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凋落物层是森林生态系统生物产量、养分循环、地力维持和能量流动研究中的重要内容之一,是酸雨作用于森林土壤系统的最先承受者。凋落叶对缓冲酸雨和改善土壤酸化是否有作用及作用的程度,现在学术上仍是一个争论的热点。
本文研究华南地区10种树种凋落叶的酸度、养分、分解速率及其对土壤酸化和土壤养分的影响;并做模拟酸雨的喷洒试验,研究酸雨对凋落叶分解、养分归还的影响和对土壤的淋溶,以及凋落叶对酸雨的缓冲作用。
结果表明,10个树种凋落叶分解速率呈相似规律,但养分元素释放特征不同。尾叶桉、湿地松和马占相思在模拟酸雨条件下年失重率增加,而其余树种凋落叶年失重率都不同程度下降。凋落叶分解1年后,自然状态下,各凋落叶氮、磷、钾总释放量及大小顺序是:构树(1.59g)>日本栗(1.49g)>白木香(1.23g)>农大1号板栗(1.04g)>铁粒头(0.88g)>尾叶桉(0.85g)>马占相思(0.69g)>木荷(0.58g)>黧蒴(0.49g)>湿地松(0.06g);模拟酸雨条件下,各凋落叶氮、磷、钾释放总量及大小顺序为:构树(1.20g)>尾叶桉(0.96g)>马占相思(0.7lg)>农大1号板栗(0.64g)>白木香(0.59g)>木荷(0.54g)>黧蒴(0.49g)>湿地松(0.20g)。
凋落叶分解对土壤酸度的影响,在落叶树种与常绿树种间有较大差异。落叶树种凋落叶的pH值在一定程度上决定其下土壤pH的变化,而常绿树种凋落叶pH和土壤pH相关性不显著。在试验末期,构树、日本栗、马占相思、农大1号板栗、木荷以及黧蒴凋落叶处理下的土壤pH显著高于初始值,这些凋落叶能减缓土壤酸化,对土壤能起到改良作用,以构树凋落叶对土壤的作用最为明显。
大部分测试树种凋落叶分解对模拟酸雨有缓冲作用。模拟酸雨条件下,凋落叶处理下的土壤pH值大都有上升趋势,凋落叶能有效减缓土壤酸化。构树凋落叶处理下的土壤pH显著高于初始值,但湿地松、马占相思凋落叶例外。
自然状况下,各树种的凋落叶分解对土壤养分的影响程度不同,只有木荷凋落叶处理使土壤氮含量显著升高,其余处理下土壤氮含量降低;白木香处理下土壤速效磷含量显著升高,而其余凋落叶处理下土壤速效磷含量显著下降;土壤有效钾含量与凋落叶钾释放量显著正相关,构树凋落叶处理下的土壤速效钾含量显著高于初始值,而其余凋落叶处理均使土壤钾含量显著降低。
模拟酸雨条件下,湿地松、木荷和构树凋落叶处理下的土壤氮含量显著高于初始值,其余处理下的土壤氮含量降低;各凋落叶下土壤磷含量都显著低于初始值;而所有凋落叶处理下的土壤钾含量均显著高于初始值。
本文还从改善土壤酸化状况和补充林地土壤养分的角度,提出了人工林混交树种的建议。