岷江上游高山森林溪流植物殘體貯量特征.pdf

1、溪流植物殘體是指森林生態(tài)系統(tǒng)中通過自然力、人力、動物活動或隨地表徑流等方式進入到溪流中的木質殘體（倒木、枝條、根樁等）和非木質殘體（葉、皮、花、果、小枝等），是河溪生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成成分，也是森林生態(tài)系統(tǒng)和河溪生態(tài)系統(tǒng)之間物質循環(huán)和能量流動的關鍵紐帶之一，其特征直接關系到流域源頭水質環(huán)境以及森林生態(tài)系統(tǒng)碳及養(yǎng)分等物質的輸出格局。另外，氮、磷及重金屬等可隨溪流植物殘體的輸出和降解而釋放、流失，并進而影響下游水體環(huán)境的生態(tài)安全。因此，為了

2、解岷江上游水源源頭高山森林生態(tài)系統(tǒng)溪流木質殘體的貯量特征，于2013年8月，在研究區(qū)域海拔3600m典型高山原始暗針葉林范圍內，通過樣方法對其內12條溪流和河道內的植物殘體貯量進行調查，每條溪流從盡頭到源頭每隔10m設置一個長為1m，寬為溪流實際寬度的樣方;河道則每隔至少300m設置一個調查河段，每個河段設置3個長為5m，寬為河道實際寬度的樣方。將樣方內所有的植物殘體全部采集，并將木質殘體和非木質殘體各器官進行分離，分別計算其現(xiàn)存貯量，

3、同時估算了植物殘體各器官的碳、氮、磷及重金屬的貯量特征，從而為深入認識生態(tài)系統(tǒng)物質和能量循環(huán)過程以及對高山森林與流域間的生態(tài)聯(lián)系提供新的思路和科學依據(jù)。
　　研究結果表明，溪流木質殘體貯量為694.10 g/m2，主要是以徑級為1-2.5 cm和2.5-5 cm的枝條居多，二者共占木質殘體的86.91％，徑級＞10 cm的粗木質殘體僅占1.22％，以Ⅴ腐爛級貯量最高(66.57％)，Ⅳ腐爛級次之(25.17％)，Ⅱ和Ⅲ腐爛級分布均

4、較少（分別僅為5.02％和3.24％）;溪流非木質殘體貯量為499.45 g/m2，以徑級＜1 cm的小枝為主，占非木質殘體總貯量的69.76％，而樹葉僅占9.33％;不同溪流間的木質殘體或非木質殘體貯量及其分配格局都具有明顯差異。河道木質殘體貯量為2630.72 g/m2，與溪流內的木質殘體分配相反，河道內以直徑＞10 cm的粗木質殘體為主要貢獻者，達88.23％，而徑級為1-2.5 cm的細枝僅占1.20％，以Ⅲ和Ⅳ腐爛級的木質殘體

5、居多(共計68.20％)，Ⅴ腐爛級的木質殘體分布最少(5.60％)，這主要是河道內更多的殘留著粗木質殘體，即使很少的量，對木質殘體總貯量的貢獻也較大，且其降解速率比小徑級木質殘體更慢。河道非木質殘體總貯量為60.66 g/m2，與溪流內非木質殘體各器官的分配基本一致，1 cm以下的小枝、樹葉和樹皮貯量分別占74.42％、1.22％和24.36％，這主要是樹葉質地較輕，易隨水流流至下游，且其分解速率較快。
　　植物殘體的碳、氮、磷貯

6、量與其現(xiàn)存貯量直接相關，但因樹種、河流和溪流的特征以及植物殘體自身特性等因素，在植物殘體各器官的分解過程中養(yǎng)分及重金屬含量不斷變化，導致其貯量與植物殘體現(xiàn)存貯量的比例有一定差異性。植物殘體碳、氮和磷的總貯量分別為510.58g/m2、1678.06mg/m2和263.77 mg/m2，其中木質殘體碳、氮和磷貯量所占比例分別為61.22％、48.27％和43.19％;高山森林河道植物殘體碳、氮和磷總貯量分別為1096.62g/m2、187

7、4.85mg/m2和323.73 mg/m2，其中非木質殘體碳、氮和磷貯量分別僅占1.00％、3.81％和14.16％;溪流和河道木質殘體不同徑級與不同腐爛級及非木質殘體各器官的碳、氮和磷貯量分配特征與其現(xiàn)存貯量基本一致，稍有差異，這主要與其現(xiàn)存貯量直接相關，同時又受到樹種、溪流或河道特征等的影響，其在將降解過程中的養(yǎng)分濃度差異較大。
　　植物殘體碳、氮和磷的分配特征同樣表現(xiàn)在植物殘體重金屬貯量上，但因植物在生長過程中不同器官對不

8、同重金屬的富集作用不同，以及植物殘體在溪流或河道中因所處的環(huán)境和自身特性，對不同重金屬的吸附或沉淀作用也不同，從而有一定的差異。溪流木質殘體和非木質殘體重金屬貯量大小均Mn＞Cr＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cd，非木質殘體重金屬元素貯量普遍明顯高于木質殘體，主要是由于樹葉和樹皮可吸附大氣顆粒物中的重金屬元素，且其與木質部的結構、功能及生理活性不同，從而其內有較高含量的重金屬物質。河道木質殘體重金屬貯量大小依次為Zn＞Mn＞Cr＞Pb＞Cu

9、＞Ni＞Cd;河道非木質殘體重金屬貯量為Cr＞Mn＞Zn＞Pb＞Ni＞Cu＞Cd，與溪流植物殘體的重金屬貯量差異較大，這直接與溪流和河道中植物殘體各器官分配差異及現(xiàn)存貯量有關。
　　植物殘體不僅是水生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成成分，而且對森林生態(tài)系統(tǒng)與水生態(tài)系統(tǒng)碳及養(yǎng)分循環(huán)具有重要的意義，這些結果對深入認識碳、氮、磷及重金屬物質源/匯過程及高山森林與流域間的生態(tài)聯(lián)系提供了基礎數(shù)據(jù)，也為岷江上游高山森林乃至岷江流域水體環(huán)境的管理提供新的思路