天童常绿阔叶林凋落叶养分的时空分布特征及其影响因素

论文摘要

森林凋落物是森林生态系统碳库和养分库的重要组成部分,对碳、氮、磷等元素在生态系统中的循环具有重要作用,在生物地球化学循环中发挥独特的生态功能。亚热带常绿阔叶林是我国特殊的地带性植被,分布面积较广,其凋落物的研究在生态学上也具有重要意义。由于凋落叶是森林生态系统凋落物的主体,因此亚热带常绿阔叶林凋落物的研究应着眼于凋落叶,深入探究其养分的时空特征及其影响因素。本研究基于浙江天童20公顷动态监测样地,收集一年（2015年8月-2016年7月）内凋落叶,首先针对其中三个自然凋落高峰,测定凋落叶中碳、氮、磷含量,并分析三种元素的利用效率、归还量以及化学计量比;进而在三个凋落高峰间探究凋落叶养分的时间变化特征,在不同生境间探究凋落叶养分的空间分布特征;最后探究其影响因素。主要研究结果如下:1.凋落叶碳含量的年平均值为487.26±19.10 g·kg-1;在时间尺度上,除受干扰生境外,均为高峰1（15年11月）低于高峰2（16年4月）低于高峰3（16年6月）且差异显著;在空间尺度上,碳含量变异系数最小（3.92%）,受干扰生境和沟谷生境显著低于坡面生境和山脊生境;碳利用效率的规律与之相反。2.凋落叶氮含量的年平均值为11.64±2.13 g·kg-1;在时间尺度上,除受干扰生境和山脊生境外,高峰1均显著高于高峰2、3;在空间尺度上,氮含量变异系数居中（18.3%）,受干扰生境和沟谷生境（尤其是低海拔沟谷生境）显著高于其他生境;氮利用效率的规律与之相反。3.凋落叶磷含量的年平均值为0.42±0.15 g·kg-1;在时间尺度上,除受干扰生境、低海拔沟谷生境和山脊生境外,高峰1均显著高于高峰2、3;在空间尺度上,磷含量变异系数最大（35.55%）,受干扰生境和沟谷生境显著高于山脊生境,高峰3时低海拔生境显著高于高海拔生境;磷元素利用效率与之相反。4.凋落叶碳、氮、磷归还量的年平均值分别为23.26±9.40 g·m-2、550.94±238.64 mg·m-2、15.52±10.00 mg·m-2;在时间尺度上,除受干扰生境和山脊生境外高峰1均显著高于高峰2、3;在空间尺度上,三者的变异系数分别为40.41%、43.32%、64.43%,磷归还量空间变异仍最大;低海拔生境中的氮、磷归还量均显著高于高海拔生境,山脊生境中的碳、氮归还量在高峰1时显著低于另外两种生境,而高峰3时显著高于沟谷生境。5.C:N、N:P、C:P三种化学计量比的年平均值分别为43.27±8.07、30.15±6.45、1298.37±412.42。在时间尺度上,C:N和C:P除受干扰生境、低海拔沟谷生境和山脊生境外,高峰1均显著低于高峰2、3,N:P则三高峰间均无显著差异;在空间尺度上,三者变异系数分别为18.65%、21.39%、31.76%,受干扰生境和低海拔沟谷生境的N:P、C:P均显著低于山脊生境,高峰3时高海拔生境的各化学计量比均显著高于低海拔生境。6.本地区凋落叶碳元素含量及碳利用效率受到地形、土壤、群落因子的影响较少,未呈现明显规律;凋落叶氮含量和氮利用效率以及凋落叶C:N主要受到土壤碳含量、土壤磷含量与物种组成的影响;凋落叶磷含量、磷元素利用效率、N:P和C:P主要受到土壤磷含量、大树立木密度和物种组成的影响,此外还受到海拔与土壤pH较弱的影响;三种元素归还量受到的影响因子与凋落量的影响因子基本一致,主要受到海拔和凹凸度的影响,高峰1时还受到土壤碳含量的影响。综上所述,本地区凋落叶养分主要受到凹凸度、土壤养分含量和物种组成的影响,在时间尺度上主要表现为落叶种凋落高峰（高峰1）与常绿种凋落高峰（高峰2、3）之间的差异;在空间尺度上主要表现为受干扰生境、沟谷生境和山脊生境三者间的差异;磷作为本地区的限制性元素,在不同的时空尺度上往往表现出的差异更为显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的及意义
•   1.2 研究背景
•     1.2.1 凋落物研究概况
•     1.2.2 凋落物养分的特征
•     1.2.3 影响凋落物养分特征的因素
•   1.3 研究内容和技术路线
• 第二章 研究区域与调查方法
•   2.1 研究区域概况
•     2.1.1 天童国家森林公园概况
•     2.1.2 天童20公顷动态监测样地概况
•   2.2 凋落物调查方法
•     2.2.1 凋落物收集器的设置
•     2.2.2 凋落物的收集与分类
•     2.2.3 凋落叶的处理
•     2.2.4 凋落叶碳、氮、磷相关指标的计算
• 第三章 凋落叶养分的时空分布特征
•   3.1 引言
•   3.2 实验方法
•   3.3 数据处理
•     3.3.1 地形因子数据
•     3.3.2 生境类型的划分
•     3.3.3 统计及分析方法
•   3.4 结果
•     3.4.1 凋落叶养分概况
•     3.4.2 凋落叶养分的时间特征
•     3.4.3 凋落叶养分的空间特征
•   3.5 讨论
•     3.5.1 凋落叶碳的时空特征
•     3.5.2 凋落叶氮、磷的时空特征
•     3.5.3 凋落叶C:N:P化学计量比的时空特征
•     3.5.4 人为干扰生境的差异
•   3.6 本章小结
• 第四章 凋落叶养分影响因素的探究
•   4.1 引言
•   4.2 研究方法
•   4.3 数据处理
•   4.4 结果
•     4.4.1 凋落叶碳、氮、磷含量的影响因子
•     4.4.2 凋落叶碳、氮、磷元素归还量的影响因子
•     4.4.3 碳、氮、磷元素养分利用效率的影响因子
•     4.4.4 凋落叶化学计量比的影响因子
•   4.5 讨论
•     4.5.1 凋落叶碳含量及碳利用效率的影响因素
•     4.5.2 凋落叶氮、磷含量及其利用效率的影响因素
•     4.5.3 凋落叶碳、氮、磷归还量的影响因素
•   4.6 本章小结
• 第五章 研究结论与展望
•   5.1 结果与结论
•   5.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张首和

导师: 王希华

关键词: 常绿阔叶林,凋落叶,养分含量,时间动态,空间分布,影响因素

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 华东师范大学

分类号: S714

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