高山森林溪流凋落物分解中有機(jī)組分的變化特征
本文關(guān)鍵詞:高山森林溪流凋落物分解中有機(jī)組分的變化特征,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:森林向溪流輸入凋落物是森林-水體連續(xù)體重要的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)途徑,也是溪流生態(tài)系統(tǒng)重要的物質(zhì)和能量來(lái)源。包括水溶性組分(Water soluble components, WSC)酸溶性組分(Acid soluble components, ASC)和酸不溶性組分(Acid insoluble residue, AIR)等在內(nèi)的有機(jī)組分變化特征是凋落物分解的關(guān)鍵過(guò)程之一,且可能受到不同季節(jié)之間水量和水溫變化所導(dǎo)致的環(huán)境差異的影響,但缺乏必要關(guān)注。因此,采用凋落葉分解袋法,以川西高山森林典型喬木(四川紅杉Larix mastersiana、方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鵑Rhododendron lapponicum、康定柳Salix paraplesia)凋落葉為研究對(duì)象,根據(jù)凋落葉自然分解規(guī)律,研究不同關(guān)鍵時(shí)期(凍結(jié)初期、凍結(jié)期、融化期、生長(zhǎng)季節(jié)和生長(zhǎng)季節(jié)末期)河流、溪流、河岸帶以及林下凋落葉水溶性組分、酸溶性組分和酸不溶性組分的動(dòng)態(tài)變化特征,以便深入認(rèn)識(shí)高山森林-流域水體間的生態(tài)聯(lián)系。經(jīng)過(guò)兩年的分解,高山森林溪流4種凋落物水溶性組分含量表現(xiàn)為降低的趨勢(shì)。水溶性組分是凋落物的重要易分解成分,在水環(huán)境中經(jīng)歷了強(qiáng)烈的淋溶作用而快速流失,但不同物種水溶性組分含量的變化趨勢(shì)和損失量不同?刀鴾p少量最大為88.29%,而四川紅杉減少量最低,僅有47.61%。河流和溪流在分解初期顯著地促進(jìn)了4種凋落物水溶性組分的降低,但不同關(guān)鍵時(shí)期的分解特征存在差異。在凋落物分解第一年的凍結(jié)初期,河流、溪流及河岸帶中凋落物水溶性組分含量顯著降低,整個(gè)冬季水環(huán)境中凋落物水溶性組分含量都低于林下,至生長(zhǎng)季節(jié),林下凋落物水溶性組分含量顯著降低;在分解第二年則表現(xiàn)為冬季水溶性組分含量降低而生長(zhǎng)季節(jié)先增加再降低的變化趨勢(shì)。不同物種水溶性碳氮磷含量不同,在水流影響下不同關(guān)鍵時(shí)期表現(xiàn)出不同的變化特征。在凋落物分解的兩年中,高山森林4種凋落物表現(xiàn)為水環(huán)境中水溶性碳含量在第一年凍結(jié)初期即顯著降低,河流和溪流有助于水溶性碳的流失,而林下水溶性碳含量則在生長(zhǎng)季節(jié)顯著降低,但在凋落物分解第二年含量變化不顯著。經(jīng)過(guò)兩年的分解后,4種凋落物水溶性碳含量顯著降低,其中康定柳在林下的損失量最大為95.15%,四川紅杉在林下的損失量最小為74.09%。水溶性氮含量在第一年凍結(jié)初期降低,在凍結(jié)期或融化期增加至生長(zhǎng)季節(jié)則顯著降低,在分解第二年表現(xiàn)為水溶性氮含量有上下波動(dòng),但總體變化不大。四川紅杉在林下減少量最大,達(dá)到67.78%。高山杜鵑是水溶性氮含量最低的物種,減少量也最小,林下減少量為24.58%。水溶性磷含量在第一年不斷降低,且水環(huán)境中水溶性磷含量顯著低于林下生境,但在分解第二年含量變化不顯著。方枝柏、四川紅杉和康定柳都在河岸帶減少量最大,損失量分別為96.47%、98.90%和98.75%,方枝柏在林下減少量最小為72.64%。經(jīng)過(guò)兩年的分解,除康定柳酸溶性組分含量降低以外,其余物種凋落物含量整體變化不大。不同物種之間凋落物基質(zhì)質(zhì)量的差異對(duì)酸溶性組分的變化具有顯著影響?刀诹窒聹p少量最大為31.40%,而四川紅杉在河岸帶增加了18.90%。四川紅杉凋落物酸不溶性組分含量在兩年的分解后幾乎不變,其余3種凋落物酸不溶性組分含量在分解過(guò)程中逐漸增加。方枝柏、四川紅杉、康定柳和高山杜鵑酸不溶性組分增加量分別為119.40%、5.64%、96.55%和25.52%。四川紅杉為酸不溶性組分含量(54.09%)最高的物種,但其在河岸帶增加量最小為1.43%;方枝柏酸不溶性組分含量(24.76%)最低,但也是增加量最高的物種。表征酸溶性和酸不溶性組分相對(duì)含量比例的LCI指數(shù)[AIR/(ASC+AIR)] (Lignocellulose index)變化緩慢,在凋落物分解第一年,方枝柏和康定柳LCI呈上升趨勢(shì),四川紅杉和高山杜鵑僅有小幅波動(dòng);分解第二年,4種凋落物L(fēng)CI變化不大。不同生境之間平均溫度(AT)、正積溫(PAT)、負(fù)積溫(NAT)、pH、流速和電導(dǎo)率等環(huán)境特征的差異顯著作用于凋落物分解過(guò)程中水溶性組分、酸溶性組分和酸不溶性組分的含量變化。綜上所述,凋落物質(zhì)量、高山森林溪流冬季在凍結(jié)初期、凍結(jié)期和融化期形成不同的水熱環(huán)境以及生長(zhǎng)季節(jié)水量和水溫的變化所導(dǎo)致的環(huán)境差異顯著作用于凋落物分解過(guò)程中有機(jī)組分的動(dòng)態(tài)。相對(duì)于河岸帶和森林林下環(huán)境,森林溪流中凋落物水溶性組分在分解前期流失速度較快,至分解后期差異減;溪流中凋落物酸溶性組分含量與林下相比差異不大,甚至高于林下生境;凋落物酸不溶性組分在河流與溪流中含量較高,至分解后期各生境間差異減小。這些結(jié)果為深入認(rèn)識(shí)高山森林溪流生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程及高山森林-流域水體間的生態(tài)聯(lián)系提供了一定的科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:高山森林 溪流 凋落物分解 水溶性組分 酸溶性組分 酸不溶性組分
【學(xué)位授予單位】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:S714
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 引言12-13
- 1 研究背景13-17
- 1.1 凋落物分解過(guò)程中有機(jī)組分的變化特征13-14
- 1.2 森林溪流凋落物分解過(guò)程中有機(jī)組分動(dòng)態(tài)及影響因素14-16
- 1.3 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中有機(jī)組分動(dòng)態(tài)16-17
- 1.4 研究目的與意義17
- 2 材料與方法17-24
- 2.1 研究區(qū)域概況17-18
- 2.2 研究方法18-23
- 2.2.1 凋落葉采集與室內(nèi)處理18
- 2.2.2 樣地設(shè)置與樣品埋設(shè)18-20
- 2.2.3 樣品采集和處理20-23
- 2.2.4 室內(nèi)試驗(yàn)23
- 2.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析23-24
- 3 結(jié)果與分析24-47
- 3.1 高山森林溪流凋落物水溶性組分變化特征24-40
- 3.1.1 高山森林溪流凋落物水溶性組分含量的變化特征24-27
- 3.1.2 高山森林溪流凋落物水溶性碳含量的變化特征27-29
- 3.1.3 高山森林溪流凋落物水溶性氮含量的變化特征29-31
- 3.1.4 高山森林溪流凋落物水溶性磷含量的變化特征31-33
- 3.1.5 水溶性碳氮磷化學(xué)計(jì)量比33-40
- 3.2 高山森林溪流4種凋落物酸溶性組分含量的變化特征40-42
- 3.3 高山森林溪流4種凋落物酸不溶性組分含量的變化特征42-44
- 3.4 高山森林溪流4種凋落物L(fēng)CI指數(shù)的變化特征44-47
- 4 討論47-54
- 4.1 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中水溶性組分的變化47-51
- 4.1.1 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中水溶性組分含量的變化47-48
- 4.1.2 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中水溶性碳含量的變化48-49
- 4.1.3 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中水溶性氮和磷含量的變化49-51
- 4.2 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中酸溶性和酸不溶性組分含量的變化51-52
- 4.3 高山森林溪流凋落物分解過(guò)程中化學(xué)質(zhì)量的變化52-54
- 5 結(jié)論54-55
- 參考文獻(xiàn)55-63
- 致謝63-65
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65
【參考文獻(xiàn)】
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3 徐李亞;楊萬(wàn)勤;李晗;倪祥銀;何潔;吳福忠;;高山森林林窗對(duì)凋落物分解過(guò)程中水溶性氮和磷的影響[J];水土保持學(xué)報(bào);2014年03期
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本文編號(hào):336521
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