【摘要】：倒木是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其在森林生態(tài)系統(tǒng)地力維持、碳吸存和養(yǎng)分循環(huán)等方面具有重要作用。倒木的形成伴隨著林窗的產(chǎn)生,林窗對光照和降水的再分配可改變倒木的分解環(huán)境和分解者微生物群落結(jié)構(gòu),從而影響倒木的分解過程。同時(shí),倒木為附生植物提供了適宜的生境,附生植物通過調(diào)控環(huán)境因子間接促進(jìn)倒木分解。然而,倒木分解是一個(gè)長期的過程,采用常規(guī)的倒木分解實(shí)驗(yàn),很難在短期內(nèi)獲取倒木碳和養(yǎng)分釋放的研究結(jié)果,因而國內(nèi)研究相對較少,且有關(guān)林窗及附生植物對倒木分解過程的影響尚未見報(bào)道。因此,為理解亞高山原始林林窗及其附生植物群落對倒木分解過程中碳和養(yǎng)分釋放的影響,本研究以川西岷江冷杉原始林中的倒木為對象,采用分解序列與年齡系列相結(jié)合的研究方法,通過倒木附生植物去除實(shí)驗(yàn),研究了林窗對倒木不同結(jié)構(gòu)分解過程中碳和養(yǎng)分動態(tài)的影響,以及倒木分解過程對附生植物去除的響應(yīng)。主要研究結(jié)果如下:(1)隨著腐解等級的增加,倒木樹皮、邊材、心材的密度均表現(xiàn)為降低趨勢,且樹皮變化最快,邊材和心材在分解后期出現(xiàn)密度較大變化。倒木各結(jié)構(gòu)組分密度的降低程度為:樹皮邊材心材。林窗位置對倒木密度的影響隨腐解程度的加深而增強(qiáng),低腐解等級倒木在林窗、林緣、林下內(nèi)的密度變化差異不大,腐解等級高的倒木密度變化差異較大。林窗對腐解等級較高的倒木密度的影響可能存在季節(jié)性差異,但具體影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。(2)倒木心材、邊材、樹皮的碳、氮、磷含量變化程度均不同,表明倒木不同結(jié)構(gòu)組分的C、N、P含量在分解過程中的動態(tài)變化因倒木化學(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)的不同存在差異。隨著腐解等級的增加,倒木各結(jié)構(gòu)組分C含量呈逐漸降低的趨勢。倒木不同結(jié)構(gòu)組分的碳含量在不同腐解等級大致表現(xiàn)為從林窗中心到林下逐漸增大的趨勢,且物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分不同的倒木結(jié)構(gòu)組分對林窗位置的響應(yīng)相同。(3)隨著腐解等級的增加,倒木各結(jié)構(gòu)組分N含量呈逐漸增加的趨勢,P含量在分解前期較穩(wěn)定,在分解后期呈略微增加的趨勢。倒木樹皮氮含量在Ⅰ、Ⅱ腐解等級表現(xiàn)為林窗林下,而在Ⅲ腐解等級表現(xiàn)為林窗林下的趨勢。倒木樹皮的磷含量在所有腐解等級內(nèi)均表現(xiàn)為林窗林下。倒木心材和邊材的氮、磷含量在低腐解等級(Ⅰ-Ⅲ腐解等級)表現(xiàn)為林窗林下的趨勢(除心材Ⅰ、Ⅱ腐解等級的磷含量外),而在高腐解等級(Ⅳ、Ⅴ腐解等級)表現(xiàn)為林窗林下的趨勢。(4)附生植物間接促進(jìn)倒木分解。附生植物促進(jìn)倒木樹皮碳含量釋放、氮磷含量累積。附生植物對倒木樹皮碳和養(yǎng)分含量的影響均表現(xiàn)為:林下林窗,且附生植物和林窗位置的交互作用對倒木樹皮的分解具有顯著影響(P0.05)。綜上所述,亞高山針葉林林窗對倒木分解過程的影響顯著,且結(jié)構(gòu)組分和腐解等級均顯著影響倒木分解過程中的碳和養(yǎng)分動態(tài)變化。林窗的產(chǎn)生促進(jìn)倒木碳含量的釋放,但對倒木氮、磷含量的影響因結(jié)構(gòu)組分和腐解等級的不同而不同。附生植物間接促進(jìn)倒木分解,促進(jìn)倒木樹皮碳含量釋放、氮磷含量累積,且附生植物對倒木碳和養(yǎng)分含量的影響均表現(xiàn)為:林下林窗。以上研究結(jié)果為充分認(rèn)識倒木在森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用及其隨林窗更新的變化特征提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【圖文】：

的岷江冷杉倒木，按照林窗、林緣、林下不同位置放置，每個(gè)腐爛等級 6 段，其中 3 段人為定期地做去除附生植物處理。在已選定的樣方范圍內(nèi)放置倒木后，2014-2016 年于 2 月和 8 月進(jìn)行倒木樣品采集(2 次/年)。按照林窗、林緣和林下三個(gè)不同位置，I-V5 個(gè)腐爛等級，心材、邊材和樹皮三個(gè)結(jié)構(gòu)組分采樣。其中附生植物去除處理采集倒木上樹皮(Upperbark)(遠(yuǎn)離地表位于倒木上方的倒木樹皮)和倒木下樹皮(Lower bark)(靠近地表位于倒木下方的倒木樹皮)。共計(jì) 6 次采樣(2014 年-2016 年)×3 樣地重復(fù)×3 位置(林窗、林緣、林下)×[5(心材Ⅰ-Ⅴ)+5(邊材Ⅰ-Ⅴ)+3(樹皮Ⅰ-Ⅲ)×(1(附生植物不去除處理)+2(附生植物去除處理))]=1026 份。用紐扣式溫度計(jì)(iButton DS1923-F5, Maxim/Dallas Semiconductor, Sunnyvale,USA)分別測定林窗中心、林窗邊緣和郁閉林下的大氣溫度，設(shè)定每 2 個(gè)小時(shí)測定一次。采樣時(shí)期內(nèi)(2014 年-2016 年)的大氣溫度變化特征如圖所示

隨著腐解等級的增加，，倒木不同結(jié)構(gòu)(心材、邊材、樹皮)的密度均呈降低趨勢(圖 2)。倒木心材密度從Ⅰ腐解等級的 0.35g/cm-3降低到Ⅴ腐解等級的 0.26g/cm-3；邊材密度由Ⅰ腐解等級的 0.44g/cm-3降低到Ⅴ腐解等級的 0.23g/cm-3；樹皮密度由Ⅰ腐解等級的0.54g/cm-3降低到Ⅲ腐解等級的0.40g/cm-3。單因素方差分析表明，倒木不同結(jié)構(gòu)組分的密度隨腐解等級的變化均為極顯著(P<0.01)。同一腐解等級下倒木不同結(jié)構(gòu)組分的密度表現(xiàn)為：樹皮>邊材>心材，這與不同結(jié)構(gòu)的代謝機(jī)制以及對生物因素和非生物因素的響應(yīng)機(jī)制的不同有關(guān)。擬合倒木分解過程中不同結(jié)構(gòu)組分的密度(y)與腐解等級(x)的對數(shù)函數(shù)方程反映了岷江冷杉倒木不同結(jié)構(gòu)密度變化。倒木心材的密度與腐解等級的關(guān)系可近似用方程 y = -0.051ln(x) + 0.339 (R2=0.723)表示；倒木邊材的密度與腐解等級的關(guān)系可近似用方程 y = -0.124ln(x) + 0.4516 (R2=0.9462)表示；倒木樹皮的密度與腐解等級的關(guān)系可近似用方程 y = -0.124ln(x) + 0.5473 (R2=0.9481)表示。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S718.5

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