中亚热带4种森林凋落物及土壤碳氮贮量和分布特征

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1、摘要森林凋落物和土壤是森林生态系统的重要组成部分，是林地有机质的主要物质库和维持土壤肥力的基础，是森林生态系统物质循环和能量流动的主要途径。本研究选择中亚热带湘中丘陵区杉木(Cunninghamialanceolata)人工林、自然更新的马尾松(Pinusmassoniana)一石栎(Lithocarpusglaber)针阔叶混交林、南酸枣(Choerospondiasaxillaris)落叶阔叶林、青冈(Cyclobalanopsisglauca)一石栎常绿阔叶林等4种森林类型，对凋落物和土壤的碳氮含

2、量、贮量及分布进行调查研究，分析森林凋落物现存量与碳氮贮量、森林土壤碳氮贮量之间的关系。结果表明：(1)4种森林凋落物现存量大小依次为青冈．石栎林(12．04士3．60t．hm-2)>马尾松一石栎林01．65+2．15t-hm。2)>南酸枣林(9．12士2．30t．hm之)>杉木林(8．92士1．80t-hm之)；凋落叶在凋落物未分解层中所占比例最高，凋落果在4种林分中比例最小(<5％)，凋落物各分解亚层现存量规律性不明显；凋落物C含量大小范围为177．90-581．34g．kg-1，N含量范围为5．1

3、8～15．48g·kfl，C含量变化随凋落物分解程度而下降，差异极显著(P<0．0001)；凋落物半分解层和已分解层现存量在总凋落物现存量中所占比例与C／N呈负相关；4种森林凋落物C贮量为3．37～5．69t·11lIl之，N贮量为81．52—152．18kg．hm五；马尾松．石栎针阔叶混交林由于凋落物分解较慢，凋落物现存量较大，林下凋落物层C、N贮量最高。(2)不同森林类型、相同森林类型的不同土层SOC、N含量和贮量均存在显著差异(p<0．05)。杉木林各土层SOC为8．66--22．96g·k91，

4、马尾松林13．33-37．50g。kg-1，南酸枣林13．78~43．58g·k91，青冈林13．33～36．87g．k91。杉木林土壤N含量为1．37-2．29g．k91，马尾松林1．29-2．65g．kg"1，南酸枣林1．69-3．96g·k91，青冈林1．23-3．26g·kg-1。4种林地SOC和N含量均随土层深度的增加而逐渐下降，不同林地同一土层土壤SOC含量的差异性在0．100m极显著(p=O．0083)，10．20cm不显著(舻0。2292)，20．30cm显著(萨O．0467)。土壤N含

5、量的差异性在0．10cm极显著(p=0．0062)，10．20em显著(p=0．0204)，20-30era不显著(旷0．0805)。4种森林土壤SOC贮量差异不显著(旷O．1776)，N贮量差异极显著(p=0．o007)。4种森林土壤SOC含量与N含量存在显著相关性(正0．01)，除青冈林外，其余3种森林土壤SOC与C／N存在显著相关关系(p<0．01)。马尾松土壤N与C／N之间呈极显著相关(胙0．01)，南酸枣林的存在显著关系(胙O．05)，青冈林和杉木林的相关性不显著。(3)4种森林中青冈林和马尾

6、松林的凋落物现存量较大，其林下的土壤容重较小，土壤总孔隙度较大，而南酸枣林的凋落物现存量较小，林下土壤的容重和总孔隙度较大。土壤的容重越小，总孔隙度越大，土壤的结构越好，质地越疏松。杉木人工林的凋落物现存量较少，但土壤容重小，土壤总孔隙度大，主要是人为整地等活动使杉木林土壤较为疏松，空隙多，通透性好。总体来看，SOC含量与凋落物C含量之间的关系不明显，可能受到其他因素的制约，而马尾松针阔叶混交林凋落物和土壤C含量均为最高，与林分密度、立地条件等相关。凋落物N含量与土壤N含量两者在分布上存在着比较显著的相

7、互反馈作用，当凋落物N含量偏高时，土壤N含量偏低，当凋落物N含量偏低时，土壤N含量偏高。但杉木人工林凋落物和土壤N含量均为最低，没有表现出相互反馈的机制。凋落物现存量与SOC含量和SOC贮量存在线性正相关关系，但关联度R2较小(RE=0．0757；R2=O．0273)，相关性不显著。凋落物现存量与土壤N含量和土壤N贮量存在线性负相关关系，同样关联度R2较小(R2=0．0022；R2=O．0337)，相关性不显著。本研究中4种森林SOC含量与凋落物C、N含量与贮量呈显著正相关关系(萨0．01)，另外，土壤

8、总孔隙度和土壤N含量与凋落物现存量、土壤C、N含量及贮量呈正相关，土壤容重和土壤C贮量与凋落物现存量、土壤C、N含量及贮量呈负相关，但都不存在显著相关性(p>0．05)。关键词：中亚热带森林；凋落物；土壤；碳氮贮量；碳氮比IIABSTRACTLitterandsoilaretheimportantcomponentsinforestecosystemsandplaycriticalrolesinnutrientcyclingandenerg