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作者：劉文飛 樊后保 黃榮珍 李鳳 肖龍 單位：南昌工程學院生態與環境科學研究所 江西農業大學園林與藝術學院 泰和縣水土保持站 

紅壤是江西分布最廣、面積最大的地帶性土壤，但由于長期不合理的經營和人類的干擾，紅壤區成為江西省主要的水土流失區之一［1，2］。大量的研究表明，通過森林植被恢復與重建恢復土壤是改善該區域生態環境的關鍵［3－5］。井岡山水土保持科技示范園（水利部第一批水土保持科技示范園）在建站之初水土流失面積為土地總面積的80％，經過27年的積極治理，其間采取了多種富有開拓性的措施，已取得良好的綜合治理效果，本課題組已先后對不同修復措施的固碳效益和群落多樣性及穩定性進行了報道［6，7］。本文之所以選擇凋落物作為研究對象，是因為凋落物是森林生態系統重要的組成部分，在維持土壤肥力、有機質的形成、保證植物再生長養分的可利用性等方面中起著重要作用，同時對森林生態系統的碳吸存具有重要的科學意義［8，9］，然而有關不同生態修復措施與凋落物相互關系的研究鮮有報道。因此，本研究旨在為嚴重紅壤侵蝕區綜合治理效益的評價提供基礎數據，也為該區域開展生態修復研究提供理論指導。

1研究區域概況

試驗地位于江西省泰和縣老虎山小流域內，位于東經114°52′－114°54′，北緯26°50′－26°51′，屬平原面丘陵區，海拔在80～200m之間，屬中亞熱帶季風氣候，多年平均降雨量為1363mm。無霜期288d，平均氣溫為18．6℃。土壤為第四紀紅色粘土發育而成的紅壤，厚度一般為3～40m，試驗地屬強度侵蝕退化紅壤。

2研究方法

2．1試驗設計

1983年在試驗地（A層土壤全部剝蝕，B層出露，地表無任何草灌，本底條件相似）種植馬尾松，選取4種修復模式：模式1，馬尾松（PinusmassonianaLamb．）林分（無任何撫育管理措施，人為干擾強）；模式2，種草竹節溝馬尾松林分（帶狀種草且開挖水平竹節溝）；模式3，竹節溝馬尾松林分（開挖水平竹節溝）；模式4，封育馬尾松林分。試驗樣地基本情況見參考文獻［7］。

2．2凋落物收集方法

2009年1月份開始，在各樣地內隨機設置10個1m×1m的凋落物收集器，定期（每月底）收集落在收集器上的凋落物，裝入塑料袋帶回實驗室，區分落葉、落枝、樹皮、落果（花、果實、種子等）及其他碎屑物（包括昆蟲殘體與糞便及鳥類糞便等）等組分，并把凋落物各組分在80℃恒溫條件下烘干48h后稱重。

2．3樣品分析

采用硝酸消煮法制取凋落物各組分待測液，鉬銻抗法測定P；Aglient公司7700型電感耦合等離子質譜儀（ICP－MS）測定樣品K、Ca、Mg含量；全N用凱氏定氮儀測定。

2．4統計分析

利用DPS軟件進行統計分析，然后以LSD多重檢驗法檢驗不同處理間的差異顯著性。

3結果與分析

3．1不同修復措施凋落物的組成

從表1可知，不同修復措施的年凋落物總量分別為3267．30，3530．58，3937．67，4997．88kg／hm2，可見不同的生態修復措施其凋落物量也有所不同，封禁處理對于提高林分凋落物量作用明顯，落物總量與其余處理差異達到顯著水平（P＜0．05）。在凋落物的組成中（表1），落葉占總凋落量的絕大部分（76．13％～82．30％），其次分別為落果（7．01％～12．48％）、碎屑（4．22％～5．14％）、樹皮（2．60％～6．48％）和落枝（1．78％～5．90％）。

3．2凋落物量的季節動態

由圖1可知，所研究的4種不同修復措施馬尾松林凋落物呈現明顯的季節動態，全年凋落物量呈現“單峰”型，均在8月份凋落物量達到最高，分別占全年總凋落物量的35．85％，20．71％，29．39％和20．27％。各組分中，葉的年凋落物量與凋落總量的變化趨勢比較吻合，證明葉凋落物量在一定程度上主導著馬尾林的凋落總量。果、枝、皮和碎屑物月變幅相對較小，沒有表現出明顯的季節動態。

3．3不同修復措施林分凋落物的養分歸還

3．3．1凋落物的養分平均含量

各林分凋落物中養分平均含量列于表2。由于群落類型較多，而且同一林分中，凋落物的組成復雜，所以養分元素含量的規律性不甚明顯，但表現出一定的變化趨勢。各組分中元素平均含量順序為：N＞K＞Ca＞Mg＞P，其含量范圍分別為3．03～11．11g／kg、1．62～2．24g／kg、1．18～1．75g／kg、0．16～0．29g／kg和0．11～0．24g／kg。N、P、K元素在修竹節溝馬尾林分中平均含量最高，Ca元素在干擾馬尾松林分中含量最高，Mg元素在修溝種草馬尾松林分平均含量最高。在不同修復措施馬尾松林凋落物各組分中，碎屑物有較高的養分含量，這可能是因為碎屑物中中含有昆蟲殘體與糞便，以及鳥類糞便等物質的原因。綜合來看，凋落葉的養分含量則普遍高于落枝、落果、落皮和碎屑的養分含量。

3．3．2凋落物養分歸還的月動態

由圖2可知，各養分元素歸還的月動態與凋落物量動態比較類似，歸還量在8月份達到最高，分別占N全年養分歸還總量的39．07％，20．43％，31．97％和22．45％，占P全年養分歸還總量的36．71％，20．57％，30．33％和28．17％，占K全年養分歸還總量的33．28％，19．34％，25．49％和19．22％，占Ca全年養分歸還總量的29．23％，16．51％，24．81％和18．62％，占Mg全年養分歸還總量的32．41％，18．30％，25．70％和18．90％。

3．3．3凋落物養分元素的歸還量

在已知凋落物及其養分含量的前提下，就可以計算凋落物的養分通量（歸還量）。由表3可知，不同修復措施林分凋落物中各養分元素的年通量表現為：N＞K＞Ca＞Mg＞P。其中N元素的年通量變化為23．33～47．60kg／hm2，K為5．40～8．62kg／hm2，Ca為4．02～6．33kg／hm2，Mg為0．58～0．89kg／hm2，P為0．50～0．96kg／hm2。對比不同修復措施養分歸還量，以封禁措施最高，修竹節溝次之，接下來為修溝種草，最小為馬尾松林，說明封禁措施更有利于地力的維持。#p#分頁標題#e#

4小結與討論

森林凋落物是森林生態系統重要的組成部分，其形成的地被層對于減少地表徑流、保持水土具有重要作用［10，11］。4種修復措施（馬尾松林、修溝種草、修竹節溝和封禁）馬尾松林的年凋落物總量分別為3267．30，3530．58，3937．67，4997．88kg／hm2，可見不同的生態修復措施，其凋落物量也有所差異，大小順序為：封禁＞修竹節溝＞修溝種草＞強干擾馬尾松林。對比齡級相近的馬尾松林凋落物量的相關研究，如在福建三明地區25年的馬尾松純林年凋落物量為3442．80kg／hm2［12］，而在廣西柳州31年馬尾松凋落物量為4170kg／hm2［13］，說明封禁處理是一種比較有效提高林分凋落物的措施，有利于地力的恢復。

不同的修復措施凋落物量的差異也反映在土壤滲透性的差異上，因為土壤滲透性是一個重要的物理性質，是保持水土及涵養水源功能的一個重要指標［14，15］。本項目對土壤滲透性的研究發現，不同修復措施土壤初滲率分別為3．70，7．40，3．27，9．96mm／min，穩滲率分別為0．85，2．19，1．54，4．94mm／min，可以看出封禁處理馬尾松林地土壤入滲特征最好，可以有效地延緩地表徑流的產生，抑制土壤侵蝕，同時也說明土壤入滲特征和林分凋落物量存在一定的相關性。由凋落物歸還的養分是林木向土壤輸入養分的主要途徑，在調節森林生態系統的物質循環和能量流動、維持森林土壤肥力等方面具有重要作用［16］。4種修復措施（馬尾松林、修溝種草、修竹節溝和封禁）凋落物的5種元素養分歸還量分別為33．83，38．90，48．39，64．40kg／hm2。由此可見，封禁措施的養分歸還量最大，有利于地力的恢復。各修復措施凋落物量月動態呈現“單峰”型，養分元素歸還也在8月份達到最大。