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森林死木质残体包括粗死木质残体、细木质残体及凋落物,它们在森林生态系统中是非常重要的组成要素。本研究以2008年初遭受特大雨雪冰冻灾害干扰的广西大明山国家级自然保护区常绿阔叶林为对象,在同一坡面上分别上坡、中坡和下坡设计样区,样区内采用相邻网格样方法设计调查样地27个,样地总面积为10800m2。采用样方收获法测定了林地内的死木质残体贮量及其腐解等级特征,取样测定了各组分的碳、氮含量,对凋落物进行了分解试验,并探讨了海拔、林型以及受灾等级对死木质残体输入量的影响。研究结果表明:
(1)大明山常绿阔叶林死木质残体贮量为38.442t/hm2。其中,粗死木质残体是死木质残体的主要成分,贮量为33.143t/hm2,占死木质残体总贮量的86.22%,细木质残体为4.106t/hm2,占总贮量的10.68%,凋落物为1.193t/hm2,占总贮量的3.10%。
(2)大明山常绿阔叶林粗细木质残体的腐解程度等级分为5级。其中,腐解2级的贮量占绝对优势,高达25.784t/hm2,占林地死木质残体总贮量的67.1%。
(3)对上坡(海拔1150~1200m)、中坡(海拔1050~1100m)和下坡(海拔950~1000m)的死木质残体贮量做方差分析和多重比较发现,坡位对粗死木质残体、细木质残体及凋落叶贮量的影响不显著,但对凋落小枝贮量及总凋落物贮量的影响显著。
(4)在粗死木质残体中,碳含量随腐解等级的升高而上升,腐解5级的碳含量高达49.300%;氮含量则随腐解等级的升高呈先降低再升高的趋势,以腐解2级的最高(0.2464%);C/N值以腐解2级最小(171.89)。细木质残体的碳、氮含量以腐解1级的最高,分别为46.692%和0.2528%,其C/N值的大小序列为腐解4级(216.50)>腐解3级(192.38)>腐解5级(191.42)>腐解1级(184.67)>腐解2级(178.23)。凋落小枝和落叶的C/N值分别为168.114和153.095,都低于粗木质残体和细木质残体的C/N值。
(5)以乔木树种的重要值为变量进行分层聚类分析,可将27个调查样地划分为3种优势树种林型。结果显示:林地粗死木质残体贮量和总贮量在3种林型内的分布较一致,均以林型Ⅲ(以云贵山茉莉和罗浮槭为优势种)>林型Ⅰ(以天目紫茎、栓皮木姜子和罗浮槭为优势种)>林型Ⅱ(以栓皮木姜子、刨花润楠和罗浮槭为优势种);细木质残体和凋落物在3种林型之间的贮量差距则很小,表明它们在调查样地内的分布比较均匀。
(6)对特大冰雪灾害干扰所造成的腐解2级输入量与林木受灾各等级的测树因子进行逐步回归分析。结果显示,粗死木质残体腐解2级的输入量(y)与样地内林木受灾5级(折干或枯立)的胸高断面积总和(x13)和受灾6级(翻蔸或基部折断)的胸高断面积总和(x14)呈正相关,两者之间的关系可以用线性方程((y)=-5.565+0.008x14+0.003x13)来表达。
(7)对凋落物进行分解试验显示,大明山常绿阔叶林的落叶和落小枝的平均分解速率分别为0.443g/g·a和0.257g/g·a,其95%的干物质被分解后所需要的时间依次为7a和12a。