作者：劉文飛 樊后保 黃榮珍 李鳳 肖龍 單位：南昌工程學(xué)院生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究所 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)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(jīng)營和人類的干擾，紅壤區(qū)成為江西省主要的水土流失區(qū)之一［１，２］。大量的研究表明，通過森林植被恢復(fù)與重建恢復(fù)土壤是改善該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的關(guān)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(jīng)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(fù)措施的固碳效益和群落多樣性及穩(wěn)定性進(jìn)行了報道［６，７］。本文之所以選擇凋落物作為研究對象，是因?yàn)榈蚵湮锸巧稚鷳B(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，在維持土壤肥力、有機(jī)質(zhì)的形成、保證植物再生長養(yǎng)分的可利用性等方面中起著重要作用，同時對森林生態(tài)系統(tǒng)的碳吸存具有重要的科學(xué)意義［８，９］，然而有關(guān)不同生態(tài)修復(fù)措施與凋落物相互關(guān)系的研究鮮有報道。因此，本研究旨在為嚴(yán)重紅壤侵蝕區(qū)綜合治理效益的評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為該區(qū)域開展生態(tài)修復(fù)研究提供理論指導(dǎo)。

１研究區(qū)域概況

試驗(yàn)地位于江西省泰和縣老虎山小流域內(nèi)，位于東經(jīng)１１４°５２′－１１４°５４′，北緯２６°５０′－２６°５１′，屬平原面丘陵區(qū)，海拔在８０～２００ｍ之間，屬中亞熱帶季風(fēng)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(jì)紅色粘土發(fā)育而成的紅壤，厚度一般為３～４０ｍ，試驗(yàn)地屬強(qiáng)度侵蝕退化紅壤。

２研究方法

２．１試驗(yàn)設(shè)計(jì)

１９８３年在試驗(yàn)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(fù)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(qiáng)）；模式２，種草竹節(jié)溝馬尾松林分（帶狀種草且開挖水平竹節(jié)溝）；模式３，竹節(jié)溝馬尾松林分（開挖水平竹節(jié)溝）；模式４，封育馬尾松林分。試驗(yàn)樣地基本情況見參考文獻(xiàn)［７］。

２．２凋落物收集方法

２００９年１月份開始，在各樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)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(shí)驗(yàn)室，區(qū)分落葉、落枝、樹皮、落果（花、果實(shí)、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(zhì)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(tǒng)計(jì)分析

利用ＤＰＳ軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后以ＬＳＤ多重檢驗(yàn)法檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性。

３結(jié)果與分析

３．１不同修復(fù)措施凋落物的組成

從表１可知，不同修復(fù)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(tài)修復(fù)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(dá)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(jié)動態(tài)

由圖１可知，所研究的４種不同修復(fù)措施馬尾松林凋落物呈現(xiàn)明顯的季節(jié)動態(tài)，全年凋落物量呈現(xiàn)“單峰”型，均在８月份凋落物量達(dá)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(dǎo)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(xiàn)出明顯的季節(jié)動態(tài)。

３．３不同修復(fù)措施林分凋落物的養(yǎng)分歸還

３．３．１凋落物的養(yǎng)分平均含量

各林分凋落物中養(yǎng)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(fù)雜，所以養(yǎng)分元素含量的規(guī)律性不甚明顯，但表現(xiàn)出一定的變化趨勢。各組分中元素平均含量順序?yàn)椋海危荆耍荆茫幔荆停纾荆校浜糠秶謩e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(jié)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(fù)措施馬尾松林凋落物各組分中，碎屑物有較高的養(yǎng)分含量，這可能是因?yàn)樗樾嘉镏兄泻欣ハx殘體與糞便，以及鳥類糞便等物質(zhì)的原因。綜合來看，凋落葉的養(yǎng)分含量則普遍高于落枝、落果、落皮和碎屑的養(yǎng)分含量。

３．３．２凋落物養(yǎng)分歸還的月動態(tài)

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

３．３．３凋落物養(yǎng)分元素的歸還量

在已知凋落物及其養(yǎng)分含量的前提下，就可以計(jì)算凋落物的養(yǎng)分通量（歸還量）。由表３可知，不同修復(fù)措施林分凋落物中各養(yǎng)分元素的年通量表現(xiàn)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(fù)措施養(yǎng)分歸還量，以封禁措施最高，修竹節(jié)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。