不同混交比例杨—桤混交林的短期养分效应及异质性分析

发布时间：2020-08-06 23:22

【摘要】：长期的纯林连作是导致杨树人工林地力衰退的主要原因,而引入固氮树种进行混交是一种经济有效的解决方式。但是多数研究认为混交效应的发挥需要较长的时间尺度,在短期内的混交效果目前尚不清晰。本文以江苏省泗洪县陈圩林场5年生的具有不同混交比例的南林95杨(Populus×euramericana‘Nanlin-95’)和江南桤木(Alnus trabeculosa)混交林为对象,从系统的角度深入研究杨-桤混交林中林木组织-根际-土壤体系的养分及生态化学计量特征对混交比例的响应及其年动态变化,并结合林分中杨-桤相对位置的差异对林分的养分异质性研究,从养分供应和平衡角度探讨引入固氮树种进行混交后在短期内所产生的混交效应,以期为中纬度平原地区杨树人工林可持续经营的合理营造林规划和管理提供理论依据。研究结果表明:1.引入桤木进行混交对林分土壤全量及生态化学计量比影响较小,仅林地土壤全磷及根际土壤全量较纯林略有增加。有效态养分含量在各生长时期林分间差异较大,其中混交林林地土壤无机氮含量在8月显著高于纯林;林地土壤有效磷含量在8月和11月也均以混交林显著高于纯林。2.混交显著增加了非生长旺盛期(4月和11月)细根氮、磷含量,而生长盛期(8月)其含量则随着桤木混交比例的增大而减小;韧皮部氮、磷含量在8月以混交林显著高于纯林,11月表现相反。木质部和叶片全量在林分间差异均不显著,但纯林叶片C/P和N/P在4月和8月显著大于混交林。3.杨树叶片N回流率随桤木混交比例的增大而略有减小;而P在落叶期并没有回流,相反在叶片中显著增加,其中以杨-桤2:1混交的林增加比率最高。4.虽然杨-桤2:1混交林分的不同微域(M1-1和M1-2)整体差异不显著,但总体表现出一定规律。整体而言,固氮树种桤木的引入在混交5年后即导致混交林分出现一定程度的养分异质性。
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S725.2
【图文】：

土壤总有机碳和全氮含量并不存在统计学上的显著差异（图1），但混交林林地土壤有机碳含量较纯林略有增加，其中以杨-桤 2:1 混交的林分 M1相对较高。同时，引入桤木混交在一定程度上增加了林地土壤全氮含量，且随着桤木混交比例的增大全氮含量进一步增加。但与土壤有机碳和全氮含量不同，林地土壤全磷含量在不同混交比例林分之间差异显著，混交林较纯林有明显升高趋势，其中杨-桤 2:1 混交的林分（M1）0-10 cm 和 10-20cm 土层土壤全磷含量显著高于纯林（CK）和杨-桤 1:1混交的林分（M2），比杨树纯林相应层次的土壤分别增加了 18.22%和 18.40%；杨-桤1:1 混交林分（M2）0-10 cm 和 10-20cm 土层土壤全磷含量相较于纯林也相应增加了 5.89%和 9.46%。图 1 不同混交比例林分林地土壤有机碳、全氮及全磷含量Fig. 1 Soil organic C,total N and P contents in the standswith different mixing ratios of poplar and alder注：CK：杨树纯林；M1：杨-桤 1：1 混交林；M2：杨-桤 2：1 混交林小写字母代表同一土层土样各指标在不同混交比例林分间的差异性，不同字母代表差异显著（P<0.05）。

14图 2 是不同混交比例林分分别在展叶盛期（4 月）、快速生长期（8 月）和落叶期（11月）的林地土壤无机氮含量。由图2可以看出，3种混交比例林分的林地0-10cm和10-20cm土层的土壤无机氮含量在 4 月份并不存在显著差异，而 8 月份则含量差异显著，表现为混交林显著高于纯林，其中以杨-桤 2:1 混交的林分 M1 最高，其 0-10cm 和 10-20cm 土层土壤的无机氮含量相比杨树纯林分别高出了 38.00%和 45.69%；杨-桤 1:1 混交的林分M2 相比杨树纯林也分别高出了 23.23%和 29.88%。11 月 3 种混交比例林分的林地土壤无机氮含量间的差异则再次减小，其中 0-10cm 土层没有表现出显著差异，10-20cm 土层表现为混交林略高于纯林

图 2 不同混交比例林分林地土壤无机氮含量Fig. 2 Soil inorganic nitrogen content in the stands with different mixing ratio of poplar and alder图 3 为不同混交比例林分分别在年内各生长阶段的土壤有效磷含量。由图 3 可以看出，与杨树纯林相比，4 月份混交林林地土壤有效磷含量随着桤木混交比例的增大而有所降低，其中杨-桤 1:1 混交的林分（M2）0-10cm 表层土壤的有效磷含量显著低于杨树纯林。8 月份不同林分的林地土壤有效磷含量的变化趋势与 4 月份相反，随桤木混交比例的增大而显著增大，在 0-10cm 和 10-20cm 土层中，杨-桤 2:1 混交的林分（M1）相比杨树纯林土壤有效磷含量分别高出 17.42%和 20.65%，而杨-桤 1:1 混交的林分（M2）相比杨树纯林（CK）则分别高出了 23.35%和 33.54%。11 月份 2 种混交林林地土壤有效磷

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