宽阔水自然保护区次生林森林凋落物量动态研究

钱正敏，徐晓舒，王体培，杨昌乾

（1 贵州遵义师范学院，贵州遵义 563006；2 贵州宽阔水国家级自然保护区管理局）

凋落物是森林生态系统的重要结构和功能单元之一，其种类、贮量和数量上的消长反映着森林生态系统间的差别和动态特征[1]。凋落物产量反映了森林生态系统的生产力[2]。对凋落物的研究最早多集中在增加土壤肥力和改善物质循环中的作用[3-4]。凋落物通过腐烂分解逐渐将养分返还给森林下的土壤，是森林生态系统的重要环节。凋落物量能体现森林生态系统初级生产力水平，随森林生态系统更替而发生改变[5]。1876年德国学者Ebermayer对于森林凋落物的养分进行了研究[6]。自20世纪60年代以来，我国才开始进行凋落物的研究[2]。目前尚未见对宽阔水次生林森林凋落物的相关研究报道，有历史记载，该研究地曾遭人为破坏和干扰，通过对宽阔水次生林森林凋落物量的动态分析，为宽阔水自然保护区次生林的生态恢复和保护以及次生林的进一步研究提供理论依据。

1 研究地概况

研究地位于遵义市绥阳县北部的宽阔水自然保护区，是三县交界的地区，其东与正安县相邻，西与桐梓县接壤。宽阔水保护区的总面积为26231hm2，南北长20km，东西宽19km，地理位置为北纬28°06′25″～28°19′25″，东经107°02′23″～107°14′09″。该研究地地势中部高，四周低，森林覆盖率高达80%。

宽阔水自然保护区气候总体上属于中亚热带季风气候区，雨热同季，四季分明，年均气温为11.7～15.2℃。昼夜温差平均小于10℃，冬无严寒，夏无酷暑。该次生林地土壤主要是黄壤、黄棕壤。年降雨量在1300～1350mm，集中于4～10月，年平均相对湿度在80%以上。

试验地设在贵州宽阔水国家级自然保护区的漆树湾，乔木层盖度为80%，平均高可达5m，以光皮桦（Betula lunmini fera）、鹅耳枥（Carpinus pubescens）为主，间有灯台树（Cormus controversa）、水马桑（Weigelajaponica var.sinica）、鞘柄木（Torricellia tiliifoia）、青榨槭（Acer davidii Franch.）、八角枫（Alangium chinense）等树种。灌木层除以上树种的幼苗外，也有木姜子（Litsea pungens Hemsl）、板栗（Castanea mollissima）、野桐（Mallotus tenuifolius）、野鸦椿（Euscaplis ja ponica）、合欢（Albizia macrophylla）、火棘（Pyracantha）、算盘子（Glochidion puberum）、马桑（Coriara sinica）等。草本层为荨麻（Procris fissa）、芭茅（Miscanthus sinensis）、鸢尾（Iris speculatrix）、绣线菊（Spiraea sp.）、狗脊（Woodwardia smith）、绣球（Hydrangea umbellate）、五节芒（Miscanthus flordulus）等。

2 研究方法

2.1 凋落物的收集

从2016年6月开始布设样地，收集的凋落物主要为乔木凋落物。从2016年8月开始收集凋落物，每月收集1次，至2017年8月为止。

在研究样地内，遵循随机加局部控制的原则，在每个样点放置1个凋落物收集框，该收集框距地面高为50cm，总共布设50个样点，收集框的接收面积为1.0m×1.0m，在收集器下部用尼龙纤维作底，孔径为0.2mm×0.2mm。把收集框收集的凋落物用塑料袋装袋，风干，用小纸条做好每袋的标记，并将收集的凋落物拿回实验室。

2.2 凋落物的处理

在实验室里，将收集的凋落物分为以下5类：落叶树种凋落物；树枝（包含树皮）；其他（主要为竹类）；常绿树种凋落物；种子（包含虫体和鸟粪等）。分类结束并称重后，计算出1hm2凋落物量，用上海天平仪器厂生产衡新电子天平称重（天平精确到0.01）。凋落物量的单位：kg/hm2。

2.3 数据处理

数据的处理和制图用2007版的Excel来完成。

3 结果及分析

3.1 宽阔水次生林森林凋落物数量

调查数据见表1。

3.2 宽阔水次生林森林凋落物的组分和凋落量以及季节动态

表1 宽阔水次生林森林凋落物数据统计表

3.2.1 次生林凋落物的组分及其年凋落量。由图1可知，该次生林凋落物的年凋落量是2947.65kg/hm2。其中种子的凋落量为84.18kg/hm2；叶的凋落量为2402.60kg/hm2，叶占凋落物年凋落量的81%；其他占凋落物年凋落量的2%；枝的年凋落量为414.04kg/hm2；由此看出，叶的凋落量所占比重最大，故叶在凋落物中优势明显。而种子和其他的凋落量相对较少。

图1 次生林凋落物各个组分的凋落量比例

3.2.2 次生林凋落物的凋落量月动态变化。受湿度、温度、降雨量等天气的影响，每年各个月份的凋落量有所不同，差异明显，月动态变化在总体上表现较为明显[4]。2016年10月的凋落量达到741.33kg/hm2，表现最突出，其凋落量为最少（2016年8月）凋落量的5倍，为全年最大值。

图2 次生林凋落物月凋落量的动态变化

图3 次生林各组分月凋落量动态变化

3.2.3 次生林各组分月凋落量的动态变化。由图3可知，比较叶的凋落量和其他组分的凋落量，可以看出叶的凋落量占相对优势。从图2和图3可以看出，叶凋落量的月动态变化（图3）与凋落物月动态（图2）的变化趋势相似，则是由于叶的凋落量占相对优势导致。叶的凋落量在2016年10月为701.54kg/hm2，凋落量达到最大，占年总落叶量的29.20%。其在每个月的表现都不同，是受湿度、降雨量、温度等天气及其他外界因素的影响而导致。于2017年4月，叶凋落量出现低谷为63.23kg/hm2，原因是在秋季（主要是10月），落叶树种集中落叶，使得叶凋落量急剧增加，达到高峰。

枝的凋落常存在一定的不确定性，但在外界干扰如风、雨等物理作用下会使其凋落量增加[7]。本研究中，由图3知，在2016年8月枝的凋落量仅为11.36kg/hm2，出现低谷。在2017年3月出现峰值，占年总落枝量的36.65%，凋落量达到151.74kg/hm2。这是由于树枝冬季进行代谢，以脱落枝条的方式度过严寒冬季，而脱落需要一段时间。

种子凋落量在2017年4月出现峰值，凋落量为15.75kg/hm2，在2016年9月以及2017年8月，凋落量为零。与叶的凋落量相比，种子的凋落量微乎其微，这与其物候现象相一致。

在2017年8月其他的凋落量为16.10kg/hm2，达到最大值，2017年4月的凋落量则为0。其他的凋落量与叶、枝和种子的凋落量相比较少，在各月动态变化的差异也较小。

4 结语

本研究显示，宽阔水次生林森林凋落物量出现明显的高峰期，于2016年10月出现全年最大峰值，宽阔水次生林森林凋落物表现出明显的季节动态。

宽阔水次生林森林凋落物量动态变化的特点为：落叶量＞落枝量＞落种子量＞其他量，这与常绿落叶阔叶混交林的凋落特点相符合，说明宽阔水次生林得到了有效的恢复。各组分的凋落量在2016年8月～2017年8月中，表现出明显的季节性动态变化，出现高峰与低谷，与其生物学特性吻合。在宽阔水建立保护区后，实行严格的封山育林措施，禁止烧山、开荒和盗伐等各种破环行为，有效地保护了植物资源，使森林植被得到很好的恢复，生态环境步入了良性循环[8]。保护区以优美的自然风光和神奇的森林天地吸引外来游客，同时在保健疗养、考察探险等许多方面起着重要的作用。因此，保护生态环境和提高环境质量非常重要。在对保护区旅游资源开发的同时，应对保护区进行严格执法、依法保护。坚持保护第一，保护、开发、利用相结合的原则。在旅游开发建设中，应把生态旅游资源和生态环境的保护放在首位，把保护和开发利用有机结合起来，发挥生态旅游的生态、社会和经济效益，确保次生林森林生态环境的良性循环，使生态旅游经济实现可持续发展。对宽阔水次生林森林凋落物量的动态研究，为次生林森林植被的恢复、保护以及开发利用提供理论依据。