|tyws1u xxx1x ttt1w us|uus1x
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® tzsyx1u vss|1z z{|y|1t twwyzy1u twyy|y1u v|sv|y1w
系统合计 油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ zst|1| xsz1v v{wz1y tywzs1v twsx1s u|uxs1s
ײ·¤¯ 华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ tvzy|1t vy{{1z t|t{{|1x |vy1u t|t1u utswzw1z
表 12 松栎林带不同森林类型营养元素的生物循环特征
Ταβ .12 Νυτριεντ βιο2χψχλινγ οφ διφφερεντ φορεστ2τψπεσ ατ Πινε2οακ φορεστ βελτ
组分名称
Œ·¨°
森林类型
ƒ²µ¨¶·2·¼³¨¶
营养元素量 ‘∏·µ¬¨±·¤¦¦∏°∏¯¤·¬²± ¦²±·¨±·¶k®ª#«°p u#¤l
‘ ° Ž ≤¤  ª 合计 ײ·¤¯
吸收量
˜³·¤®¨
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® {s1| {1u xv1t tzv1s t|1u vvw1w
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ xv1s x1u v|1s wt1y {1w twz1w
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ ttw1y ts1t xu1t zu1v tx1u uyw1v
归还量
• ·¨∏µ±
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® xs1y w1y uv1y tsw1s tu1z t|x1x
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ ux1u u1s ty1z t|1t v1| yy1|
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ vu1{ u1s ts1v vu1| y1t {w1t
存留量
≥·²µ¨
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® vs1v v1y u|1w y|1s y1x tv{1{
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ uz1{ v1v uu1v uu1x w1x {s1w
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ {t1{ {1t wt1{ v|1w |1t t{s1u
归还率
• ·¨∏µ± µ¤·¨
锐齿栎林 ≥«¤µ³·²²·«²¤® s1yuy s1xys s1wwx s1yst s1yys s1x{x
油松林 ≤«¬±¨ ¶¨ ³¬±¨ s1wzy s1vz{ s1wu| s1wx| s1wyw s1wxw
华山松林 „µ°¤±§³¬±¨ s1u{y s1t|{ s1t|{ s1wxx s1wst s1vt{
w 结论
秦岭 uy龄锐齿栎林 !uw龄油松林和 uw龄华山松林乔木层的生物量现存量和木材蓄积量平均值分
别为 tus1w{v·#«°p u和 tu|1v{w °v#«°p u o锐齿栎林的最大 o分别高出平均值的 ys1us h和 vx1xs h o
华山林的最小 ∀v林分林下植被层的生物量现存量平均值为 t1xxv·#«°p u o锐齿栎林的最大 o高出平
均值 z|1yx h o华山松林的最小 o仅为平均值的 xx1zs h ~锐齿栎林林下植被层有发达根系 o对水土保
持 o防治泥石流有重要的意义 ∀
松栎林带 v林分中 o锐齿栎林年平均生产量和蓄积量最高 o分别达 z1wuv·#«°p u#¤和 y1zwv °v#
«°p u#¤o分别高出平均值 xw1us h和 u|1x{ h o油松林居中 o华山松林的最低 ~锐齿栎林干物质现实生产
量和木材现实生产量也最大 o分别达到 t|1uzv·#«°p u#¤和 tv1zsy °v#«°p u#¤o远高于 v林分的平均
水平 tv1wtx·#«°p u#¤和 ts1yyv °v#«°p u#¤o其次为油松林 o华山松林的最低 ∀
v林分林下凋落物现存量平均值为 tz1wzx ·#«°p u o其中未分解层和分解层及半分解层分别占
yt1zw h和 v{1uy h o华山松林最高 o锐齿栎林最低 o后者仅为平均值的 xx1{w h ~v林分年凋落物平均值
为 w1tz|·#«°p u o锐齿栎林的年凋落物量是华山松林和油松林的 t1w倍 o但凋落物现存量不到华山松
xv 第 t期 刘广全等 }秦岭松栎林带生物量及其营养元素分布特征
林和油松林的一半 ∀
松栎林带 v林分各器官营养元素的含量均不相同 o总体上锐齿栎林营养元素含量高于油松林和华
山松林 o锐齿栎林干 ≤¤含量分别是油松林和华山松林干的近 w和 z倍 o采伐利用时 o特别对于多代萌
芽林 o可能会导致林地营养元素大量流失 o特别是 ≤¤o从而引起林地土壤理化性质的改变 o林分生产潜
力逐渐下降 ∀
锐齿栎林 !油松林和华山松林乔木层营养元素积累量分别为 utv|1u !{ws1t和 zst1w ®ª#«°p u o不
同林分不同营养元素的积累量差别较大 o采伐引起 v林分 ≤¤的损失量 o锐齿栎林达 xs h o而油松林和
华山松林的仅有 uw h和 u{ h ∀
松栎林带 v林分林下植被层和凋落物层的营养元素积累量的平均值分别为 xv1t和 xsu1x ®ª#
«°p u o其中 ‘!° !Ž!≤¤和  ª积累量的平均值分别达 tw1x !t1y !ty1| !tz1u !u1{和 t{z1w !tt1v !yy1t !
usv1x !vw1u ®ª#«°p u o其大小排序分别为锐齿栎林 油松林 华山松林和油松林 华山松林 锐齿栎
林 ∀
锐齿栎林 !油松林和华山松林林地土壤 s ∗ ys ¦° 层次营养元素现存量值分别达到 v{zzyx1z !
uzz{{1s和 us|uus1x ®ª#«°p u o林地土壤中 ‘!° !Ž!≤¤和  ª的现存量分别为 tywyz1x !u|wv1s !
z{wx{1y !twvvxu1x 和 twyxyw1t ®ª# «°p u oywzs1s !wys1s !vw|w1s !tysws1s 和 tvuw1s ®ª# «°p u o
tvuyz1z !vywx1z !t|tyws1u !xxx1x和 ttt1w ®ª#«°p u ∀
松栎林带 v林分k包括 s ∗ ys ¦°土壤l营养元养总贮量达到 u|1uxss ∗ v|s1tzv|·#«°p u o其大小
为锐齿栎林 华山松林 油松林 o土层营养现贮量为该系统总量的 |v1ts h ∗ ||1v| h o植被层和凋落
物层仅占 s1xz h ∗ v1ss h和 s1ts h ∗ t1|| h ∀
锐齿栎林 !油松林和华山松林营养元素的年吸收量 !归还量 !存留量分别为 vww1w !twz1u和 uyw1v o
t|x1x !yy1|和 {w1t及 tv{1{ !{s1w和 t{s1u ®ª#«°p u o不同林分各营养元素的年吸收量 !归还量和存
留量也有一定的差异 ∀v林分营养元素生物循环的平均归还率分别为 s1x{x !s1wxw和 s1vt{ o可见锐
齿栎林不仅对林地营养元素要求比较高 o而且其循环较快 ∀
参 考 文 献
陈存根等 q秦岭火地塘林区主要森林类型的现存量和生产力 q西北林学院学报 ot||y ottk≥∏³³¯ ql }|u ∗ tsu
陈存根等 q秦岭锐齿栎林的生物量和生产力 q西北林学院学报 ot||y ottk≥∏³³¯ ql }tsv ∗ ttw
党坤良等 q秦岭南坡锐齿栎林 !松栎混交林林地土壤特性研究 q西北林学院学报 ot||y ottk≥∏³³¯ ql }tuz ∗ tvt
党坤良等 q关于秦岭火地塘林区锐齿栎林林地土壤酸化特征的研究 q西北林学院学报 ot||z otuktl }t ∗ z
高甲荣 q秦岭火地塘林区油松人工林营养元素生物循环的研究 q西北林学院学报 ot|{z ouktl }uv ∗ vx
杨茂生等 q秦岭森林分类与主伐更新 q西安 }陕西科学技术出版社 ot||w owy ∗ zv
张硕新等 q华山松人工林养分循环 q西北林学院学报 ot|{| owktl }uu ∗ uz
张硕新等 q秦岭火地塘林区主要森林类型的营养循环 q西北林学院学报 ot||y ottk≥∏³³¯ ql }ttx ∗ tus
…¬±®¯ ¼¨ ⁄qƒ²µ¨¶·‘∏·µ¬·¬²± ¤±¤ª¨ ° ±¨·o²«± • ¬¯¨ ¼ ¤±§≥²±¶o‘¨ º ≠²µ®ot|{z }t ∗ tzw
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yv 林 业 科 学 vz卷