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应用文献丨Science literature
帽儿山森林落叶分解消耗与土壤动物关系的研究
作者:仲伟彦 殷秀琴 陈鹏         来源:应用生态学报

1 引 言
  森林凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节,枯枝落叶分解是由多种因素作用的复杂过程.研究枯枝落叶在自然环境下的分解消耗及其与土壤动物的关系具有重要的生态学意义[4],并对林业生产、营造人工林有一定的指导作用.在枯枝落叶分解研究中,往往忽视土壤动物的作用,就枯枝落叶分解与土壤动物的关系方面,国内外研究报道很少[2,3,5].本文就帽儿山纯红松林和红松阔叶混交林落叶分解消耗与土壤动物季节动态的关系进行了初步研究.
2 试验林地与研究方法
2.1 试验林地

  本试验于1993~1995年在东北林业大学帽儿山实验林场内进行.帽儿山地区为低山丘陵,地势北高南低,南部海拔300m,最高峰海拔805m.气候属温带大陆性季风气候,年均气温2.8℃,年均降水量723.8mm,多集中在7、8月份,无霜期约120~140d.土壤为暗棕壤.该林地处于半阳坡,人工林栽植于1967年,是1975年进行全透光(纯红松林)和半透光(红松阔叶混交林)采伐的对比实验标准样地[1].
2.2 研究方法
2.2.1 落叶分解消耗测定 在红松林和红松阔叶混交林中各选一块样地,每块样地设两处样点.采用网眼7mm(大型土壤动物)、0.5mm(中小型土壤动物)和0.01mm(土壤微生物)15cm×20cm的尼龙网袋144个,分别装入纯针叶和针阔混合叶鲜重10g(换算出干重),埋入两样地.每年1、4、7、10月各取2袋,烘干称重.
2.2.2 土壤动物调查 每次取样的同时,在样地内取面积为0.01m2(10cm×10cm),深度5cm土样4个.用Tullgren(干漏斗)分离土壤动物,分类鉴定,统计数量,一般鉴定到科水平.
3 结果与分析
3.1 不同林型落叶分解消耗与土壤动物的作用

  纯红松林和红松阔叶混交林落叶分解消耗,是在大型土壤动物、中小型土壤动物和微生物共同作用完成的.其作用强度为大型土壤动物>中小型土壤动物>土壤微生物,其中大型土壤动物和中小型土壤动物作用差异较小,而微生物单独作用落叶消耗率明显小于土壤动物,说明在森林落叶分解消耗中土壤动物占主导地位.
  落叶分解消耗率,在第一年和第二年变化幅度较大,落叶分解消耗较快,高峰期均出现在7~10月,第三年变化比较平稳,落叶呈缓慢分解消耗过程(图1).
  两林型相比较,红松阔叶混交林的分解消耗率>纯红松林.3年内两林型落叶分解消耗变化趋势基本相似,高峰期均在7~10月份.但在第一年4~7月,红松阔叶混交林落叶分解消耗曲线变化幅度明显大于纯红松林,说明阔叶落叶分解消耗较快.第二、三年两林型落叶分解消耗变化趋势很相似,最后落叶分解消耗率,纯红松林为58.0%,红松阔叶混交林为71.6%.3年内,纯红松林落叶分解消耗已超过1/2,红松阔叶混交林超过2/3,预计再有2~3年时间两林型落叶基本可以分解消耗完.
  作用于落叶分解消耗的大型土壤动物主要有蚯蚓(Oligochaetaopi)、马陆(Juliformia)、双翅目幼虫(Diptera)等.中小型土壤动物(按数量多少顺序),纯红松林主要有甲螨(Oribatida)、节跳虫(Isotomidae)、鳞跳虫(Tomoceridae)、革螨 (Gamasida)、棘跳虫 (Onychiuridae)、长绫跳虫 (Entomobryidae)、线蚓 (Enchytraeidae).红松阔叶混交林主要节跳虫、鳞跳虫、甲螨、线蚓、革螨、长绫跳虫、双翅目幼虫等.参与落叶分解的土壤微生物主要是真菌、细菌和放线菌.
3.2 不同林型落叶分解消耗与土壤动物类群、个体数量关系
  于1994~1995年的1、4、7、10 月在设置的样地内调查和统计土壤动物的类群数和个体数,探讨它们与落叶分解消耗的关系(表1).两林型土壤动物类群和个体数季节变化均呈单峰曲线,从4月土壤动物类群和个体数量开始上升,到7月出现峰值,然后开始逐渐下降,到10月基本稳定.在纯红松林内,土壤动物类群和个体数量均小于红松阔叶混交林.

帽儿山森林落叶分解消耗与土壤动物关系的研究

图1 纯红松林(a)和红松阔叶混交林(b)落叶分解消耗率的变化
Fig.1 Change of decomposed and consumed rate of litter in pure Pinus koraiensis(a) and needle-broad-leaved mixed forest(b).
Ⅰ.大型土壤动物Large soil animal,Ⅱ.Middle and small soil animal,Ⅲ.土壤微生物Soil microbes.

  两林型落叶季节分解消耗率占总消耗率的百分比变化曲线基本相似,2年的峰值均出现在7月份,与土壤动物类群和个体数量峰值相吻合(图2),落叶分解消耗和土壤动物类群个体数量相关联.1994年各月份分解消耗率占总消耗率百分比明显高于1995年,进一步说明森林落叶前期的分解消耗大于后期.

帽儿山森林落叶分解消耗与土壤动物关系的研究

图2 纯红松林(a)和红松阔叶混交林(b)土壤动物类群、个体数季节变化与落叶消耗的关系
Fig.2 Relationship between seasonal change of soil animal groups and individuals and litter consumption in pure Pinus koraiensis(a) and needle-broad-leaved mixed forest(b).
Ⅰ.消耗率Consumed rate,Ⅱ.类群数Groups,Ⅲ.个体数Individuals.

表1 样地内土壤动物类群和个体数量统计
Table 1 Statistic of soil animal group and individual amount in plots

林 型
Forest type
类群数 Group amount 个体数Individual amount
1994年 1995年

1994年

1995年
4 7 10 4 7 10 4 7 10

4

7

10

 
红松林Pinus koraien-sis forest 6 18 15 15 22 10 48 267 98 446 626 216
红松阔叶混交林 11 20 16 18 24 12 211 343 139 545 742 285
Needle-broad-leaved mixed forest
国家自然科学基金资助项目(49471045).

参考文献

1 陈 鹏等.1993.帽儿山地区土壤动物群落结构特征.长春:东北师范大学出版社. 169~184.
2 张雪萍等.1996.阔叶树落叶分解过程与土壤动物的作用.林业科技, 21(3):1~4.
3 张雪萍、崔国发、陈 鹏.1996.人工落叶松林土壤动物生物量的研究.应用生态学报,7(2):150~154.
4 殷秀琴等.1993.森林凋落物与大型土壤动物相关关系的研究.应用生态学报, 4(2):167~173.
5 廖崇惠等.1990.小良人工阔叶混交林中落叶消耗过程与土壤动物的影响.热带亚热带森林生态系统研究, 6:125~133.

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