高山森林林窗位置对凋落物分解过程中元素释放的影响

发布时间：2017-04-08 11:01

  本文关键词：高山森林林窗位置对凋落物分解过程中元素释放的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：凋落物分解是陆地生态系统元素循环的重要过程,影响凋落物分解的因素很多,而林窗被认为是影响森林更新的一个重要因素。高山森林林窗的形成会改变雪被分布、光照强度以及其它环境因素,可能对凋落物分解过程中元素释放有着不同程度的影响。尽管关于凋落物中元素释放的研究较多,但高山森林林窗对凋落物分解过程中元素释放的影响机制尚不清楚。尤其是在全球变暖背景下,高山森林季节性冻融循环格局将发生改变,凋落物分解过程中元素对气候变暖的响应过程亟待深入研究。本文采用凋落物网袋法,以川西高山森林6种代表性树种康定柳、四川红杉、岷江冷杉、高山杜鹃、红桦和方枝柏凋落物为研究对象,于2012年11月至2014年10月之间进行样品埋设和动态采样,在每年雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节四个时期进行样品采集。根据高山森林林窗特有的作用特征,研究林窗在雪被覆盖季节和生长季节对凋落物分解过程中元素释放的影响,以期为深入了解高山森林凋落物分解过程以及全球气候变暖情景下林窗对高山森林生态系统元素循环的影响提供一定的理论依据。研究结果表明,凋落物中N元素在第一年发生富集,在第二年则表现为释放。康定柳、四川红杉和方枝柏凋落物N富集率和释放率均在林窗中心和林冠林窗最大。分解第一年所有物种凋落物P表现为释放,四川红杉、高山杜鹃和方枝柏凋落物P释放率最大值出现在林窗中心和林冠林窗。第二年康定柳、岷江冷杉、高山杜鹃和方枝柏凋落物P表现为富集,康定柳和高山杜鹃凋落物P富集率以林窗中心最大。在整个两年的分解过程中,K含量表现出不断降低的趋势,凋落物K释放率表现出林窗中心和林冠林窗高于扩展林窗和郁闭林下。除康定柳和四川红杉凋落物外其他凋落物在第一年和第二年均表现为Na富集,且第一年富集率以林窗中心和林冠林窗最高,第二年则相反。所有物种凋落物在分解第一年和第二年均表现为Ca释放,康定柳、岷江冷杉和红桦凋落物在第一年的释放率最大值出现在林窗中心和林冠林窗,第二年则出现在扩展林窗和郁闭林下。除四川红杉外其他凋落物第一年和第二年均表现为Mg释放,凋落物Mg释放率在扩展林窗和郁闭林下相对较大。凋落物分解第一年,岷江冷杉、高山杜鹃和方枝柏凋落物发生Cu富集,其中高山杜鹃和方枝柏凋落物Cu富集率在林冠林窗最大。分解第二年所有物种凋落物表现为Cu释放,康定柳、四川红杉和高山杜鹃凋落物Cu释放率在林窗中心和林冠林窗最大。所有物种凋落物在第一年和第二年均表现为Pb富集,凋落物Pb富集率以扩展林窗和郁闭林下较大。凋落物中Cd元素在第一年表现为释敖,康定柳、红桦和方枝柏凋落物Cd释放率在林窗中心和林冠林窗最大。第二年四川红杉和岷江冷杉凋落物Cd富集率在扩展林窗和郁闭林下最大。综上所述,川西高山森林林窗通过改变雪被和水热条件的分布状况进而影响凋落物分解过程中元素释放动态。林窗中心和林冠林窗在雪被覆盖季节和生长季节均促进康定柳和四川红杉凋落物中N元素释放,同时促进所有物种凋落物K元素释放。扩展林窗和郁闭林下冬季频繁的冻融循环和生长季节适宜的水热条件促进了所有物种凋落物Na、Mg、Pb和Cd的释放。这些结果表明气候变暖情景下冬季雪被覆盖的减小将抑制高山森林冬季凋落物分解过程中N和K元素释放,同时促进Na、Mg、Pb和Cd元素释放,但释放过程受凋落物质量特征影响。因此,高山森林林窗的形成促进凋落物中N和K元素释放,抑制凋落物中Na、Mg、Pb和Cd元素的生物循环。
【关键词】：高山森林林窗 凋落物分解 元素动态 气候变暖
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 引言11-12
• 1 文献综述12-20
• 1.1 凋落物元素释放过程12-14
• 1.2 凋落物元素释放的影响因素14-17
• 1.3 高寒森林凋落物分解过程中的元素释放17-19
• 1.4 研究目的和意义19-20
• 2 材料与方法20-25
• 2.1 研究区域概况20-21
• 2.2 研究方法21-24
• 2.2.1 样品收集21
• 2.2.2 样品埋设21-23
• 2.2.3 样品采集23
• 2.2.4 实验方法23-24
• 2.2.5 计算公式24
• 2.3 统计分析24-25
• 3 结果与分析25-65
• 3.1 凋落物质量损失25
• 3.2 元素含量动态25-38
• 3.2.1 N和P元素含量25-29
• 3.2.2 生物必需金属元素含量29-35
• 3.2.3 生物非必需金属元素含量35-38
• 3.3 元素释放率38-52
• 3.3.1 N和P元素释放率38-41
• 3.3.2 生物必需金属元素释放率41-49
• 3.3.3 生物非必需金属元素释放率49-52
• 3.4 元素释放速率52-65
• 3.4.1 N和P元素释放速率52-55
• 3.4.2 生物必需金属元素释放速率55-61
• 3.4.3 生物非必需金属元素释放速率61-65
• 4 结论与讨论65-71
• 4.1 高山森林林窗对凋落物失重率的影响65
• 4.2 高山森林林窗对凋落物N和P释放的影响65-67
• 4.3 高山森林林窗对凋落物生物必需金属元素释放的影响67-69
• 4.4 高山森林林窗对凋落物生物非必需金属元素释放的影响69-70
• 4.5 小结70-71
• 参考文献71-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间发表的学术论文78

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