长白山地区阔叶红松林主要树种伐根分解过程研究

论文摘要

长白山阔叶红松林择伐后,林中遗留下大量的伐根,改变了阔叶红松林的环境和结构。伐根在漫长的分解过程中,也逐渐释放出各种营养成分,不断影响着伐根周围土壤的养分变动,从而构成了阔叶红松林养分库的组成部分。目前国内外关于伐根分解过程的研究很少,相关研究大多集中在地上的伐桩分解或地下的细根分解,将伐根分解过程中的真菌动态与其养分、粗纤维等结合起来进行研究的则更少。要全面说明伐根分解过程,不仅需要其重视地上,也要重视地下部分。为填补这一研究领域的空白,我们对长白山阔叶红松林主要树种伐根的分解过程进行了研究。并首次将伐根上木材分解真菌的活动动态与伐根的养分动态等结合在一起进行说明,为补充和完善森林生态系统的养分循环研究做了铺垫。我们选取了长白山阔叶红松林中有代表性的几种主要树种:红松、白桦、水曲柳、山杨,对其分解过程中,伐根上着生的大型真菌的动态,以及红松、白桦、水曲柳三个树种在分解过程中伐根养分(N、P、K、有机质、C/N等)、粗纤维、样品密度的时空变化及伐根周围土壤中主要养分(N、P、K、有机质)的时空变化情况进行了调查和测定,从而描述了阔叶红松林中代表性树种的分解过程。在伐根的分解过程中,木材腐朽真菌是主要的分解驱动者,对伐根上大型真菌的动态变化的研究有助于从根本上说明伐根的分解过程。研究结果显示,不同树种伐根的分解过程不同,其分解时间不仅受环境因素的影响,也与伐根自身的物质组成特点相关。材质较硬的耐腐树种红松、水曲柳伐根分解时间较长,而材质软的不耐腐树种白桦、山杨等则分解时间较短。分解时间为红松>水曲柳>白桦>山杨。伐根上的大型真菌主要是担子菌的伞菌目和非褶菌目,子囊菌也有一些。调查显示真菌对所寄生的伐根具有一定的选择性,这是和不同真菌的酶活动不同相关的。阔叶树上的分解真菌多为多孔菌科,而针叶树红松上的分解真菌多为伞菌目的白蘑科和侧耳科。在所调查的12年分解时间内,红松伐根上的真菌种类有经过竞争淘汰而聚集的趋势,真菌类群随分解时间的增加而逐渐减少,真菌数量却随分解时间的增加而不断增加。白桦伐根在分解初期,真菌类群多,数量也多,到后期经过竞争,真菌类群比较集中,数量也有所降低。因此白桦伐根在12年时间内可以分解掉大部分。水曲柳伐根的分解在12年中变化不大,真菌数量稳定,但是在10年左右出现种类的繁荣期。山杨分解的高峰时期为5年,而后真菌数量种类逐渐下降,到12年时真菌类群和数量都降到最低。对伐根上大型真菌的影响因子调查显示,伐根上真菌数量与桩径呈正相关,与光照和分解时间呈负相关,不同树种显著性不同。对伐根养分流失及粗纤维分解状况的测定显示,这些指标的变动过程与伐根上真菌的活动性有一定的吻合。结合这些数据进行研究,可以看出,伐根的断面是真菌活动最为强烈的地方,也是分解活动最为强烈的部位之一。分解从和地下的细根部分开始,遵循由上至下,由外至内的顺序。但是地下的粗根部分的分解程度明显弱于顶部伐桩断面部分的分解。伐根边部的分解速度要高于心部。接近地表部分的心部分解最慢。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 粗木质残体（CWD）研究
• 1.1.1 CWD 以及伐根分解的研究史
• 1.1.2 研究现状及进度
• 1.2 伐根的化学组成
• 1.2.1 纤维素
• 1.2.2 半纤维素
• 1.2.3 木质素
• 1.2.4 木材中的低分子物质
• 1.3 伐根分解过程中微生物的作用
• 1.3.1 微生物分解过程中酶的作用
• 1.3.2 腐生真菌在有机质分解过程中的演替规律
• 1.3.3 伐根分解真菌的生态学关系
• 1.3.4 木材分解真菌研究
• 1.4 影响木材上真菌生长的影响因素
• 1.4.1 营养
• 1.4.2 温度
• 1.4.3 湿度
• 1.4.4 空气
• 1.4.5 pH 值
• 第二章 调查地区概况及试验设计
• 2.1 调查地的自然状况
• 2.1.1 调查地的地理位置及地形地貌
• 2.1.2 河流水系
• 2.1.3 气候条件
• 2.1.4 土壤情况
• 2.1.5 植被群落结构
• 2.2 研究方法及试验设计
• 2.2.1 真菌担子果的采集和保存以及纯种分离方法
• 2.2.2 标本的整理记录
• 2.2.3 标本的保存晾干
• 2.2.4 真菌担子果分离纯种
• 2.3 伐根样品粗纤维及密度的测定
• 2.3.1 粗纤维及密度测定样品的采集方法
• 2.3.2 粗纤维含量的测定
• 2.3.3 伐根密度的测定
• 2.4 伐根样品周围土壤养分和植物样品N、P、K 含量的测定
• 2.4.1 测定养分样品取样方法
• 2.4.2 土壤养分测定
• 2.4.3 植物N、P、K 含量的测定
• 2.5 数据分析和处理方法
• 第三章 伐根分解过程中的真菌研究
• 3.1 红松伐根分解过程中的真菌动态
• 3.1.1 研究方法
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.3 讨论与展望
• 3.2 白桦伐根分解过程中的真菌动态
• 3.2.1 研究方法
• 3.2.2 结果与分析
• 3.3 山杨伐根分解过程中的真菌动态
• 3.3.1 研究方法
• 3.3.2 结果
• 3.3.3 讨论与分析
• 3.4 阔叶红松林水曲柳伐根分解过程中的真菌动态
• 3.4.1 研究方法
• 3.4.2 结果
• 3.5 阔叶红松林伐根真菌动态分析
• 3.5.1 真菌数量动态
• 3.5.2 真菌类群动态动态
• 3.5.3 不同树种伐根上的真菌类群
• 3.6 影响伐根真菌数量的影响因子
• 3.6.1 伐根真菌数量与各影响因素的关系
• 3.6.2 不同树种伐根真菌数量与影响因子的关系分析
• 第四章 伐根分解过程中的养分变化动态
• 4.1 有机质、N、P、K 及C/N 值的时间变化动态
• 4.1.1 红松
• 4.1.2 水曲柳
• 4.1.3 白桦
• 4.2 有机质、N、P、K 及C/N 值的空间变化动态（垂直）
• 4.2.1 红松
• 4.2.2 水曲柳
• 4.2.3 白桦
• 第五章 伐根分解过程中周围土壤养分变化
• 5.1 伐根周围土壤中有机质、N、P、K 值的时间变化动态
• 5.1.1 红松
• 5.1.2 水曲柳
• 5.1.3 白桦
• 5.2 伐根周围土壤中有机质、N、P、K 的空间变化动态（垂直）
• 5.2.1 红松
• 5.2.2 水曲柳
• 5.2.3 白桦
• 第六章 伐根样品密度的变化
• 6.1 不同树种伐根密度随时间变化动态
• 6.2 各树种伐根不同层次的密度变化图
• 第七章 伐根粗纤维含量的变化
• 7.1 红松伐根粗纤维含量变化曲线
• 7.2 水曲柳伐根粗纤维含量变化曲线
• 7.3 白桦伐根粗纤维含量变化曲线
• 第八章 结论
• 8.1 从真菌动态看伐根的分解过程
• 8.2 影响伐根真菌数量的影响因子
• 8.3 伐根养分的变化情况
• 8.4 伐根密度变化动态
• 8.5 从伐根粗纤维变化看伐根的分解过程
• 参考文献
• 导师简介
• 致谢
• 作者简介