宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物量动态研究

钱正敏，李继祥，赵 硕， 姚小刚

(1．遵义师范学院，贵州 遵义 563002； 2．贵州宽阔水国家级自然保护区管理局，贵州 绥阳 563300；3．贵州省赤水河流域植物资源保护与应用研究特色重点实验室，贵州 遵义 563002)



宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物量动态研究

钱正敏1，2，3，李继祥2，赵 硕1， 姚小刚2

(1．遵义师范学院，贵州 遵义 563002； 2．贵州宽阔水国家级自然保护区管理局，贵州 绥阳 563300；3．贵州省赤水河流域植物资源保护与应用研究特色重点实验室，贵州 遵义 563002)

针对宽阔水太阳山阔叶混交林凋落物的数量、组成及季节动态进行了研究，结果表明：宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物年凋落量为5192.34 kg/hm2，其中枝凋落量为1025.74 kg/hm2，占年凋落量的19.75%；叶凋落量为3329.87 kg/hm2，占年凋落量的64.13%。峰值出现在5月(810.53 kg/hm2)，占年凋落物量的15.61%，低谷出现在3月(298.54 kg/hm2)和6月(274.33 kg/hm2)，分别占年凋落量的5.75%和5.28%，表现出总凋落物量随季节发生动态变化。

阔叶混交林；凋落物；动态研究

1 引言

森林凋落物(Forest litter)是指森林生态系统内，由生物组分产生的并归还到林地表面，作为分解者的物质和能量的来源，借以维持生态系统功能的所有有机物质总称[1]。森林凋落物每年为土壤微生物、小动物的生命活动提供相当大的能量，从而推动土壤中的生态过程，促进土壤肥力的提高[2]。

对凋落物的研究最早多集中于森林凋落物在增加土壤肥力和改善物质循环中的作用[3，4], 德国的Ebermayer E 从1876 年就开始研究凋落物中的养分循环过程[5], Wiegert和Evans 讨论了凋落物积累量的测定方法[6]。我国对凋落物的研究开展较晚[7],从20世纪80年代初开始。但对宽阔水太阳山阔叶混交林森林的研究未见报导。通过本文研究，将填补其保护区研究空白，并对森林植被的进一步研究，提供理论依据。

2 研究地概况

该研究地地势中间高，四周低，最高为太阳山中部，海拔1762 m，最低为西北部的唐村河谷底，其海拔为650 m，相对海拔差非常大[8]。位于贵州省遵义市绥阳县境内的宽阔水国家级自然保护区，地理坐标为东经107°02′23″～107°14′09″，北纬28°06′25″～28°19′25″，西与桐梓县接壤，东与正安县相邻，为三县交界地区，保护区面积26231 hm2。森林覆盖率高达80%。

该区年均温在11.6～15.2 ℃之间波动，气温的平均垂直递减率为0.39℃/100m。保护区内年降水量处于1300～1350 mm之间。年均相对湿度超过82%，阴雨天气较多，降水量约大于0.1 mm的超过200 d；年太阳总辐射值为3 349～3767 MJ/m2，日照百分率<24%。研究地土壤主要是黄壤和黄棕壤。

试验地设在贵州宽阔水国家级自然保护区，宽阔水林场太阳山水文观测站，常绿落叶阔叶混交林内。试验地植被概况见表1。

表1 试验地植被概况

主要植物种类拉丁名如下：亮叶水青冈(Faguslucida)、粗穗石栎(Lithocarpusspiccata)、包石栎(Lithocarpuscleistocarpus)、贵州青冈栎(Cyclobalanopsisstewardiana)、箭竹(Sinarundinariachungii)、方竹(Thimonobambusautilis)、柃木(Euryajaponica)、光皮桦(Betulalunminifera)、盐肤木(Rhuschimensis)、山矾(Symplocossumuuntia)、杜鹃(Rhododendronsp.)、灯台树(Cormuscontroversa)、四照花(Dendrobenthamiasp.)、香叶树(Linderacommunis)、野茉莉(Styraxjaponica)、山茶(Camelliajaponica)、 化香(Platycaryastrobilacea)、火棘(Pyracantha)、十大功劳(Mahoniafortunei)、马桑(Coriarasinica)、细齿叶柃木(EuryanitidaKorth)、石灰花楸(Sorbusfolgneri)、腺柄山矾(SymplocosJacq)、三花假卫矛(Microtropistriflora)、石楠(PhotiniaserrulataLindl.)、大青树(FicushookerianaCorner)。

3 研究方法

3.1 凋落物收集

在宽阔水太阳山乔木林地内，按随机加局部控制的原则(兼顾密度、坡向和坡位)，每个样点放置一个接收面积1.0 m×1.0 m的凋落物收集器，在收集器底部放置孔径为0.2 mm×0.2 mm尼龙纤维，共布设50个样点，收集器距地面高50 cm。

主要收集的凋落物是乔木凋落物。于2015年3月底开始至2016年3月底止每月收集一次凋落物。

3.2 凋落物的处理

用塑料袋将收集的凋落物装袋，作好标记并风干，再将其分为以下类：花果(包括鸟粪、虫体和土壤动物残体等)；树枝(包括树皮)；树叶；其他(主要是竹类)。用上海天平仪器厂生产衡新电子天平称重，并计算每公顷凋落物量。

3.3 数据处理

用EXCEL对数据进行处理并制图。

4 结果及分析

4.1 调查数据

调查数据见表2。

表2 宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物数据统计表 kg/hm2

注：由于2016年2月宽阔水太阳山凝冻，未进行收集

4.2 森林凋落物的凋落量、组分以及季节动态

4.2.1 凋落物的年凋落量及其组分

从图1中可知，宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物年凋落量为5192.34 kg/hm2。其中枝的年凋落量为1025.74 kg/hm2，占凋落物年凋落量的20%；叶的年凋落量3329.87 kg/hm2，所占比重最大，占凋落物年凋落量的64%；落花果占凋落物年凋落量的12%，其年凋落量为637.06 kg/hm2；其他凋落量为196.46 kg/hm2，占凋落物年凋落量的4%。叶凋落量所占比例最大，比枝凋落量的3倍还多，在凋落物中占明显优势。

图1 凋落物各组分凋落量比例

4.2.2 森林凋落物凋落量月动态变化

由于受降雨量、温度、湿度等天气以及其他外界因素的影响，每月的凋落量各不相同，出现明显差异，体现出较为明显的月动态变化。2015年5月表现较为突出，达到最大值，接近凋落量最少的2015年3月凋落量的3倍(图2)。

4.2.3 各组分月凋落量动态变化

枝的凋落量在2016年1月出现峰值，凋落量达337.50 kg/hm2,在2015年5、11月和2016年3月出现低谷(图3)。

图2 森林凋落物月凋落量动态变化

图3 各组分月凋落量动态变化

由于叶的凋落量与其他组分凋落量相比在凋落物中占相对优势而导致叶凋落量的月动态变化与凋落物月动态变化较为相似。同样，由于受降雨量、温度、湿度等天气以及其他外界因素的影响，叶的凋落量在各月的表现各不一样，在2015年5月叶的凋落量出现巅峰，差不多是叶凋落量较少月2015年3月叶凋落量的8倍。

种子的凋落量峰值出现在2015年4月(150 kg/hm2)和8月(100.76 kg/hm2),在2015年3月和12月出现低谷，凋落量只有15.20 kg/hm2和15.82 kg/hm2。

其他凋落量峰值出现在2015年3月、7月和8月以及2016年3月，最高月凋落量达37.30 kg/hm2，低谷出现在2015年6月，月凋落量仅0.42 kg/hm2。

5 结语

通过本研究显示，宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物表现出明显的季节动态，于5月出现全年最大峰值，其次是10月份，与许多亚热带阔叶树种凋落物的动态变化不一致。

在2016年1月，枝的凋落量占年总落枝量的32.90%，出现峰值。这是由于树枝冬季进行代谢，脱落枝条度过严寒冬季的生物生理特性有关。 落叶量于5月和11月出现高峰期，这与多数阔叶树种凋落量不相似[9]，这可能与2015年5月大量降雨导致常绿树种大量落叶引起的。 落花果量集中在9月，这与该期大多数果实成熟而脱落有关。 其他量的年凋落物量于7月出现高峰，这与该期的竹叶大量脱落有关，而导致其它量大幅上升。

宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物量符合常绿落叶阔叶混交林凋落特点(落叶量>落枝量>落花果量>其他量)，各组分在一年中凋落量均出现高峰与低谷，与其生物学特性吻合，明显表现出季节性的动态变化。短期的凋落物变化不能完全呈现出宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物量变化特点，因此，今后需要对其凋落物量进行长期的研究，才能对宽阔水太阳山阔叶混交林森林凋落物量的动态变化得出最准确的结论。

[1]周 彪. 帽儿山地区红松和兴安落叶松人工林凋落物动态研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2007.

[2]钱正敏，冉景丞，容 丽，等. 茂兰喀斯特森林凋落物量动态研究[J].安徽农业科学 2009(8).

[3]Zhu J Z , Liu J J ,Zhu Q K, et al . Hydro2ecological functions of forest litter layers[J]. Journal of Beijing ForestryUniversity ,2002 ,24 (5P6) :30～34.

[4]Ogee J , Brunet YA. Forest floor model for heat and moisture including a litter layer[J]. Journal of Hydrology ,2002 ,255 (124) :212～233.

[5]Li X Y, Sun J K, Chang Z H , et al . A study on litter and forest floor in Tianshan Mountains[J]. Acta Pedologica Sinica , 1997 ,34 (4) :406～417.

[6]Wiegert R Y, Evans F C. Primary production and the disappearance of dead vegetation on old field in southeastern Michigan[J]. Ecology , 1964 ,45 :49～63.

[7]Zhao H Y, Wu Q X, Liu GB. Studies on soil and water conservation function of litter in Chinese pine study onLoess plateau[J]. Scientia Silvae Sinicae ,2003 ,39 (1) :168～172.

[8]刘璐 宽阔水国家级自然保护区黑叶猴生境利用的初步观察[D].贵阳：贵州师范大学， 2009.

[9]Meentemeyer V,Box E O & Thompson R . World patterns and amounts of terrestrial plant litter production[J]. Bioscience ,1982 ,32(2):125～128.

Volume Dynamics of Broad-leaved Mixed Plantation Litterfall in Sun mountainof Kuankuo-Shui Forest

Qian Zhengmin1,2,3,Li Jixiang2,Zhao Shuo1,Yao Xiaogang2

(1 .ZunyiNormalSchool,Zunyi,Guizhou560002,China；2 .ManagementDepartmentofKuankuo-ShuiNatureReserve,Zunyi,Guizhou563300,China；3.KeyLaboratoryofRegionalCharacteristicforConservationandUtilizationofPlantResourceinChishuiRiverBasin,Zunyi,Guizhou563002,China)

The amount, component, and seasonal dynamics of litter fall of a broad-leaved mixed plantation in Sun Mountainof Kuankuo-Shui Forestwas studied. The results showed that the annual litter fall production was estimated to be 5192.34 kg/hm2per hectare, of which 64.13% and 19.75% comprised 3329.87 kg/hm2forleaf-litter and 1025.74 kg/hm2for twig-litter, respectively. Monthly litter fall production showed obvious seasonal dynamics, with high peak occurring in May(810.53 kg/hm2),15.61 %of annualvolume;andlow ebbsoccurring inMarch(298.54 kg/hm2)and June(274.33 kg/hm2),5.75%and5.28% of annual volumerespectively. The peaksindicated that the total volume of litterfallhad seasonal dynamic changes.

broad-leaf mixed plantations; litter fall; dynamics

2016-07-31

贵州省科学技术基金(编号：黔科合J字[2010]2051号),贵州省科技联合基金(编号：黔科合LH字[2015]7031号)

钱正敏(1982—)，女，硕士，讲师，主要从事植物生理生态方面的教学与研究工作。

李继祥(1976—)，男，工程师，主要从事森林保护工作。

S757

A

1674-9944(2016)18-0006-03