下蜀次生栎林和火炬松人工林土壤动物对凋落物的分解效应

论文摘要

森林凋落物的凋落和分解,是森林生态系统中物流和能流的重要环节。凋落物的分解能释放能量和营养物质,以保证植物的再利用,使能流得以畅通。土壤动物在分解的过程中起着不可忽视的作用。但在凋落物分解研究中,土壤动物对凋落物分解的影响或贡献到底是多大?影响的机制如何?目前这方面的研究相对较少;特别是在我国亚热带地区,鲜见报道。本次实验地选择在南京林业大学下蜀实验林场。用分解网袋法和萘排除法两种方法来排除土壤动物,通过分析不同条件下土壤动物的数量和多样性与凋落物的分解速率来验证土壤动物对凋落物的分解效应。在下蜀次生栎林和火炬松人工林两种林分内分别设置用萘处理和不用萘处理两种样地,每种样地有4个重复,每个重复中放入1cm、1mm、0.3mm三种网孔的分解袋9组,每两个月收集一次分解袋,分离并鉴定土壤动物,测定凋落物剩余干重、凋落物的氮、磷含量,经过一年半的研究结果表明:(1)两种林分中,同一处理不同分解袋内的土壤动物数量和土壤动物多样性的大小为:1cm网孔分解袋内的土壤动物数量和土壤动物多样性〉1mm网孔分解袋内的土壤动物数量和土壤动物多样性〉0.3mm网孔分解袋内的土壤动物数量和土壤动物多样性。网孔对土壤动物的排除效应在1cm和1mm之间具有显著效应。两种林分中,0.3mm网孔分解袋相对1cm大网孔分解袋对土壤动物的排除均在70.00%以上,1mm网孔分解袋相对于1cm网孔分解袋对土壤动物的排除都在34.00%左右。(2)两种林分中,相同网孔不同处理的分解袋内的土壤动物数量和土壤动物多样性大小为:不用萘处理的分解袋内的土壤动物数量和土壤动物多样性〉用萘处理的土壤动物数量和土壤动物多样性。萘的使用对土壤动物的排除在1cm和1mm两种网孔的分解袋内极显著。经推算得,栎林处理样地相对于对比样地来说对土壤动物的排除平均为61.48%,松林处理样地相对于对比样地来说对土壤动物的排除达88.06%。(3)通过对不同林分相同处理样地上土壤动物的比较得出,栎林用萘处理样地分解袋中土壤动物的数量是松林的1.25倍,栎林不用萘处理样地分解袋中土壤动物的数量是松林相应样地的1.47倍。用萘处理样地上栎林和松林的土壤动物数量差异显著。(4)到2006年5月份为止,栎林用萘处理样地上1cm、1mm、0.3mm三种网孔分解袋中凋落物的分解速率分别为27.48%、27.10%和26.35%,不用萘处理样地上三种网孔分解袋中凋落物的分解速率分别为43.97%、30.50%和28.61%;松林用萘处理样地上1cm、1mm、0.3mm三种网孔分解袋中的分解速率分别为29.19%、21.09%和19.59%,不用萘处理的分别为29.94%、28.81%和27.18%。从整个分解过程来看,栎林和松林两种林分中相同处理不同网孔分解袋内调落物的分解规律均为:1cm网孔分解袋内凋落物的分解速率〉1mm网孔分解袋内凋落物的分解速率〉0.3mm网孔分解袋内调落物的分解速率,且三种网孔分解袋中凋落物的分解速率之间具有显著差异性;相同网孔不同处理的样地上,不用萘处理的样地上凋落物的分解速率大于用萘处理的样地上调落物的分解速率,且差异性显著。(5)栎林土壤动物对凋落物分解的贡献为40.07%;松林中,土壤动物对凋落物分解的贡献达34.56%。同时,通过对相同处理不同林分的凋落物分解速率的分析得出,相应处理栎林样地上凋落物的分解速率大于松林样地上凋落物的分解速率,且差异性显著。(6)通过对土壤动物数量及多样性和凋落物分解速率的相关性分析可得,在落叶分解过程中,土壤动物的数量和多样性对凋落物的分解速率具有重要作用。且松林不用萘处理的样地上1mm网孔分解袋中的土壤动物多样性和调落物分解速率具有显著的相关性,其显著性相关系数为P=0.828,α2=0.05。(7)凋落物分解过程中伴随着养分的释放,由于初期阶段的淋溶作用,氮和磷这两种营养元素的含量大量下降,在2005年5月分别达到最小值,栎林平均下降分别为38.68%和49.00%,松林平均下降分别为48.85%和44.82%,从2005年5月开始,在以后的分解过程中氮和磷的含量稳步上升。研究结果阐明了土壤动物在凋落物分解过程中发挥重要的作用。而且,在北亚热带区域,相比松林而言,土壤动物在栎林分解过程中起作用更大。我们的研究结果为进一步阐明该区域土壤动物在森林土壤生态系统中的作用和功能提供了理论基础。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 土壤动物研究方法
• 2. 材料和方法
• 2.1 研究区概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 技术路线
• 2.2.2 凋落物的收集和分解袋的制作
• 2.2.3 样地选择和凋落物分解袋的放置
• 2.2.4 室内实验
• 2.2.5 计算方法
• 2.3 统计分析
• 2.4 研究计划的调整说明
• 3. 结果与分析
• 3.1 栎林和松林中凋落物的分解效应
• 3.1.1 栎林与松林内不同网孔对不同处理凋落物的分解效应
• 3.1.2 栎林和松林内不同处理对不同网孔凋落物的分解效应
• 3.1.3 不同林分对不同处理的凋落物的分解效应
• 3.2 凋落物分解过程中土壤动物的动态
• 3.2.1 凋落物袋内的土壤动物群落组成
• 3.2.2 凋落物分解过程中土壤动物数量和多样性的变化
• 3.2.3 栎林和松林不同网孔对土壤动物的排除效应
• 3.2.4 栎林和松林不同处理对土壤动物的排除效应
• 3.3 凋落物分解过程中的营养元素动态
• 3.3.1 栎林和松林在分解过程中的氮含量变化
• 3.3.2 栎林和松林在分解过程中的磷含量变化
• 4. 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 不同网孔的分解袋对土壤动物的排除效应
• 4.1.2 栎林和松林不同处理对土壤动物的排除效应
• 4.1.3 土壤动物对相同林分凋落物的分解效应
• 4.1.4 土壤动物对不同林分凋落物的分解效应
• 4.1.5 凋落物分解过程中元素含量的变化
• 4.2 结论
• 参考文献