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森林类型的转变极大影响了枯落物养分归还—兼论森林管理

时间:2018-07-20  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:生态水文研究组朱习爱、版纳生态站     打印  字体: 关闭

  大部分热带地区的土地利用都经历着从原始热带雨林到次生林、人工林、农耕系统的剧烈转变,这种大尺度的地类转变也极大地改变了生态系统的初级生产力、碳收支和其调控水资源/区域气候的能力。其中,关联在植被和土壤之间的枯枝落叶层,则在生态系统养分循环、水文功能中扮演着极其重要的角色,其输入和分解有效地改变着土壤的养分库、碳储量,并指示着生态系统的恢复和演替动态。 

  如同其它热带地区一样,西双版纳的热带雨林也遭受了极其严重的砍伐(已所剩无几),进而转换为农耕地、次生林、橡胶林或其它经济林,并导致了生态环境的显著恶化。然而,我们对于这种森林类型剧变的生态过程及其功能转变的认知仍较浅显,尤其是与枯落物相关联的一些生物-非生物过程和响应机制方面。 

  基于“生态站基础监测数据挖掘研讨”(热带森林生态学重点实验室全体科研人员在版纳园/重点实验室主任陈进研究员带领下,于201642~5日在哀牢山生态站召开)的目标与理念,版纳植物园生态水文研究组的博士研究生朱习爱在导师刘文杰研究员指导下、联合版纳生态站陈辉副研究员和邓云,对生态站的森林枯落物和养分动态长期基础监测数据(热带雨林、热带次生林、人为干扰林(人工雨林)、橡胶林等植被类型)进行了挖掘、整合(与研究组数据)与深入分析。 

  研究结果表明:(1)与林冠郁闭度、叶面积指数等指标相一致,热带次生林的枯落物年产量(14.83 Mg ha–1 y–1)显著高于其它林型(人为干扰林、热带雨林、橡胶林依次为12.6911.209.21 Mg ha–1 y–1),而降水量和气温对多层多物种的热带雨林、次生林枯落物产量的影响更为明显,且枯落物产量的高峰期均出现在雾凉季;(2)各林型的枯落物现存量大小依次为干扰林(3.08 Mg ha–1>橡胶林(2.91 Mg ha–1>热带雨林(2.52 Mg ha–1>次生林(2.04 Mg ha–1),然而与枯落物产量相似,其向土壤归还的总CNPK大小次序为次生林>干扰林>热带雨林>橡胶林;(3)养分利用效率随着矿物元素的不同而变化,呈现C>N>Ca>K>Mg>P的趋势,且各林型间差异显著;(4)总体而言,原始热带雨林转变为次生林、干扰林后,其枯落物产量、养分归还量均显著升高,但转变为纯橡胶林后则均显著下降。 

  因此,从热带森林资源维持和恢复的角度而言,在退化土地上构建和人工抚育多层多种的次生植物群落或在老龄橡胶林中引进适宜的本土植物,则不失为一种行之有效的可持续利用和管理模式。 

  相关结果以Effects of forest transition on litterfall, standing litter and related nutrient returns: Implications for forest management in tropical China为题,在线发表在国际重要期刊Geoderma上。 

  该研究得到国家基金(31570622)、云南省中青年学术技术带头人后备人才(2014HB042)、版纳园“135”项目-方向一(2017XTBG-F01)的资助。特别感谢版纳生态站的鼎力帮助。

森林类型和环境因子对枯落物养分归还的影响

不同森林类型枯落物的年际变化、养分归还动态、分解速率

 

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