1、本科毕业论文（20 届）不同恢复类型木荷叶片 N、P、K 元素含量的比较研究所在学院专业班级 水土保持与荒漠化防治学生姓名指导教师完成日期目录摘要: .1Abstract:.11 前言 .22 研究区域概况、研究材料及研究方法 .22.1 研究区域概况 .22.2 研究技术和方法 .32.2.1 野外采样方法 .32.2.2 室内初处理 .32.2.3 室内分析 .32.2.4 数据处理方法 .43 结果分析 .43.1不同恢复类型木荷叶片氮元素含量分析 .43.1.1不同层次叶片氮元素含量分析 .43.1.2不同方位的叶片氮元素含量分析 .53.1.3不同恢复类型的叶片氮元素的分析 .53.
2、2木荷叶片磷元素的比较分析 .63.2.1同一恢复类型不同层次的叶片磷元素的比较 .63.2.2同一恢复类型不同方位的叶片磷元素的比较 .73.2.3不同恢复类型的叶片磷元素的比较 .73.3木荷叶片钾元素的比较分析 .73.3.1同一恢复类型不同层次的叶片钾元素的比较 .73.3.2同一恢复类型不同方位的叶片钾元素的比较 .83.3.3不同恢复类型的叶片钾元素的比较 .94结论与讨论 .94.1 讨论 .94.2 结论 .10参考文献 .10致 谢 .121摘要:研究植物叶片的养分含量变化及相互之间的关系，制定合理有效的施肥对策、提高造林质量、经济效益和生态效益等重要意义。以南方常见树种木荷
3、为研究材料，通过对木荷叶片中 N、P、K 等大量元素含量进行不同森林恢复类型不同层次（上层 0-30cm、中层 30-60cm、下层 60-90cm）、不同方位（东、南、西、北）之间的对比研究，分析木荷叶片中的养分含量空间变异特征以及在森林自然恢复过程中的养分变化规律 e。研究结果表明，在福州市国家森林公园四种森林恢复类型中，木荷在不同方位叶片的 N、P 含量变化较为一致：北西 东南，但差异水平不显著；而 K 元素含量在方位间变化趋势不一致，且差异不显著。不同层次木荷叶片的营养元素但大致具有上中下的规律，说明木荷在生长发育过程中吸收的各种养分元素优先供应给树冠上部分，且叶片中的养分元素含量在不
4、同层次之间有显著差异；不同恢复类型的木荷叶片 N、P、K 三种元素的含量变化趋势不一致， 且 N 含量差异不显著，P、K 元素的含量差异显著。关键词:群落 恢复类型 木荷 营养元素 Abstract: Studying on changes in contents of plant nutrients and mutual relationship among them has significant importance for making reasonable and effective fertilization measures, improving the quality of a
5、fforestation, economic and ecological benefits. The dynamic changes and regular pattern of nutrient contents were analyzed in the leaves of Schima superba in the forest natural recovery process to provide the scientific basis for making reasonable and effective fertilization measures, improving prod
6、uctivity and ecological benefits of Schima superba by exploring the nutrients contents in different levels, different directions and different recovery types. The main results were as follows: in the four forest restoration types in Fuzhou National Forest Park, the contents of N.P in superba leaf in
7、 different directions were more consistent: North West East South, but the difference was not at significant level. The contents of K element are inconsistent in the orientation trend, and the difference was not significant. For nutrients Schima superba at different levels in the leaf was measured,
8、the results showed that: the existence of four types of recovery were some kind of differences, but had certain laws on the process described in the growth and development of Schima superba absorption and various nutrients priority supply to part of the canopy and leaf nutrient content of a signific
9、ant difference between the different levels, through the four types of recovery the leaf nutrient research results shoed that the trend of different types of recovery in the leaf of N, P, K was inconsistent with levels for three elements, and in addition to the content of N elements in four types of
10、 forest restoration difference was not significant for the outside. The contents of P, K elements in four forest restoration had significant differences in different types.Key words: Community Restorationtype Schima superba Nutrients21 前言随着全球工业化和城市化对自然环境的破坏，森林生态环境已遭到严重破坏。从1990 年至今，日益增加的酸雨等危害更是导致森林面积
11、锐减，森林生态系统恶化。因此在全球提倡可持续发展原则的背景下，保护森林环境已成为共识。亚热带常绿阔叶林群落结构复杂，林相整齐，具有维护区域生态环境、保护物种多样性等作用，但由于长期破坏性利用，我国的亚热带常绿阔叶林正面临着面积减少、群落生态系统退化等严重问题。为了解决亚热带常绿阔叶林的恢复和重建问题，20 世纪 50年代以来，我国大面积营造了人工林，但由于人工林具有群落结构简单、生物多样性低、林分树种单一等弊端，如何维护人工林的可持续发展已经成为政府和学者关注的问题 2-3。作为我国常见的混交林，木荷马尾松混交林具有改善生态环境，维持生态平衡的生态效益，因此维持混交林中优势树种的良好生长趋势是
12、极其重要的目标。木荷（Schima superba Gardn）是我国东部湿润亚热带常绿阔叶林的重要组成树种之一，也是我国南方珍贵乡土树种之一。木荷树干端直、木材坚实，深根性、生长快，燃点较高，适生于温暖湿润气候和肥沃酸性土壤，是优良的改土树种和生物防火树种之一。此外，由于木荷有改善林地土壤肥力水平，改善森林生态功能，提高林地生产力水平，增加森林蓄积量等作用，已成为重要的造林树种 9-10。目前我国已经有大批学者对木荷马尾松林的演替和恢复过程开展了大量研究，包括不同恢复类型对混交林土壤、凋落物等的影响 11，但对于在木荷马尾松混交林的自然恢复过程中，植物叶片养分的变化研究还尚未见报。叶片是植物
13、进行物质积累与能量交换的主要器官，也是生态系统中第一性生产力的主要提供者，植物叶片养分的变化是影响植物生长状况的重要指标，也是影响凋落物的生产量和养分动态的其中一个因素，并以此间接影响了整个生态系统的稳定性，因此研究不同群落恢复类型中植物叶片的养分变化不仅具有制定制定合理有效的施肥对策，提高木荷马尾松混交林、木荷防火林带等的生产力和生态效益等重要意义，而且对于维持群落生态稳定性，增加生产力等具有重要作用 4,11-18。2 研究区域概况、研究材料及研究方法2.1 研究区域概况福州市国家森林公园位于福州市北郊晋安区，地理坐标为东经 11901171194056 ，北纬 255716 262449
14、 ，总面积 2 8913hm 2。森林公园建于 1959 年 12 月， 1993 年又被批准为 “福州市国家森林公园” ，系福建省首家国家级森林公园。福州市森林公园园内自然条件较好，是人们休闲游憩的良好场所，更是开展树木引种驯化和科研科普的优秀基地，是一个集科研和游览为一体的综合性公园，具有重要的生态效益、经济效益和社会效益。公园属典型的中亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛。年平均气温 194，最冷3月(1 月 )平均气温 104，极端最低气温26(23 月)，最热月(7 月)平均气温285，极端最高气温 40c(7-8 月)。年降水量 14137mm，多集中于春夏，秋冬较少。水源由山谷中的
15、叶洋溪、龙潭溪、白鹭溪汇入赤桥溪后，在墓亭下汇合流入八一水库，汇水面积 13km2。该溪山涧水沟较多，基本上终年有水。福州市森林公园植物资源丰富，植被类型有针叶林、阔叶林、灌丛、竹林、人工林、草地等 6 种。土壤以红壤为主，另有黄壤、黄红壤、暗红壤、粗骨性红壤等。随海拔高度的变化表现出明显的垂直分布特征。福州市森林公园的木荷马尾松混交林是在采伐迹地上经过人工造林形成的，造林初始，混交林包括 8 荷 2 马和 9 荷 1 马两种混交比以及马尾松纯林。由于木荷生长趋势旺盛，马尾松更新困难，在一些造林较早的混交林中，马尾松已经从群落中消失，因此经过几十年的自然恢复，现在的群落类型已经变为马尾松混交林
16、和木荷纯林两种 19-21。本研究的四个类型分别为第一恢复类型木荷马尾松群落林相不整齐，马尾松林冠占据优势，与木荷冠顶差距较大；第二恢复类型群落林相不整齐，马尾松仍占据林冠上层，但是其下密布着木荷；第三恢复类型群落生长茂盛，林相比较整齐，木荷林冠占据优势；第四恢复类型为木荷纯林，群落林相整齐，季相变化不明显。表 1 木荷马尾松林乔木层群落结构的一些参数Tab1 Parameters of structure in tree layer of mixed forest恢复类型 构成树种 S 样方 /m2 DBH/cm H/m 重要值（木荷/马尾松）/%第一类型木荷马尾松120010.2619.1
17、311.3015.8954.0/31.1第二类型木荷马尾松160014.1719.4912.5614.7364.3/35.7第三类型木荷马尾松160016.4924.2213.2815.1176.6/17.6第四类型 木荷 1600 16.00 14.6 60.32.2 研究技术和方法2.2.1 野外采样方法研究小组于 2013 年 5 月在福州市国家森林公园取样。在四种恢复类型的样地上，选取每个样地内胸径接近林内木荷平均胸径且生长状况一致，长势良好的 3 株木荷，摘取不同层次（0-30cm 标记为上层、30-60cm 为中层、 60-90cm 为下层） 、不同方位（标记为东、南、西、北） 、
18、无病虫危害、生理成熟的叶片。2.2.2 室内初处理将采集的新鲜木荷叶片擦净去尘，然后把叶片放入 80-90 烘箱中 30 分钟进行杀青，后在 65 烘箱中继续烘干至发脆。烘干后的叶片样品用植物粉碎机磨碎并通过 2mm 的筛孔，然后装于自封袋中备用。42.2.3 室内分析(1)氮、磷、钾含量的测定称取磨碎过筛的叶片，采用凯氏定氮法测定氮含量，采用钼锑抗比色法测定磷含量，采用原子吸收分光光度计测定钾的含量。2.2.4 数据处理方法采用 SPSS17.0 和 Microsoft Excel 软件对木荷叶片中氮、磷和钾这 3 种元素进行不同恢复类型间的方差分析，以此比较木荷叶片中的 3 种元素在不同群
19、落恢复类型中的差异。3 结果分析3.1 不同恢复类型木荷叶片氮元素含量分析3.1.1 不同层次叶片氮元素含量分析对同一个恢复类型的木荷叶片上、中、下三个层次的 N 元素含量进行统计分析（图1）表明，在四种恢复类型中，木荷叶片 N 元素不同层次间的变化趋势一致：上层 中层下层。对同一个恢复类型上、中、下三个层次的叶片 N 元素含量进行差异分析（表 2）表明：第一恢复类型和第四恢复类型中，上、中、下层之间的 N 含量差异显著；第二恢复类型和第三恢复类型中，上层和中层、上层和下层的 N 含量差异显著，但中层和下层的N 含量差异不显著。第一恢复类型中，上层叶片的 N 含量比中层多 9.1%，比下层多
20、21.2%；第二恢复类型中，上层叶片的 N 含量比中层多 5.6%，比下层多 6.1%；第三恢复类型中，上层叶片的 N 含量比中层多 8.8%，比下层多 10.6%；第四恢复类型中，上层叶片的 N 含量比中层多 6.6%，比下层多 13.4%。05101520第 一 恢 复 类 型 第 二 恢 复 类 型 第 三 恢 复 类 型 第 四 恢 复 类 型上中下图 1 不同层次木荷叶片氮含量（g/kg ）的变化趋势Fig.1 Trends of Nitrogen in the leaves of Schima superba in different level5表 2 不同层次木荷叶片氮含量的差
21、异分析结果（g/kg ）Table 2 Variance analysis results of Nitrogen in the leaves of Schima superba in different level层次类型上 中 下第一恢复类型 17.20Aa 15.78Ab 14.18Ac 第二恢复类型 17.25Aa 16.33Ab 16.25Bb 第三恢复类型 17.15Aa 15.77Ab 15.51Bb 第四恢复类型 17.22Aa 16.16Ab 15.18Bc 另外，由表 2 可以看出：木荷上层和中层叶片中，四个恢复类型恢复类型之间的 N含量差异均不显著，而木荷下层叶片中，第一
22、恢复类型与其他三个恢复类型之间 N 含量差异显著，其他三个恢复类型之间的 N 含量差异不显著。3.1.2 不同方位的叶片氮元素含量分析对四个恢复类型的木荷叶片东、南、西、北四个方位的 N 元素含量进行统计分析（表 3）表明，在四种恢复类型中，木荷叶片 N 元素不同方位间的变化趋势较为一致：北 西东 南，但是差异水平不显著。此外，同一方位不同恢复类型之间的 N 含量差异也不显著。表 3 各方位木荷叶片氮元素含量的统计结果（g/kg ）Table 3 Statistical results of Nitrogen in the leaves of Schima superba in differe
23、nt direction东 西 南 北第一恢复类型 14.38Aa 14.60Aa 14.25Aa 14.72Aa第二恢复类型 15.64Aa 15.85Aa 15.56Aa 15.31Aa第三恢复类型 15.56Aa 15.82Aa 15.50Aa 15.61Aa第四恢复类型 15.56Aa 15.97Aa 15.51Aa 15.84Aa 3.1.3 不同恢复类型的叶片氮元素的分析对四个恢复类型的木荷叶片中的 N 元素含量进行统计和差异分析（表 4）表明，不同恢复类型的叶片 N 含量：第二恢复类型第一恢复类型 第三恢复类型第四恢复类型。四个恢复类型之间的叶片 N 含量差异均不显著。表 4 不
24、同恢复类型木荷叶片 N 含量的差异分析结果Table 4 Variance analysis results of Nitrogen in the leaves of Schima superba in different typeSubset for alpha = 0.05恢复类型1第四恢复类型 6.76a6第三恢复类型 8.07a第一恢复类型 14.11a第二恢复类型 15.76aSig. .0663.2 木荷叶片磷元素的比较分析3.2.1 同一恢复类型不同层次的叶片磷元素的比较对同一个恢复类型的木荷叶片上、中、下三个层次的 P 元素含量进行统计分析（图2）表明，在四种恢复类型中，木荷叶
25、片 P 元素不同层次间的变化趋势一致：上层 中层下层。对同一个恢复类型上、中、下三个层次的叶片 P 元素含量进行差异分析（表 5）表明：第一恢复类型和第二恢复类型中，上层和下层、中层和下层的 P 含量差异显著，但上层和中层的 P 含量差异不显著；第三恢复类型中，上层和中层、上层和下层的 P 含量差异显著，但中层和下层的 P 含量差异不显著；第四恢复类型中，上、中、下层之间的P 含量差异显著。第一恢复类型中，上层叶片的 P 含量比中层多 1.2%，比下层多 9.1%；第二恢复类型中，上层叶片的 P 含量比中层多 0.6%，比下层多 52.7%；第三恢复类型中，上层叶片的 P 含量比中层多 35.
26、7%，比下层多 40.7%；第四恢复类型中，上层叶片的 P 含量比中层多 9.9%，比下层多 23.6%。00.511.522.5第 一 恢 复 类 型 第 二 恢 复 类 型 第 三 恢 复 类 型 第 四 恢 复 类 型上中下图 2 木荷不同层次叶片磷含量（ g/kg）的变化趋势Fig.2 Trends of Phosphorus in the leaves of Schima superba in different level表 5 木荷不同层次叶片磷含量（ g/kg）的差异分析结果Table 5 Variance analysis results of Phosphorus in t
27、he leaves of Schima superba in different level上 中 下第一恢复类型 1.68Aa 1.66Aa 1.54Ab 第二恢复类型 1.71Aa 1.70Aa 1.12Bb 第三恢复类型 2.28Ba 1.68Ab 1.62Ab 第四恢复类型 1.78Aa 1.62Ab 1.44Ac 另外，表格中的数据表明：木荷上层叶片中，第三恢复类型与其他三个类型之间的7P 含量差异均显著，其他三个恢复类型之间的 P 含量差异均不显著；中层叶片中，四个恢复类型恢复类型之间的 P 含量差异均不显著，而木荷下层叶片中，第二恢复类型与其他三个类型之间的 P 含量差异均显著，
28、其他三个恢复类型之间的 P 含量差异均不显著。3.2.2 同一恢复类型不同方位的叶片磷元素的比较对四个恢复类型的木荷叶片东、南、西、北四个方位的 P 元素含量进行统计分析（表 6）表明，在四种恢复类型中，木荷叶片 P 元素不同方位间的变化趋势较为一致：北 西东 南，但是差异水平不显著。此外，同一方位不同恢复类型之间的 P 含量差异也不显著。表 6 木荷各方位叶片磷元素含量（ g/kg）的统计结果Table6 Statistical results of Phosphorus in the leaves of Schima superba in different direction东 西 南
29、北第一恢复类型 1.75Aa 1.76Aa 1.67Aa 1.78Aa第二恢复类型 1.68Aa 1.71Aa 1.64Aa 1.74Aa第三恢复类型 1.72Aa 1.75Aa 1.68Aa 1.78Aa第四恢复类型 1.66Aa 1.73Aa 1.63Aa 1.75Aa3.2.3 不同恢复类型的叶片磷元素的比较对四个恢复类型的木荷叶片中的 P 元素含量进行统计和差异分析（表 7）表明，不同恢复类型的叶片 P 含量：第三恢复类型 第四恢复类型 第二恢复类型第一恢复类型。第一恢复类型与其他三个恢复类型之间的 P 含量差异显著，但是第二恢复类型、第三恢复类型和第四恢复类型之间的叶片 P 含量差异
30、均不显著。表 7 不同恢复类型叶片 P 含量的差异分析结果Table7 Variance analysis results of Phosphorus in the leaves of Schima superba in different typeSubset for alpha = 0.05恢复类型1 2第一恢复类型 1.20a第二恢复类型 1.70b第四恢复类型 1.74b第三恢复类型 1.75bSig. 1.000 .1443.3 木荷叶片钾元素的比较分析3.3.1 同一恢复类型不同层次的叶片钾元素的比较对同一个恢复类型的木荷叶片上、中、下三个层次的 K 元素含量进行统计分析（图3）表
31、明，在四种恢复类型中，木荷叶片 K 元素不同层次间的变化趋势一致：上层 中层下层。对同一个恢复类型上、中、下三个层次的叶片 K 元素含量进行差异分析（表 8）表明：第一恢复类型和第四恢复类型中，上层和中层、上层和下层的 K 含量差异显著，但中层和下层的 K 含量差异不显著；第二恢复类型和第三恢复类型中，上层和下层、中层8和下层的 K 含量差异显著，但上层和中层的 K 含量差异不显著。第一恢复类型中，上层叶片的 K 含量比中层多 15.5%，比下层多 16.5%；第二恢复类型中，上层叶片的 K 含量比中层多 4.6%，比下层多 51.1%；第三恢复类型中，上层叶片的 K 含量比中层多 0.5%，
32、比下层多 24.4%；第四恢复类型中，上层叶片的 K 含量比中层多 14.4%，比下层多14.7%。05101520第 一 恢 复 类 型 第 二 恢 复 类 型 第 三 恢 复 类 型 第 四 恢 复 类 型上中下图 3 木荷不同层次叶片钾含量（ g/kg）的变化趋势Fig.3 Trends of Kalium in the leaves of Schima superba in different level表 8 木荷不同层次叶片钾含量（ g/kg）的差异分析结果Table8 Variance analysis results of K in the leaves of Schima s
33、uperba in different level上 中 下第一恢复类型 14.93Aa 12.93Ab 12.81Ab 第二恢复类型 13.81Aa 13.20Aa 9.14Bb 第三恢复类型 13.94Aa 13.87Aa 11.21Ab 第四恢复类型 14.90Aa 13.03Ab 12.99Ab 另外，表格中的数据表明：木荷上层和中层叶片中，四个恢复类型之间的 K 含量差异均不显著；而木荷下层叶片中，第二恢复类型与其他三个类型之间的 K 含量差异均显著，其他三个恢复类型之间的 K 含量差异均不显著。3.3.2 同一恢复类型不同方位的叶片钾元素的比较对四个恢复类型的木荷叶片东、南、西、北四个方位的 K 元素含量进行统计分析（表 9）表明，在四种恢复类型中，木荷叶片 K 元素不同方位间的差异不显著，且变化趋势不一致：第一恢复类型北 东 南西；第二恢复类型西 东北南；第三恢复类型北西东南；第四恢复类型北南东西。此外，同一方位不同恢复类型之间的 K 含量差异也不显著。表 9 木荷各方位叶片钾元素含量（ g/kg）的统计结果Table9 Statistical results of K in the leaves of Schima superba in different direction东 西 南 北
