格氏栲天然林与人工林叶片养分内循环研究

发布时间：2020-10-19 12:13

　　 本试验地位于福建省境内,选取福建三明市莘口教学林场格氏栲天然林(Castanopsis kawakomii Natural forest,NF)、格氏栲人工林(Castanopsis kawakamii plantation,CK)、杉木人工林(Chinese fir(Cunninghamia lanceolaata)plantation,CF),和福建南平市西芹教学林场格氏栲人工林(Nanping Castanopsis kawakamii plantation,NCK)为研究对象,按照随机区组设计方法,格氏栲天然林与人工林中分别选取5个20 m×20 m的试验小区。通过对格氏栲天然林与人工林的不同叶龄级(新叶、成熟叶、衰老叶)叶片养分含量季节动态的测定,养分再吸收率及其化学计量比的计算,测定不同树种土壤层(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm)的土壤理化性质,进而比较分析格氏栲天然林与人工林叶片养分含量季节动态及其再吸收规律。研究结果如下:(1)格氏栲天然林与人工林不同叶龄级新叶、成熟叶、衰老叶之间养分含量差异较大,随叶龄级的增加而减少,但不同树种间季节变化不明显,除Ca元素外,整体上养分元素依次表现为新叶成熟叶衰老叶,新叶不同树种间N、Ca含量均差异极显著(P0.01);成熟叶N、P含量均差异极显著(P0.01),衰老叶在转移过程中消耗掉大量的营养物质会随成熟叶含量的增减而作相应规律地增减。(2)格氏栲天然林与人工林叶片N、P、K、Ca、Mg元素平均再吸收率依次为31.97%、40.20%、54.50%、-58.91%和25.88%,表现为REKREPRENREMgRECa,K再吸收率最高可能与自身高流动性有关,Ca再吸收率为负转移。N、P等大量元素再吸收率并未随季节变化而表现出规律性,夏季杉木N再吸收率突然升高,可能是气温升高、降水增多需要N元素来支撑生理活动。叶片Fe、Mn、Cu、Zn、Na微量元素平均再吸收率依次为21.68%、21.83%、41.88%、24.49%、24.42%,表现为RECuREZnRENaREMnREFe,Cu是微量元素中吸收效率最高的,与其循环速度快、周期短有关,Na是有益性的“功能性营养元素”,微量元素的再吸收也是植物生长不可或缺的重要机制,与大量元素共同调节植物生长。(3)格氏栲天然林与人工林叶片养分含量之间具有一定的相关性,N含量与Mg含量呈极显著正相关;P含量与Zn含量呈显著正相关;Ca含量与Na含量呈显著正相关;Mn含量与Na含量呈极显著正相关,大量元素与微量元素之间存在相互促进、协同作用。不同树种间成熟叶Fe含量与Fe再吸收率之间呈极显著正相关(P0.01),衰老叶N、Ca含量与其N、Ca再吸收率均极显著负相关(P0.01),衰老叶K含量与其K再吸收率之间显著负相关(P0.05)。(4)不同树种、不同季节的叶片养分含量及再吸收率之间的交互作用表明:不同季节处理方式N、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Na含量均差异极显著(P0.01);不同树种处理方式N、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Na含量均差异极显著(P0.01);不同季节与不同树种的交互作用对植物养分含量各项指标均存在差异极显著影响(P0.01)。不同季节处理N再吸收率差异极显著(P0.01),P再吸收率差异显著(P0.05);不同树种处理N再吸收率差异极显著(P0.01),K再吸收率差异显著(P0.05);不同季节与不同树种的交互作用N、P再吸收率均差异极显著(P0.01)。(5)新叶、成熟叶、衰老叶的比叶面积(SLA)有明显的季节变化,表现为冬季秋季夏季春季,且新叶的平均叶面积、SLA均小于成熟叶和衰老叶,不同树种间大小依次为NFNCKCKCF,天然林SLA大于人工林,阔叶林大于针叶林,格氏栲天然林最高,杉木最低,表明格氏栲天然林具有高的养分保持率,杉木对贫瘠立地条件有更好的适应性。新叶、成熟叶、衰老叶的平均含水率53.04%、45.42%、42.82%,表现为新叶成熟叶衰老叶,可能是新叶的光合作用和新陈代谢活动能力均强于衰老叶。(6)不同树种间凋落物数量和季节动态进行研究,凋落物总量依次表现为NFCKNCKCF,不同树种间凋落物均以凋落叶为主,表现出明显的季节动态变化,依次为春季夏季冬季秋季,凋落物总量变化均为春、夏季高而冬、秋季低,且季节变化曲线均呈双峰型。(7)格氏栲天然林与人工林N、P再吸收率与成熟叶、凋落叶C:N:P相关性较强,但与土壤无显著相关。叶片较高的C:N、C:P是植物对养分高利用率的体现,叶片P含量依次为CFNCKCKNF,P的利用效率为NFCKCFNCK,叶片P含量与P利用效率呈显著负相关(P0.01),养分含量越低,利用效率越高。(8)本试验区植物N、P再吸收率分别在26.13%～34.41%和37.70%～41.89%之间,P的平均再吸收率(40.02%)大于N的再吸收率(31.97%),且成熟叶N:P16,均表明该区植物的生长限制因子为P元素。
【学位单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S718.5
【部分图文】：

格氏栲天然林与人工林叶片养分内循环研宄??分含量以及养分再吸收率在一定程度上成为反映土壤养分状况［９１】。本文通过研宄??土壤与叶片性状之间的相关性来探讨土壤对植物生长特性指标的影响，也能反映??出植物为了适应全球气候环境的变化而做出积极的适应策略。??土壤贫瘠的立地条件下养分再吸收率高于肥沃立地条件下，养分利用效率与??土壤肥力呈反比，养分充足的林地，植株养分的利用率较低，反之则相反［７，９２１。??通常利用效率高的某个元素可能是植物生长的限制因子，植物提高养分利用效率??适应贫瘠的立地条件来实现植株生物量增加的重要策略［９３〗。土壤理化性质的特点??直接影响着植物的生长发育情况以及植株的内循环效率［９４］，探讨格氏栲天然林与??人工林土壤养分空间变异规律，也为土壤可持续利用、连栽林带的恢复与重建提??供科学依据。??１．５技术路线??

市莘口镇莘口教学林场楼源湖鼎村，地理坐标??，１１＂？１１７。２９＇４５，五）。地处武夷山脉东伸支脉，??陵地貌，地形复杂，光照充足，温度较高且曰??点，属中亚热带季风性气候，受热带海洋气团??湿润，年均降雨量为１７５０?ｍｍ，降水主要集中在??；年平均相对湿度８０％，年均风速１．６?ｍ．ｓ－丨。年??最低－５．５?°Ｃ），年均无霜期３２０?ｄ以上，２１０°Ｃ年??要为沙质页岩发育的山地红壤，其次为紫色土，??（＞８０?ｃｍ），水肥条件较好，腐殖质含量丰富。??仁（ｄｗｏｗｗｗ?Ｌｏｕｒ．）、毛冬青（ＴＺｅｘ??ｐｅｄａ／ｆｌ?（Ｈｏｕｔｔ．）?Ｎａｋａｉｋｅ］、南烛??珊蝴伽（Ｔｈｕｎｂ．）Ｎａｋａｉ］、狗脊蕨??．］、华山姜（乂／／＞／？／（３〇６／（）１７妨＾／／〇＾＾３１３）、狗骨柴??等。??Ｎ??

Ｆｉｇ．３－１１?Ｓｅａｓｏｎａｌ?ｄｙｎａｍｉｃｓ?ｏｆ?ｎｅｗ?ｌｅａｆ?ＳＬＡ?ａｍｏｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｐｅｃｉｅｓ??３．５．２成熟叶比叶面积季节动态??由图３－１２可知，天然林成熟叶ＳＬＡ范围为４４．４６？６０．１１?ｃｒｒ＾ｇ－１，平均值为??格氏栲人工林成熟叶ＳＬＡ范围为３５．２８？々纟別咖２－＃，平均值为??南平格氏栲人工林成熟叶ＳＬＡ范围为３５．６７？５０．５１?ｃｍ２＃，平均值??为４４．８０?ｃｍ２．ｇ－１；杉木成熟叶ＳＬＡ范围为２２．６３？３５．２?ｃｎ＾ｇ－１，平均值为３０．１７??ｃｎ＾ｇ－１。不同树种间成熟叶比叶面积在四个季度均差异极显著（Ｐ＜０．０１），不同树??种间依次为ＮＦ＞ＮＣＫ＞ＣＩＣ＞ＣＦ，天然林ＳＬＡ显著高于人工林，阔叶树种ＳＬＡ显??著高于针叶树种，成熟叶比叶面积呈波浪型，在秋季达到最高峰值。??３０??
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本文编号：2847181