凋落物是森林生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的主要途徑,凋落物水溶性和有機溶性組分是凋落物分解過程的重要組成部分之一,且可能受到林窗驅動的冬季凍融循環(huán)格局和生長季節(jié)水熱環(huán)境差異的影響,但缺乏必要關注。本文采用凋落物分解袋法,以川西高山森林典型喬木(四川紅杉Larix mastersiana、岷江冷杉Abies faxoniana、紅樺Betula albo-sinensis和方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鵑Rhododendron lapponicum和康定柳Salix paraplesia)凋落物為研究對象,研究了林窗中心到郁閉林下不同生境(林窗中心、林冠林緣、擴展林緣和郁閉林下)中凋落物兩年分解不同關鍵時期(雪被形成期、雪被覆蓋期、雪被融化期和生長季節(jié))水溶性和有機溶性組分,以便于清晰地認識高山森林林窗在森林生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動中的作用。經過兩年的分解,高山森林林窗影響下6種凋落物水溶性組分含量表現(xiàn)為降低趨勢,水溶性組分作為易分解組分快速流失,但不同物種凋落物水溶性組分含量變化量不同,凋落物質量顯著影響水溶性組分含量變化,高山杜鵑和紅樺分別是減少量最大(28.81%)和最小(25.06%)的物種。林冠林緣和郁閉林下顯著地促進了6種凋落物水溶性組分含量降低,但在不同季節(jié)表現(xiàn)出不同分解特征,即在分解第一年雪被覆蓋期增加,而在雪被形成期、融化期和生長季節(jié)含量降低；在分解第二年表現(xiàn)為冬季含量增加,而生長季節(jié)降低的變化趨勢。不同物種之間凋落物可溶性物質化學特征不同,但是在林窗影響下不同季節(jié)表現(xiàn)出不同的動態(tài)變化。6種凋落物水溶性碳和水溶性有機碳含量都在冬季增加,而在生長季節(jié)降低,但水溶性無機碳卻表現(xiàn)為不斷降低的變化趨勢。同時,水溶碳和水溶性有機碳含量在相同林窗生境下的減少量較大,但水溶性無機碳卻不同,擴展林緣和郁閉林下有利于水溶性碳和水溶性有機碳降解,林冠林緣和郁閉林下更有利于水溶性無機碳降解,高山柳水溶性碳含量在擴展林緣損失量最大為96.21%,而紅樺在林窗中心損失量最小為65.59%。水溶性氮含量在第一年冬季降低而生長季節(jié)顯著增加,但在分解第二年表現(xiàn)為雪被形成期含量顯著增加,而雪被融化期、雪被覆蓋期和生長季節(jié)降低的變化趨勢,但在雪被形成期的擴展林緣和郁閉林下水溶性氮含量顯著增加,其中,高山杜鵑在擴展林緣減少量最大(86.83%),方枝柏和紅樺在林冠林緣含量略微增加分別為6.84%和36.17%。水溶性磷含量在高山森林林窗影響下不斷降低,四川紅杉在郁閉林下減少量最大為96.23%,方枝柏在林冠林緣減少量最小為30.69%。經過了兩年分解,6種凋落物有機溶性組分含量呈降低趨勢。物種差異代表的凋落物質量對凋落物有機溶性組分含量變化具有顯著影響,不同凋落物有機溶性組分含量減少量不同,紅樺在郁閉林下減少量最小為38.95%,高山杜鵑在林窗中心減少量最大為65.66%。林窗作用下形成的不同生境顯著作用于凋落物有機溶性組分含量,負積溫和凍融循環(huán)次數(shù)與凋落物有機溶性組分顯著負相關,紅樺、高山杜鵑和四川紅杉在林窗中心減少量最大,高山柳、方枝柏和岷江冷杉分別在郁閉林下、林冠林緣和擴展林緣減少量最大。6種凋落物總酚含量呈不斷降低趨勢。相對于林窗中心和郁閉林下,6種凋落物總酚含量在林冠林緣和擴展林緣減少量較大,其中,高山柳在林冠林緣減少量最大(89.08%),紅樺在林窗中心減少量最小為61.42%。綜上所述,高山森林凋落物分解過程中,林窗作用下冬季不同厚度雪被斑塊和生長季節(jié)不同的水熱環(huán)境差異以及凋落物質量顯著影響著整個凋落物水溶性和有機溶性組分分解過程。這表明在全球氣候變暖情景下,冬季林內雪被覆蓋時間和厚度降低且生長季節(jié)延長將減少凋落物水溶性和有機溶性組分含量,且變化程度受凋落物質量控制。這為進一步認識氣候變化情景下高寒森林生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動提供一定了的科學依據(jù)。
【學位單位】：四川農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S714

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本文編號：2810378