华西雨屏区几种植被恢复模式凋落物的生态功能研究

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1、1前言l刖吾曹明奎(2005)在《21世纪生态学面临的挑战及其使命》一文中指出，21世纪生态学主要研究对象应从自然生态系统转移到人类活动干扰和人工管理的生态系统；研究领域从揭示生态系统自然变化和维持机制转移到人工控制机制；应用研究从生态恢复和修复到人工生态系统的设计和建造。退耕还林还草工程是我国涉及面最广、政策性最强、群众参与度最高的生态建设工程，同时，工程实施后形成的人工生态系统也是人为设计、建造、管理和控制的生态系统。因此，退耕还林还草地区无疑是生态学工作者开展研究的最佳对象。退耕还林还草是一项十分艰巨和复杂的系统工程，涉

2、及到林学、生态学、工程学等多门学科。自1999年在四川省率先实行该项工程以来，经过植被恢复与重建，在许多地方已经形成了大面积的、类型多样的人工林。人工林生态系统通过物质循环、能量流动以及信息传递等过程，为人类提供多种产品和服务，如：提供净初级生产物质、碳蓄积与碳汇、调节气候、水土保持和防风固沙、改良土壤等。退耕还林地经过恢复与重建后，其生态系统功能也得到极大改善。凋落物分解是生态系统物质循环和能量流动的主要途径，通过分解过程逐步把养分归还给土壤。人工林生态系统凋落物的分解调节着碳、氮、磷等元素的转移和养分到土壤的运输，对土壤库

3、的物质平衡起着重要作用；同时，分解过程和速率也对森林土壤肥力有着重要影响。因此，研究人工林凋落物的分解过程及其生态功能对了解人工林生态系统结构和功能具有重要意义。华西雨屏区是四川省成都平原向川西高原过渡区的低山丘陵地区，为我国降雨量最丰富的区域之一。华西雨屏区在整个长江上游生态屏障建设中占据着十分重要的位置，该区为四川省退耕还林实施的重点区域，对退化坡耕地的治理以生物措施为主要手段，在条件适宜的地段采用林(竹)+草+畜的生态产业型植被恢复治理模式，在发挥生态效益的前提下，获得一定的经济效益，从而实现生态、经济、社会效益的统一(

4、张学权，2005)。该区域的水热条件非常适合竹类植物的生长，竹类植物根系浓密，对竹林的经营采伐以间伐为主，不破坏林地土壤结构，同时经营中可获得竹笋、竹材，从而获得一定的经济收益。因此，在华西雨屏区退耕还林的实施过程中，竹林成了深受农户喜爱的退耕还林模式。洪雅县柳江镇从2000年开始实行退耕还林，主要以撑绿杂交竹(BambusapervariabilisxDendrocalamopsis)、苦竹(P比mblastus铡伽)、慈竹(Sinocalamusaffin括)和光皮桦(Betulaluminifera)为主，是华西雨屏区具

5、有典型代表性的区华西雨屏区几种植被恢复模式凋落物的生态功能研究域。本文以该区域为背景，研究退耕还林后几种植被恢复模式凋落物的生态功能。1．1森林凋落物研究进展凋落物(Litter)也可称为枯落物或有机碎屑，是指在生态系统内，由植物地上组分产生并归还到地表，作为分解者的物质和能量来源，借以维持生态系统功能的所有有机物质的总称(王凤友，1989)。凋落物包括森林内乔木和灌木的枯叶、枯枝、落皮及繁殖器官、野生动物残骸及代谢产物，以及林下枯死的草本植物及枯死植物的根。郝占庆等(1989)将森林生态系统中直径大于2．5cm的落枝、枯立木

6、、倒木统称为粗死木质残体(Coarsewoodydebris)，将直径小于2．5cm的落枝、落叶、落皮、繁殖器官；动物残骸及代谢产物；林下枯死的草本和枯死树根归为森林凋落物(林波等，2004)。森林凋落物是森林初级生产力的重要组成部分，凋落物影响着森林的生物量和生产力，其种类、贮量和数量上的消长反映着森林生态系统间的差异和动态特征。在陆地生态系统中，90％以上的地上部分净生产量以凋落物的形式返回地表，是分解者所需的物质和能量的主要来源。森林凋落物在维持森林生态系统功能，森林资源保护与利用，水土保持和涵养水源等方面具有重要作用(

7、Saneta1．，2003)。因此，研究凋落物对于了解森林生态系统的功能与动态、全球变化对生态系统的影响以及与之相应的生态系统反馈等都是十分必要的。对凋落物的研究一般分为地上部分和地下部分，地上部分对叶片凋落物的研究较多(Enokieta1．，2000；SalletaL，2003；方华等，2006)。地下部分多集中于对细根分解的研究。这里主要论述森林生态系统地上凋落物的研究概况。1．1．1森林凋落物特征研究进展1．1．1．1凋落量研究进展f120世纪60年代以来，Bray等(1964)、王凤友(1989)先后对世界范围内森林凋

8、落量的研究结果作了综述性报道。就不同气候区而言，森林凋落量具有一定的变化幅度，全球的森林年凋落量变化为1．6x103-9．2x103kg／hm2，枯叶年凋落量变化为1．4x103-5．8x103kg／hm2，其它组分(包括枝、皮、繁殖器官、叶鞘、动物残骸等)变化为0．6x10