浅谈白桦与山杨叶凋落物候的比较

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈白桦与山杨叶凋落物候的比较 摘 要：用凋落物收集法和凋落 物候模型研究了白桦和山杨的叶凋落物 候。结果表明，白桦叶凋落显著早于山 杨，凋落开始时间和凋落高峰分别比山 杨早 40 天和 20 天，但它们的叶凋落结 束时间基本相同，这导致白桦的凋落期 比山杨的长 41 天。此外，白桦叶凋落 集中程度也明显小于山杨，凋落峰值仅 是山杨的五分之一。这体现了处于相同 的环境条件，白桦和山杨在能量利用和 养分循环方面可能具有不同的生态策略。 中国论文网 /8/view-12913395.htm 关键词：叶凋落物候；白桦；山 杨；生态对策 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 凋落物作为养分的有效载体，在 养分循环中是连接植物与土壤的“纽带” ， 在维持土壤肥力、促进生态系统正常物 质循环和养分平衡方面起着重要的作用 （王凤友， 1989） 。最近研究表明落叶 物候还影响树木的养分回收效率。最近 李荣华等在中国南亚热带森林发现，凋 落物布设时间对其分解速率影响很大。 他们认为凋落物的凋落时间可能影响其 分解速率。不仅如此，冠层持续时间同 时受展叶时间与落叶时间的共同影响， 冠层持续时间对树木全年的固碳量影响 很大。因此，叶凋落物候对树木的养分 循环和碳固定具有重要意义。 Dixon（1976）构建了累积凋落 量的动态模型，并将该模型应用于北美 多个地区的不同树种，并比较了凋落参 数的种间和纬度间变化，发现落叶和半 落叶树种的凋落高峰时间和凋落期长度 存在显著差异，纬度也对凋落速率有影 响。随后，Escudero 和 Del Arco（ 1987）和 Parker 等（1989）用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 此模型研究了不同树种凋落物候的差异。 本研究以东北森林的两种先锋树 种白桦和山杨为研究对象，比较二者的 叶凋落物候异同，为进一步研究其他生 物学特性提供基础认识。 1 研究地概况和研究方法 1.1 研究地概况 本研究地点设在东北林业大学帽 儿山实验林场。该实验林场位于黑龙江 省东南部、尚志市帽儿山镇境内（北纬 4520-4525、东经 12730-12734） 。 林区平均海拔高度 300m，平均坡度 10 -15。该地区年平均气温 2.8C，年均降 水量 723.8mm。该地区的植被属长白植 物区系，现为东北东部山区较典型的天 然次生林区。 1.2 研究方法 分别在白桦林和山杨林分布地段 布设 5 个 1m1m 凋落物收集器。47 月每月收集一次凋落物，8 月每半个月 一次，秋季大约 10 天一次。收集的凋 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 落物带回实验室，将白桦和山杨叶挑选 出来，分别在 85烘干至恒重，用电子 天平（0.01g）称重。 根据 Dixon（1976）的累积凋落 量数量模型拟合得到凋落物候参数， 其中，F 表示累积凋落量（ g m- 2） ，P1 最大凋落量（总凋落量，g m-2） ， P2 为最大日凋落量出现的时间（方程 的拐点，天数） ，P3 表示从 10%50% 凋落量的时间（也就是 50%90%凋落 量的时间，天数） ，t 表示时间（天数） 。 该模型实际上包含三个具有生态 学意义的参数：凋落的绝对量（P1） 、 凋落高峰时间（P2 ，衡量凋落的早晚） 和凋落期长度（P3 的 2 倍，即 10% 90%凋落量经历的天数） 。由于白 桦和山杨的总凋落量不同（分别为 213 和 184 g m-2） ，为了比较它们的凋落物 候，把最大凋落量（P1 ）标准化为 1 或 100%进行比较（Escudero and Del Arco， 1987） 。模型中除了 P2 和 P3 外， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 还可以推算出凋落开始时间、凋落结束 时间以及相对凋落峰值（日凋落量最大 值） 。模型采用 SPSS13.0 的非线性回归 拟合。 2 结果分析 2.1 累积叶凋落动态 白桦和山杨的相对累积凋落量（%） 均随时间的变化格局相同，但速率不同 （图 2） 。白桦凋落开始早，凋落高峰不 明显，凋落期较长；而山杨则凋落开始 较晚，但迅速结束。二者叶凋落期几乎 同时结束。累积凋落量数量模型可以很 好的描述两树种的叶凋落动态。每个凋 落物收集器收集到的数据的决定系数均 大于 0.9（P 0.001） 。这证明了累积凋 落量基本上以凋落高峰时间呈对称分布 （Niinemets and Tamm， 2005） 。 2.2 凋落物候种间比较 方差分析表明（表 1） ，两树种凋 落开始时间、凋落高峰时间、凋落期长 度和凋落高峰差异显著（P 0.001） ， 但二者的差异不显著（P = 0.230） 。具 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 体来说，白桦凋落开始时间（第 229 天） 比山杨的（第 270 天）早 41d。白桦的 凋落高峰时间（第 256 天）比山杨（第 276 天）早 20d。而白桦凋落Y 束时 间（第 282 天）与山杨的只早 1d，但统 计上不显著（P = 2.30） 。白桦的凋落期 比山杨的长 42d。白桦的凋落高峰（2.1 % d-1）则仅是山杨的（9.9 % d-1） 1/5 多 一点（图 1） 。也就是说，白桦叶凋落显 著早于山杨，并且白桦叶凋落期较长， 其集中程度也明显小于山杨。 原作强等（2010）发现，紫椴的 叶凋落高峰出现于 9 月 13 日26 日， 且持续时间较长；而蒙古栎、春榆和色 木槭的叶凋落则集中于 9 月 27 日10 月 10 日。这 4 个阔叶树种的凋落高峰 介于白桦和山杨之间。 2.3 叶凋落物候的生态学意义 尽管白桦和山杨同为先锋树种， 二者叶凋落节律的巨大差异表明二者的 对策可能不同。首先，二者的叶寿命不 同。两树种均在 5 月中上旬展叶（祝宁 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 等， 1990） ，但落叶物候相差 2041d，表明白桦的叶寿命明显比山 杨短。实际上，白桦不断地生长新叶， 7 月份停止叶生长。最先生长的树叶在 8 月中旬就开始凋落，而最后生长的树 叶则在 10 月份才凋落。因此，从整个 树木来说，白桦的树叶在生长季内不是 一个同生群。而山杨的树叶更倾向于一 个同生群。其次，白桦在生长季后期 （主要是 8 月下旬和 9 月份）的冠层叶 量（叶面积）会由于凋落明显减少，这 直接影响这一阶段的碳吸收。树木一般 在 8 月份停止生长，9 月份主要是为度 过接下来的冬季和下一年萌芽（或者抵 御干扰）积累能量。因此可以推测白桦 在后期的能量积累较少。再次，在叶片 衰老之前，树木要回收一部分养分以减 少其养分损失。叶凋落越早，其氮浓度 越高，养分回收效率越低。因此推测白 桦的养分回收效率较低。最后，由于早 期凋落物的氮浓度较高，因此早期凋落 的树叶从化学性质上看易于分解。而此 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 时水热条件也较好，所以，可以预测白 桦早期凋落叶分解较快，这直接影响了