泰山黄前流域典型森林植被枯落物水文与养分特征

李 锟 王庆华 高翠玲

（菏泽黄河河务局牡丹黄河河务局 山东 菏泽 274000）

0 前言

森林枯落物是森林生态系统的重要组成部分，是森林生态系统物质循环的重要环节，它不仅对森林资源的保护和永续利用起着重要作用，而且还对涵养水源和水土保持具有重要意义。

1 样品处理及实验方法

1.1 关于枯落物水文性能

1.1.1 枯落物样品的采集和处理

玉泉寺主要森林植被类型有：阔叶林.针叶林.针阔混交林.阔阔混交林.针针混交林等不同的森林植被类型。 我们选择有代表性的侧柏林、麻栎林、赤松林、赤松和五角松混交林（阴坡和阳坡）共五种林分进行研究在。 每个林分内设一个标准地，每个标准地设50cm×50cm 样方3 个，搜集样方内枯枝落叶并分别测量枯枝落叶层的总厚度和分解层厚度，分层称重，而后分层烘干、称干重。

1.1.2 枯落物层的最大持水量和持水率测定

每块标准地分层收集枯枝落叶， 然后浸水24h 后再称重，再称重量即为自然状态下枯落物层的最大持水量，最大持水量与总重量的比值即为最大持水率。

1.1.3 枯落物层吸水动态过程测定

静水浸泡法测定枯落物层的吸水动态过程，将每块标准地的枯落物烘干分层浸泡于水中，每隔一定的时间称重一次其重量。 时间间隔是0.5h，1h，2h，4h，6h，8h，10h，12h，24h.。

1.1.4 枯落物的水容量测定

每块标准地分层收集0.25 平方米的枯枝落叶，放入烘箱在80 度烘8-10h，烘干后称重，然后小时后再称重，然后浸水24h 后再称重。 根据下列公式计算出枯落物的水容量。

1.2 关于枯落物营养元素含量

1.2.1 样品处理

将枯落物烘干磨细后备用。

1.2.2 各元素测定方法

（1）全氮测定用H2SO4-H2O2消煮，半微量开氏法测定。

（2）全磷测定用H2SO4－H2O2消煮，钒钼钪比色法测定。

（3））全钾测定用H2SO4－H2O2消煮，火焰光度法测定。

（4））全钙、全镁测定采用HNO3－HCLO4消煮，用EDTA配合测定法；

（5）铜、锌、铁、锰的测定采用HNO3－HCLO4消煮，用AAS法测定。

2 结果与分析

2.1 不同林分枯落物持水作用的研究

2.1.1 不同林分枯落物的蓄积量

林分枯落物层吸水作用的大小， 取决于其本身的厚度和性质。 阔叶林枯落物层厚度比针叶林枯落物层厚度大，蓄积量也大， 麻栎林枯落物厚度为9.33cm， 蓄积量为30.32t/hm2，这与该林分处于被风坡，枯落物易积聚有关，赤松与五角枫混交林的阴坡与阳坡的枯落物层厚度相差不大， 这与赤松的生长特性有关，松树生长对阳光的依赖性不大，因而阴坡枯落物厚度略大于阳坡与其是喜阴特性有关。 麻栎林枯落物分解率明显大于针叶林，因为针叶表面蜡质层较厚，木质化程度高所致。 枯落物厚度为麻栎＞混交 （阴）＞混交（阳）＞侧柏＞赤松，蓄积量：麻栎＞赤松＞混交（阳）＞混交（阴）＞侧柏。

2.1.2 不同林分枯落物的最大持水量

林地枯落物层的水文性质可以用它的最大持水量来评价。

赤松林内枯落物的最大持水量最大,为3.93mm，其次是麻栎林，最大持水量为3.52mm。 该实验区内最大持水量的大小顺序为赤松林＞麻栎林＞混交林（阴坡）＞混交林（阳坡＞侧柏林。 最大吸水率的大小顺序为赤松林＞混交林（阴坡＞侧柏林＞混交林（阳坡）＞麻栎林，总体来看，针叶林及针阔混交林最大持水量小于阔叶林， 这是因为实验区内针叶林地的水分条件差，虽然林地内枯落物层的最大持水率大，但是蓄积量太小。

2.1.3 不同林分类型枯落物水容量

枯落物的持水能力可通过枯落物饱和水容量来反映。 枯落物饱和水容量取决于枯落物的吸水率与枯落物的蓄积量，饱和水容量越大，吸收和过滤地表径流的作用越强，其水文作用越大，水容量也越大。

各林分吸水率大小依次为赤松林＞混交林 （阴坡）＞侧柏林＞混交林（阳坡）＞麻栎林。 此处针叶林蓄水效果较好。

2.2 枯落物营养元素分析

本文选取赤松林，麻栎林，赤松和五角枫混交林，侧柏林3 种林分进行分析。

2.2.1 不同林分类型枯落物营养元素含量分析

氮元素以麻栎林和针阔混交林含量最高， 分别达到了10471mg/kg 和13576mg/kg， 而侧柏林和马尾松林含量相对较低。 磷元素仍以麻栎林枯落物含量最高，达到949mg/kg，侧柏林和赤松林含量较低，并且两种林分中含量较为接近，钾元素含量与氮磷有所不同，含量最高的是混交林枯落物，达到3086mg/kg，其次是麻栎林，侧柏林和赤松林含量仍是最低。 从上面的分析可以看出，氮磷钾3 种最主要的植物营养元素在林地枯落物中的含量以麻栎林、 针阔混交林含量较高，分别达到14.32mg/kg，17.25mg/kg，侧柏林赤松林含量较低。

钙元素的含量以侧柏林枯落物最高，其次才是麻栎林和针阔混交林，麻栎林枯落物的镁元素含量最高，针阔混交林次之，赤松林含量最低。

从枯落物铁、锰、锌、铜4 种微量元素的含量来看，各元素不同林分的排序如下：铁元素为：麻栎林＞赤松林＞针阔混交林林＞侧柏林；锰元素为：针阔混交林＞侧柏林＞麻栎林＞赤松林；锌元素为：麻栎林＞针阔混交林＞赤松林＞侧柏林；铜元素为： 针阔混交林＞麻栎林＞赤松林＞侧柏林；4 种微量元素总量的排序为：针阔混交林＞麻栎林＞赤松林＞侧柏林。 其中各元素在组成上有许多值得指出的地方，赤松林枯落物铁元素含量特别高，而锌元素含量特别低；侧柏林枯落物除了锰以外，其余微量元素均是最低的，特别是铁和铜，其含量和其余林种差距很大。

不同林种枯落物元素含量排序如下： 侧柏林为氮＞钙＞钾＞锰＞镁＞铁＞磷＞锌＞铜；赤松林为氮＞钙＞钾＞铁＞镁＞锰＞磷＞锌＞铜；麻栎林为氮＞钙＞钾＞铁＞镁＞磷＞锰＞锌＞铜；针阔混交林为氮＞钙＞钾＞锰＞铁＞镁＞磷＞锌＞铜。

2.2.2 不同林分类型枯落物营养元素贮量分析

由于每个林种枯落物数量差别较大，树林中枯落物营养元素的贮量也存在很大不同。 不同林种中不同元素贮量不同。 它们的排列：氮为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林；磷为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林；钾为麻栎林＞针阔混交林＞赤松林＞侧柏林； 钙为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林；镁为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林；铁为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林； 锰为麻栎林＞针阔混交林＞赤松林＞侧柏林；铜为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林。9种营养元素的总量排序为麻栎林＞赤松林＞针阔混交林＞侧柏林， 分别为138.6kg/hm2，318.7kg/hm2，696.1kg/hm2，242.03 kg/hm2。

从上面的分析不难看出，麻栎林枯落物营养元素贮量最丰富，这是由于其质量大和营养元素含量较高决定的。

3 讨论与分析

在玉泉寺林区麻栎林的枯落物蓄积量最大，其次是赤松林，最大持水量则是赤松林最大，麻栎林其次，说明当前枯落物蓄水功能最好的是赤松林和麻栎林。 枯落物最大持水率明显表现出针叶林、针阔混交林大于麻栎林,是由于麻栎林枯落物分解程度高的缘故。 综合看来在该林区是赤松林的蓄水功能最好。 枯落物营养元素贮量最高的是麻栎林。 枯落物对于土壤的改良作用在于其营养元素归还，因此营养元素归还量越大其对于土壤的改良作用就越大，由此可以看出在该林区麻栎林的土壤改良功能最好。