论文部分内容阅读
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(Cunninghamia lanceolata)人工林、自然更新的马尾松(Pinus massoniana)—石栎(Lithocarpus glaber)针阔叶混交林、南酸枣(Choerospondias axillaris)落叶阔叶林、青冈(Cyclobalanopsis glauca)—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+3.60t·hm-2)>马尾松-石栎林(11.65±2.15t.hm-2)>南酸枣林(9.12±2.30t·hm-2)>杉木林(8.92±1.80t·hm-2)；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5.18～15.48g·kg-1,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.hm-2,N贮量为81.52～152.18kg.hm-2；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·kg-1,马尾松林13.33～37.50g·kg-1,南酸枣林13.78～43.58g-kg-1,青冈林13.33～36.87g·kg-1。杉木林土壤N含量为1.37～2.29g·kg-1,马尾松林1.29～2.65g·kg-1,南酸枣林1.69～3.96g·kg-1,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0-10cm极显著(p=0.0083),10-20cm不显著(p=0.2292),20-30cm显著(p=0.0467)。土壤N含量的差异性在0-10cm极显著(p=0.0062),10-20cm显著(p=0.0204),20-30cm不显著(p=0.0805)。4种森林土壤SOC贮量差异不显著(p=0.1776),N贮量差异极显著(p=0.0007)。4种森林土壤SOC含量与N含量存在显著相关性(p<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(p<0.01),南酸枣林的存在显著关系(p<0.05),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(R2=0.0757；R2=0.0273),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=0.0337),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(p<0.01),另外,土壤总孔隙度和土壤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)。