【摘 要】
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森林凋落物分解是森林生态系统的一个重要功能,对于树木养分回归土壤、维持林地的生产力至关重要。大叶相思(Acacia auriculiformis A.Cunn.)是一种速生树种,起源于澳大利亚和新西兰,于20世纪60年代引入我国,已成为我国南方主要的用材树种,通过其根系固氮功能而被广泛用于改良土壤。林分密度影响林地的光照、温度、湿度、凋落物持水量和土壤特性,而这些因子对凋落物的分解有重要影响。目前
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森林凋落物分解是森林生态系统的一个重要功能,对于树木养分回归土壤、维持林地的生产力至关重要。大叶相思(Acacia auriculiformis A.Cunn.)是一种速生树种,起源于澳大利亚和新西兰,于20世纪60年代引入我国,已成为我国南方主要的用材树种,通过其根系固氮功能而被广泛用于改良土壤。林分密度影响林地的光照、温度、湿度、凋落物持水量和土壤特性,而这些因子对凋落物的分解有重要影响。目前罕见不同密度林分影响叶片分解的报道。华南地区大气氮(N)沉降随着人类的活动而日趋严重,另一方面由于我国热带亚热带红壤普遍缺磷(P),许多森林生态系统由于广泛施用P肥而产生P富集,直接影响了森林凋落物的分解和土壤特性。然而,N沉降影响我国森林凋落物分解的报道多见温带森林,P富集对森林叶片分解的研究较少,尚未见到外源性N和P对不同密度森林绿叶和凋落叶分解影响的报道。本文以4种不同密度(1,667,2,500,4,444和10,000 trees hm-2)的大叶相思人工林的绿叶和凋落叶为研究对象,将绿叶和凋落叶装入网袋后置于4个密度林分的小样方,对小样方内的叶片网袋分别进行施N、P和N+P处理,并保留无添加养分的叶片网袋作为对照,每隔3个月取4种密度林分各种处理的凋落物网袋一次,分别称取凋落物残重以及测定凋落物的N、P和碳(C)含量,研究外源性N和P对绿叶和凋落叶分解速率的影响,并在试验结束时采集施N、P和N+P的土壤进行分析,可以为大叶相思林的养分管理提供参考。主要研究结果如下:(1)不同林分密度的绿叶和凋落叶分解特征均是初始分解较快,随后分解速率变慢。绿叶比凋落叶分解速度快。绿叶残重与C/N及N/P显著相关,凋落叶残重与C/N及C/P显著相关。(2)绿叶和凋落叶分解速度随着密度的增加而显著加快。外源性N和N+P减缓了叶片分解,而外源性P促进了叶片分解。各密度林分残留绿叶的N浓度在前3个月内迅速增加,随后出现波动。凋落叶N浓度在前18个月趋于增加,随后下降。试验期间,残留绿叶的P浓度下降,残留凋落叶的P浓度在前3个月中下降,然后呈上升趋势。(3)各林分密度4个处理的绿叶N和P残留量在试验前3个月急剧减少后逐步下降,而试验期间的凋落叶N残留量逐步下降,P残留量大幅波动。试验12个月后,绿叶和凋落叶的N和P残留量随着密度的增加而减少。(4)施N和N+P均显著降低了土壤的p H值,施P显著提高了土壤p H。施P和N+P显著提高了土壤有机质、全磷和有效磷含量。施N显著提高了林分土壤的全N含量,施P后显著降低了林分土壤的全氮含量。施N和N+P处理均显著提高了林地土壤的碱解氮含量,施N显著降低了土壤的速效钾含量。(5)施P显著提高了4个密度林分的土壤微生物的平均孔颜色变化率(AWCD),而施N和N+P则相反。施N显著降低了4个密度林分的土壤微生物Mc Intosh指数、辛普森指数和大多数密度林分的Shannon-Wiener多样性指数,施P显著提高了4个密度林分的土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、Mc Intosh指数和辛普森指数。(6)施N和N+P处理显著降低了脲酶和过氧化氢酶活性,施P和N+P后显著降低了磷酸酶活性,施P显著提高了土壤的过氧化氢酶活性。以上研究结果表明,林分密度显著影响大叶相思叶片的分解,元素化学计量比是凋落物分解率的重要决定因素。
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