原始红松林皆伐后凋落物分解特征变化的解析

发布时间：2020-03-21 16:36

【摘要】：本研究以原始红松林以及皆伐后演替的次生阔叶林为对象,对两者凋落物的分解速率、化学元素释放动态以及凋落袋下层0-5cm 土壤养分和微生物群落结构的变化规律展开研究,探究其差异形成的原因,并通过结构方程模型(SEM)解析凋落物分解过程中多种复杂因素关系,主要结论如下:(1)2林型凋落物的初始化学组分差异显著(p0.05),除全氮、全磷、全钾、全镁外,原始红松林其余指标均显著高于次生阔叶林(p0.05);原始红松林凋落物的分解速率显著高于次生阔叶林(p0.05);凋落物中全碳、全钾均表现为直接释放,其他元素均出现不同程度的富集现象;经过365d分解,除全磷、全钾,原始红松林凋落物包括全碳在内的其他元素指标均显著低于次生阔叶林(p0.05),说明原始红松凋落物物质循环速度更高;凋落物年分解速率与初始化学组分全氮、全钙呈显著正相关(p0.05),与全碳、木质素、碳/氮、木质素/氮含量呈显著负相关(p0.05)。(2)凋落物分解0d,原始红松林土壤全氮含量显著高于次生阔叶林(p0.05),而有机碳、速效磷、速效钾反之;经过365d分解后,2林型土壤全氮均显著上升(p0.05),速效磷、速效钾显著性变化不一致;伴随凋落物分解过程,2林型TN均呈“W”变化规律,原始红松林有机碳、速效磷、速效钾变化规律不一致;土壤理化性质(温度和含水量)和凋落物底质量(全氮、全磷、全钾、全钙、全镁、木质素)均是解释土壤养分变化的主要原因。(3)原始红松林和次生阔叶林土壤微生物总脂肪酸含量及各组成类群的含量的最大值多在275d;NMDS分析显示,凋落物分解0d和365d,原始红松林土壤微生物群落具有明显分异性;真菌对分解变化的响应程度均为最低;林型和分解时间二者交互作用对真菌、G-、放线菌、AMF、原生动物、总PLFA生物量影响显著(p0.05);土壤环境因子中土壤温度、pH、容重是解释土壤各类群PLFA生物量变化的主要因子。(4)VPA分析表明,凋落物底物质量对于凋落物分解影响最大,其次,土壤微生物群落、土壤环境因子。基于SEM分析表明,森林类型通过间接引起凋落物底物质量、土壤微生物特性及土壤环境因子的改变来间接影响凋落物分解。其中,凋落物底物质量(碳/氮和木质素)对凋落物分解不仅有直接负向影响,还能通过间接影响微生物群落对凋落物分解产生重要影响,是影响凋落物分解的重要因子;细菌和真菌的生物量变化相对于其它功能团对引起凋落物分解过程的变化更为重要;土壤环境因子(含水量和全氮)对凋落物分解也有尤为重要,不仅对凋落物有最直接影响,还能通过间接影响微生物群落、凋落物底物影响其分解。
【图文】：

本研宄选取的样地１和２在上世纪６０年代之前为连续分布的原始红松林，１９６１年逡逑样地２经过一次皆伐，地上的乔木和灌木几乎都被伐，经过近６０年的演替形成了现在逡逑的次生阔叶林（图２－１）。样地１面积约１１．７ｈｍ２，样地２面积约９．３ｈｍ２，邋２块样地相毗逡逑邻，海拔、坡向、土壤母质等生态因子一致，样地树种组成概况如下所示（表２－１）。逡逑－７邋－逡逑

较好（表２－２）。２林型凋落物分解速率差异显著，其原始红松林年分解速率常数ｋ显著逡逑高于次生阔叶林，且半衰期、周转期均显著短于次生阔叶林（ｐ＜０．０５）。经过３６５ｄ的分逡逑解，次生阔叶林凋落物质量残留率显著高于原始红松林0＜0．0５，图２－２）。逡逑表２－２凋落物分解速率和指数回归方程参数（ｎ＝１５）逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－２邋Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｒａｔｅ邋ｃｏｎｓｔａｎｔｓ邋（ｋ）邋ａｎｄ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ邋ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ邋ｅｑｕａｔｉｏｎ邋ｏｆ逡逑ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅｅ邋ｓｐｅｃｉｅｓ邋ｌｉｔｔｅｒ逡逑回归方程逦年分解常数￣￣相关系数半衰期逦周转期逡逑逦Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ逦ｋ逦Ｒｒ逦ｔ０．５（ａ）逦ｔＯ．９５（ａ）逡逑原始红松林逦ｙ＝邋１１３．４２ｅ０．００１８ｔ逦０．６５６３士０．０１５Ａ逦０．７０３４邋＊逦１．０６±０＿０２Ａ逦４．５７±０．１０Ａ逡逑次生阔叶林逦ｙ＝邋１１２．４０ｅａｏｏｌ６ｔ逦０．５８９３±０．０２Ｂ逦０．７００２邋＊逦１．１８±０．０４Ｂ逦５．０９±０．１８Ｂ逡逑注：ｎ为样本数，表中数据为平均值±标准差，同列不同小写字母表示不同林型凋落物差异显著。Ｎ邋ｉｓ邋ｔｈｅ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｏｆ逡逑ｓａｍｐｌｅｓ
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S714

【参考文献】

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本文编号：2593620