1、本科毕业论文（20 届）滨海沙地尾巨桉林凋落物层生物量及养分贮量所在学院专业班级 水土保持与荒漠化防治学生姓名指导教师完成日期第 1 页目 录摘 要 .1ABSTRACT.11 引 言 .22 试验地概况 .23 研究方法 .33.1 样地设置 .33.2 枯枝落叶层生物量的调查与计算 .33.3 枯枝落叶层呢过养分元素的测定 .34 结果分析 .34.1 尾巨桉与木麻黄的枯枝落叶层生物量 .34.2 尾巨桉与木麻黄人工林枯枝落叶层养分含量及贮量 .45 结论与讨论 .6参考文献 .7致 谢 .8第 2 页摘 要：论文以长乐大鹤国有防护林场滨海后沿沙地上营造的尾巨桉林作为研究对象，通过对尾巨桉
2、人工林与木麻黄人工林（对照）进行凋落物层生物量及养分贮量的研究，旨在掌握尾巨桉凋落物生物量及养分的归还规律及其对沙地土壤肥力的影响，评估滨海沙地尾巨桉人工林的防护能力。结果表明：尾巨桉和木麻黄地面枯枝落叶生物量分别为14.54 thm-2、10.49 thm-2，尾巨桉的地面枯枝落叶生物量大小排列顺序为半分解未分解枝，木麻黄则为未分解半分解枝。其中，尾巨桉的半分解所占比例达到 42.71%，枝和未分解的比例分别为 10.39%和 46.90%；木麻黄的半分解比例为 42.70%，未分解为 46.95%，两者的差值不大，枝的比例为 10.35%。通过比较尾巨桉和木麻黄枯枝落叶层元素含量，可以发现
3、，尾巨桉的大量元素 C、N 含量较高，Ca 含量较低，其他元素含量与木麻黄相差不大。尾巨桉与木麻黄的养分贮量主要集中在未分解和半分解部分，枝的养分贮量较少。尾巨桉与木麻黄各元素的贮量与元素的含量的分配规律相似，为CNCaKMgP。 关键词：滨海沙地； 尾巨桉； 木麻黄； 生物量； 养分贮量Abstract: The biological nutrient cycling of E.urophyllaE.gradis and Casuarina equisetifolia plantations (contrast) which builded in the Dahe of Changle st
4、ate-owned shelter forest field along the coast, aimed to master E.urophyllaE.gradis, plantation biomass distribution pattern assessment of protection ability of E.urophyllaE.gradis on coastal sandy soil. The results showed that: E.urophyllaE.gradis and Casuarina equisetifolia ground litter biomass w
5、as 14.54 t hm-2, 10.49 t hm-2, ground litter biomass with the order of E.urophyllaE.gradis is semi-decomposed undecomposed branches , layer distribution law of Casuarina equisetifolia is undecomposed semi-decomposition branches. Among them, the proportion of Acacia cunninghamii s semi- decomposed re
6、ached 42.71% , and the proportion of non-decomposed sticks were10.39 percent and 46.90percent ; half decomposition ratio of Casuarina equisetifolia was 42.70% , 46.95% is not decomposed , the difference between the two little sticks ratio of 10.35% . By comparing E.urophyllaE.gradis plantations and
7、Casuarina equisetifolia litter element content , you can find a lot of E.urophyllaE.gradis elements C, N content is higher, lower Ca content , content and other elements Casuarina equisetifolia less. E.urophyllaE.gradis plantations and Casuarina equisetifolia focused on nutrient storage and semi- de
8、composed part undecomposed fewer branches nutrient storage . Distribution of similar content and storage elements E.urophyllaE.gradis plantations and Casuarina equisetifolia each element of C N Ca K Mg P. Key words:Coastal sandy site ; E.urophyllaE.gradis； Casuarina equisetifolia plantations；Phytoma
9、ss ；Nutrient storage第 3 页1 引 言森林凋落物也可称为枯落物或有机碎屑,是指在森林生态系统内,由地上植物组分产生并归还到地表面,作为分解者的物质和能量来源,借以维持生态系统功能的所有有机质 1.森林从环境中吸收的养分,通过凋落物的形式归还给林地,而凋落物通过分解逐渐向土壤和空气中释放营养元素,是森林地表层生物量和养分含量的主要决定因素.桉树是我国南方重要的速生商品林树种，是一种很好的生物质能源 2，并且桉树具有生物量大!全树热值高!抗逆性强及易管理等优点。世界总共有 795 种 3，是著名的生长快、干形好、适应性广、产量高等优点速生树种。目前据统计我国桉树人工林的种植面
10、积估计有 300 万公顷，其中就福建省的桉树种植面积就已经超过 60 万公顷。尾巨桉（E.urophyllaE.gradis） 4是桉树中的优势种，是造纸的优良树种。巨尾桉是一种极具价值的经济林、生态林。尾巨桉是以尾叶桉（E.urophylla)和巨桉(E.grandis)杂交的速生树种，与其他桉树树种相比稳定性和耐光性较为突出。因此尾巨桉在引种后迅速成长为我国南方短周期工业用林，并且经济效益明显，得到了广大林农的认可。目前有关凋落物的研究有很多，其研究大都集中在凋落物的组成、性质和分解动态等方面，尤其是作为沿海防护林的后备树种，探究其在滨海沙地的恶劣环境下的生长对比和养分循环特征。森林碳库的
11、研究近年来已成为世界各国的研究热点，我国在这方面的研究也有很多，但是结合养分生物循环来研究森林碳库的研究很少。另外尽管现在对森林碳库尤其是人工林碳贮量的研究很多，但是在滨海沙地关于沿海防护林碳贮量 7-10的研究很少。能源短缺已经成为当前面临的重大问题之一,沿海防护林作为公益生态林在防风护沙等方面有着重要的作用，在改善沿海地区生态环境，提高养分贮量方面也有着不可忽视的作用。因此，对沿海防护林后备树种的生态效益的研究也是非常重要的方面。2 试验地概况试验地位于福建省近海岸的长乐大鹤国有防护林场,东经 2596;北纬 11968，试验地海拔高度为 5-13 m，属于亚热带海洋性季风气候 11，年平
12、均温度为 19.2 ，年降水量1200-1600 mm，无霜期 326 天，年日照 2000-2300h，年积温 7400-7700 。风向全年基本维持为东风，平均风速在 4 ms-1，地松采伐迹地，植被稀疏，主要灾害性天气为台风，台风多发生在 7-8 月，平均每年 4-6 次，最高风力可达 12 级以上，台风发生时常伴随着暴雨或者大暴雨。试验地土壤均为滨海风沙土，沙层深厚，可达 6-10 m,因此土壤肥力极第 4 页差，保水能力低。3 研究方法3.1 样地设计2013 年 9 月，在选定的试验林分中选择典型地段，沿同一水平线，在尾巨桉和木麻黄无性系林分内分别设置 20 m20 m 的标准试验
13、区 3 块（重复） ，试验区的四角均打上水泥桩，记录其地理位置，作为标准样地。对标准样地中的每木进行编号挂牌。3.2 枯枝落叶层生物量的调查与计算地面枯枝落叶的生物量的测定方法采用小样方法收获法。因为尾巨桉和木麻黄人工林林下基本不存在灌木和草本植物的生长，所以只要对其林下的枯枝落叶进行收集，将其分为未分解、半分解和枝等三部分。在每块标准地中沿样地对角线随机设置 3 个 0.5 m0.5 m 样方进行收集、称重，并取样用于含水量、生物量的测定。3.3 枯枝落叶层养分元素的测定将采集的样品粉碎，放入自封袋中，留作养分分析。测定解析木、枯枝落叶层和凋落物中主要元素的含量，其中 K、Ca、Mg、P 采
14、用国标 LY/T 1270-1999 硝酸-高氯酸消煮法制备待测液，K、Ca、Mg 元素采用原子吸收分光光度计法测定， P 元素采用紫外分光光度计法测定，另外，C、N 元素用碳氮分析仪测定 12。4 结果分析4.1 尾巨桉和木麻黄人工林凋落物层的生物量表 4-1 尾巨桉和木麻黄枯枝落叶层生物量 （单位：thm -2）Tab. 4-1 The biomass of E.urophyllaE.gradis and Casuarina equisetifolia litter layer (unit: thm-2)树种总重/thm-2 枝/ thm-2 未分解/ thm-2 半分解/ thm-2尾巨
15、桉 14.54 0.59 6.95 5.48百分比 10.39% 46.90% 42.71%木麻黄 10.49 1.09 4.92 4.48百分比 10.35% 46.95% 42.70%注：括号内为所占百分比%林下植被生物量是林分生物量的重要组成成分，但是由于滨海沙地养分匮乏，砂质土壤保水能力差等因素，导致林下生物量种类稀少，林下凋落物层占据了 90%以上，因此，第 5 页本文在研究林下生物量时，仅调查研究了凋落物层，对林下草本等忽略。对木麻黄和尾巨桉人工林林下凋落物层进行调查统计结果如表 4-1，由此可知，木麻黄林下凋落物层与尾巨桉相比甚少.尾巨桉林下生物量 14.54 thm-2，木麻黄
16、林下生物量 10.49 thm-2，尾巨桉林下生物量比木麻黄高出 27.85%，这说明的是尾巨桉较木麻黄回归的生物量较高。尾巨桉的林下生物量大小排序为半分解枝未分解，而木麻黄为未分解半分解枝，尾巨桉的半分解占的比例最大 49.96%，枝和未分解的比例分别为 39.03%和 5.68%；木麻黄与尾巨桉的分配比例很不一样，未分解与半分解的比例相差不大，且未分解的比例较高，分别为 46.9%和 42.71%，同时枝的比例也达到了 10.39%，这些数据说明尾巨桉枯枝落叶较木麻黄更容易分解，能够将更多的养分归还给林下土壤，提高林地土壤肥力。4.2 尾巨桉和木麻黄人工林凋落物的养分贮量表 4-2 尾巨桉
17、与木麻黄枯枝落叶层各组分的养分含量Table 4-2The nutrient content of E.urophyllaE.gradis and C.equisetifolia s various components of litter layer木麻黄枯枝落叶层各组分中元素的分配规律分别为：未分解 C Ca N Na K Mg Mn Fe P Zn Cu，半分解 C N Ca Na K Mg Fe Mn P Zn Cu，枝 C N Ca K Na Mg Fe Mn P Zn Cu。木麻黄枯枝落叶层C、Ca、Mg 、 Na 这四种元素的分配规律为：未分解半分解枝；P、Fe、Cu、Zn 这四
18、种元素的分配规律为：半分解枝未分解；K 元素的分配规律为：枝 半分解未分解，这跟木麻黄 K 元素的分配规律刚好相反；N 元素的分配为半分解未分解枝。尾巨桉和木麻黄各营养元素在枯枝落叶层的分配差异：尾巨桉的未分解中 C 元素的含大量元素/g kg -1 微量元素/ g kg -1组分 C N K Ca Mg Na P Fe Mn Cu Zn桉未分解473.6 11.23 2.927 11.72 2.586 1.502 0.4555 0.3870 0.8994 0.0039 0.0450桉半分解394.7 11.83 2.9455 8.025 2.325 4.647 0.4721 1.0047 0
19、.9327 0.08345 0.2252桉枝 451.0 4.38 1.5205 4.295 1.35 2.35 0.1668 0.2293 0.7759 0.00276 0.0540木未分解459.1 11.36 2.7155 12.22852.472 6.55350.1955 0.5499350.779480.00036 0.05722木半分解418.1 19.78 2.9 11.5152.376 4.55 0.6533751.012540.895060.0120650.170005木枝 390.7 10.45 3.3715 6.182 1.73652.406 0.2623750.9642
20、50.4890350.0045550.10279第 6 页量最高，达 437.6gkg-1，木麻黄的未分解中 C 含量为 459.1 gkg-1，木麻黄枝中的 C 含量最低，仅 390.7 gkg-1。枯枝落叶层中 N 元素含量得最大值均出现在半分解部分，尾巨桉为 11.87 gkg-1、木麻黄为 19.78 gkg-1，未分解和枝的 N 含量，尾巨桉分别为 11.23 gkg-1、4.38 gkg -1，木麻黄为 11.36 gkg-1、10.45 gkg -1，这与尾巨桉较强的固氮能力相吻合。尾巨桉 K 元素含量的最高值是半分解 2.9455 gkg-1，最低值是桉枝的 1.5205 gk
21、g-1，木麻黄则与之相反，最高值是木枝 3.37 gkg-1，最低值是木未分解 2.71 gkg-1。尾巨桉枯枝落叶层 Ca 含量分布差异较大，木麻黄枯枝落叶层各部分则表现出较高的 Ca 含量，未分解和半分解分别为 12.228 gkg-1、11.515 gkg-1，均高出同部分 N 元素的含量。Mg 元素在两树种的枯枝落叶层各部分含量较为相近，两者的差别主要体现在枝中 Mg 的含量，木麻黄枝的 Mg 含量为 1.736 gkg-1，尾巨桉枝的 Mg 含量为 1.35 gkg-1。Na 元素在尾巨桉各部分分配和木麻黄一样差异较大，分别为 1.5025gkg-1、4.647gkg -1、2.35
22、 gkg -1，但木麻黄 Na元素含量也较高，这与上节中得出的木麻黄解析木中 Na 含量较高相一致。P 元素的最大值均出现在两树种半分解部分中，尾巨桉和木麻黄分别为 0.472125 gkg-1、0.65 gkg-1。微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu 与 P 的分配规律相似，最大值均在两树种的半分解部分。表 4-3 尾巨桉与木麻黄的养分贮量Table4-3 The nutrients storage of E.urophyllaE.gradis and C.equisetifolia（kghm -2） 组分 C N K Ca Mg P桉未分解 2330.11 55.25 14.40 57.66
23、 12.72 2.24桉半分解 2768.26 53.00 13.20 35.95 10.42 2.12桉枝 491.59 4.77 1.66 4.68 1.47 0.73合计 5589.96 113.02 29.26 98.29 24.61 5.48木未分解 2260.734 55.940 13.372 60.216 12.173 0.963木半分解 1872.514 88.587 12.988 51.571 10.641 2.926木枝 424.289 11.348 3.661 6.713 1.886 0.285合计 4557.538 155.875 30.021 118.501 24.7
24、00 4.174由表 3 可以看出，尾巨桉与木麻黄的养分贮量主要集中在未分解和半分解部分，枝的养分贮量较少。尾巨桉枯枝落叶层中 N、K、Mg 的总贮量均低于木麻黄，两者N、K、Mg 的总贮量分别为 113.02 kghm-2、29.26 kghm-2、24.61 kghm-2、 155.875 kghm-2、30.021 kghm-2、4.174 kghm-2。枯枝落叶层中不同元素的贮量，以 C 贮量最高，尾巨桉 C 总贮量为 5589.96 kghm-2 ，木麻黄的 C 总贮量为 4557.538 kghm-2。P 贮量最低，尾巨桉 P 总贮量为 5.48 kghm-2，木麻黄的 P 总贮量
25、为 4.174 kghm-2。由于枯枝落叶层养分的贮量取决于本身的养分含量，因此，尾巨桉与木麻黄各元素的贮量与元素的含量的分配规律相似，表现为 CNCaKMgP。第 7 页5 结论与讨论枯枝落叶层是森林生态系统林木养分归还的重要途径之一 13，是林地有机质的主要物质库，是恢复、维持和提高土壤肥力的重要基础 14，其处于生物养分循环的中间环节。尾巨桉与木麻黄人工林林下生物量的比较中，尾巨桉林下生物量比木麻黄高出 28.25%，且林下生物量分配比例中，尾巨桉半分解的生物量达 12.36 thm-2，而木麻黄半分解的生物量仅为 4.48 thm-2，经过分析可知，尾巨桉具有较高的生产力，另外其枯枝落
26、叶也更容易分解，将养分归还给林下土壤，能够缓解木麻黄引起的生长量下降和地力衰退的问题。同时通过对尾巨桉和木麻黄枯枝落叶层元素含量贮量规律的研究 15，我们可以明确地得出各种元素在两树种枯枝落叶层中的各部分中的含量，由于枯枝落叶层中叶子占主要部分，其分为未分解和半分解部分，叶子又是解析木中营养元素较丰富的器官之一 16，枯枝落叶层的元素含量也比较丰富。在枯枝落叶层中，尾巨桉的大量元素 C、N 含量较高，Ca 含量较低，其他元素含量与木麻黄相差不大。第 8 页参考文献1 王凤友.森林凋落量研究综述J.生态学进展,1989,6(2):82 -89.2 林小珠、林成辉、开发桉树作为生物质能源的思考J.
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28、题探讨J生态学杂志，1998，17（6）：64-686 谢耀坚中国桉树人工林可持续经营战略初探J世界林业研究， 2003，16（5）：59-64 7 陈胜滨海沙地相思树种引种试验研究J防护林科技， 1999， 3（38）：12-15 8 韩金发尾巨桉对风沙地土壤性状的改良J福建林学院学报， 2001，21（3）：253-256 9 李江才闽南山地 4 种优质相思树种的引种J林业科技开发， 2003，17（5）：33-35 10 俞新妥, 张其水. 杉木连栽林地土壤生化特性及土壤肥力的研究J. 福建林学院学报, 1989, 9(3): 263-271.11 Evans J. Sustainabi
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30、, Cossalter C and Tiarks A. Site management and productivity in tropical plantation forests: Proceedings of Workshop in Pietermaritzburg, South Africa, 16-20 February 1998 C. Center for International Forestry Research, Bogor, Indonesia, 1998. 69-72.14 Fan, S H, Yang C D and Lin S Z, et al. Chinese f
31、ir plantation in Fujian Province, ChinaEvans J. Sustainability of forest plantations:a review of evidence and future prospectsJ.International Forestry Review, 1999, 1(3): 153-162.2011，31(9):23922400.15 Fan, S H, Yang C D and Lin S Z, et al. Chinese fir plantation in Fujian Province, China A. In: Nam
32、biar E K S, Cossalter C and Tiarks A. Site management and productivity in tropical plantation forests: Proceedings of Workshop in Pietermaritzburg, South Africa, 16-20 February 1998 C. Center for International Forestry Research, Bogor, Indonesia, 1998. 69-72.A. In: Nambiar E K S, Cossalter C and Tia
33、rks A. Site management and productivity in tropical plantation forests: Proceedings of Workshop in Pietermaritzburg, South Africa, 16-20 February 1998 C. Center for International Forestry Research, Bogor, Indonesia, 1998. 69-7216 A. In: Nambiar E K S, Cossalter C and Tiarks A. Site management and pr
34、oductivity in tropical plantation forests: Proceedings of Workshop in Pietermaritzburg, South Africa, 16-20 February 1998 C. Center for International Forestry Research, Bogor, Indonesia, 1998. 69-72第 9 页致 谢在 本 论 文 的 写 作 过 程 中 ， 我 的 导 师 何 宗 明 老 师 倾 注 了 大 量 的 心 血 ， 从 选 题 到 开 题 报告 ， 从 写 作 提 纲 ， 到 一 遍 又
35、 一 遍 地 指 出 每 稿 中 的 具 体 问 题 ， 严 格 把 关 ， 循 循 善 诱 ， 在 此我 表 示 衷 心 感 谢 。 同 时 我 还 要 感 谢 在 我 学 习 期 间 给 我 极 大 关 心 和 支 持 的 各 位 老 师 以 及 关心 我 的 同 学 和 朋 友 。毕 业 论 文 暂 告 收 尾 ， 这 也 意 味 着 我 在 福 建 农 林 大 学 的 四 年 学 习 生 活 既 将 结 束 。 回 首既 往 ， 自 己 一 生 最 宝 贵 的 时 光 能 于 这 样 的 校 园 之 中 ， 能 在 众 多 学 富 五 车 、 才 华 横 溢 的 老师 们 的 熏 陶 下 度 过 ， 实 是 荣 幸 之 极 。 在 这 四 年 的 时 间 里 ， 我 在 学 习 上 和 思 想 上 都 受 益 非浅 。 这 除 了 自 身 努 力 外 ， 与 各 位 老 师 、 同 学 和 朋 友 的 关 心 、 支 持 和 鼓 励 是 分 不 开 的最 后 也 感 谢 百 忙 之 中 抽 空 对 本 文 进 行 审 阅 与 指 导 的 各 位 专 家 和 教 授 ， 并 致 以 深 深 的敬 意 。
