叶凋落物候的生态对策-环保论文

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1、叶凋落物候的生态对策-环保论文森林凋落物在维持土壤肥力、促进森林生态系统正常的物质生物循环和养分平衡方面起着重要的作用。一方面，森林凋落物是土壤动物、微生物的能量和物质的来源。凋落物作为养分的有效载体，其在养分循环中是连接植物与土壤的“纽带”，在维持土壤肥力、促进生态系统正常物质循环和养分平衡方面起着重要的作用［1］。另一方面，叶凋落的先后顺序也可能深刻地影响生态系统的物质循环。研究表明，落叶物候还影响树木的养分回收效率［2］。李荣华等［3］对中国南亚热带森林凋落物的分解速率进行了研究，发现不同布设时间的凋落物，其分解速率存在很大差

2、异，认为凋落物的凋落时间可能影响其分解速率；陈金玲等［4］发现在小兴安岭地区，随着进展演替方向，混合凋落叶的年分解系数(k)随之增大;冠层持续时间同时受展叶时间与落叶时间的共同影响，冠层持续时间对树木全年的固碳量影响很大。因此，叶凋落物候对树木的养分循环和碳固定具有重要意义。Dixon［5］构建了累积凋落量的动态模型，并将该模型应用于北美多个地区的不同树种，并比较了凋落参数的种间和纬度间变化，发现落叶和半落叶树种的凋落高峰时间和凋落期长度存在显著差异，纬度也对凋落速率有影响。随后，Escudero.DelAr-co［6］和Parke

3、r等［7］用此模型研究了不同树种凋落物候的差异。他们的研究不仅证明了叶凋落物动态模型在温带和北方森林的普遍适用性，而且给定量研究不同树种的叶凋落物候提供了有利的工具。阔叶红松林是我国东北山区的地带性顶极生态系统，目前其原始类型多数已被各种次生类型所代替，其中白桦林和山杨林或其混交的杨桦林是主要的演替早期类型。关于东北地区森林凋落物产量、组成和动态的研究已有不少报道［8-9L尽管目前对白桦和山杨的研究历史悠久研究内容也非常广泛,但涉及到二者凋落物候特征的较少。Jin等［8］和原作强等［9］分别研究了小兴安岭和长白山阔叶红松林凋落物组成

4、和季节动态，但是并没有利用凋落物动态模型详细探讨种间的凋落物候差异。白桦(Betulaplatyphylla)和山杨(Populusdavidiana)作为两个主要先锋树种，具有很多相同的生物学特性和生态对策，比如它们叶片的光合速率较高，均为散孔材，且没有明显的心材特征。但是，二者也有不同之处，比如白桦叶片为厚纸质，而山杨则为革质。本研究比较二者叶凋落物候的异同，为进一步研究其他生物学特性提供科学依据和基础数据。1研究地概况本研究的地点设在东北林业大学帽儿山实验林场，位于黑龙江省东南部、尚志市帽儿山镇境内(北纬45。2(?〜45。2

5、5东经127°3(?〜127。34，)。林区平均海拔高度300m,坡度在10。〜15。。该地区年平均气温2.8°C,年均降水量723.8mm。该地区的植被属长白植物区系，现有植被是原地带性植被阔叶红松林屡遭人为干扰(采伐、火烧、开垦等)后演替成的天然次生林，代表着东北东部山区天然次生林的典型生态系统。主要植被类型包括沟谷硬阔林、山杨林、白桦林、杂木林和蒙古(Quer-cusmongolica)林，大部分为中龄林。2研究方法分别在白桦林和山杨林分布地段布设5个lmxlm凋落物收集器。4—7月每月收集一次凋落物，8月每半月一次，秋季大

6、约10d收集一次。将收集的凋落物带回实验室，将白桦和山杨叶挑选出来，分别在85°C烘干至恒质量，用电子天平（0.Olg）称质量。根据Dixon[5]的累积凋落量模型拟合得到凋落物候参数:F=Pl/[1+exp（2.2/P3）（P2-t）],（1）式中：F为累积凋落量;Pl为最大凋落量（即总叶凋落量）；P2为最大日凋落量出现的时间（方程的拐点）；P3为从10%到50%凋落量所经历的天数（由于在P2对称，P3也等于50%〜90%凋落量的时间）；t表示时间。图1为累积凋落量模型示意图。该模型实际上包含3个具有生态学意义的参数:凋落的绝对量

7、（P1）.凋落高峰时间（P2,衡量凋落的早晚）和凋落期长度（P3的2倍，即10%〜90%凋落量经历的天数）。由于白桦和山杨的总凋落量不同（分别为213和184g•m-2）,为了比较它们的凋落物候,把最大凋落量（P1）标准化为1或100%进行比较[6]。模型中除了P2和P3外，还可以推算出凋落开始时间、凋落结束时间以及相对凋落峰值（日凋落量最大值）。在凋落高峰时从每个凋落物收集器中选取5〜10片叶子测定其比叶面积，共5个重复。总叶面积用图像法估计，8（TC烘干48h后用分析天平称质量。叶面积和叶质量为单个叶子的平均面积和质

8、量，比叶面积为单位叶质量的叶面积。C质量分数采用油浴加热重鎔酸钾容量法测定，N质量分数采用凯氏定氮法测定。利用SPSS13.0进行数据统计分析。3结果与分析3.1累积叶凋落动态累积凋落量模型可以很好地描述两树种的叶凋落动态。每个凋落物