黄土丘陵区主要林分生物量及营养元素生物循环特征

以黄土丘陵区子午岭为研究区域,用标准木法和收获法对暖温带森林优势群落辽东栎林、油松林及刺槐人工林的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明:黄土丘陵区子午岭油松林、辽东栎林和刺槐人工林3林分总生物量为:86.247、129.005t/hm2和144.795t/hm2,乔木层生物量分别为:85.223、126.989t/hm2和142.488t/hm2,随群落针阔树种转化替代,群落总生物量呈现明显的增加趋势。年均生长量为3.275～5.699t/hm2。生物量和年生长量排序为刺槐人工林>辽东栎林>油松林。3林分林下植被层生物量、凋落物贮量表现为刺槐林>辽东栎林>油松林,林下植被层生物量的差异主要是由林分郁闭度和林下凋落物的不同引起的;刺槐林和辽东栎林林下植被层发达的根系和较高的凋落物量有利于提高土壤肥力、保持水土。同化器官的各种元素含量高于其它器官,茎中营养元素的含量最低。乔木层营养元素积累量分别为:0.745、1.378t/hm2和1.805t/hm2。不同林分不同营养元素的积累量差别较大。因采伐而引起的3林分林地养分流失量分别达65.45%、53.76%和25.1%。3林分林下植被层和凋落物层的营养元素积累量排序为：刺槐林>辽东栎林>油松林。凋落物营养元素贮量高于南方常绿阔叶林和亚热带雨林，但远低于华北针叶林。不同群落林下植被层和凋落物层之间营养元素的差异是由于生物种类和生物量的不同引起的。3林分生态系统（包括0~60cm土层）营养元素总贮量为32.953、296.479t/hm2和340.624t/hm2。0~60cm土层营养元素现存量排序为刺槐林>辽东栎林>油松林；系统各层次营养元素积累量排序为：土壤层>>乔木层>凋落物层>森下植被层。土层中营养元素贮量占该系统总量的96.10%~99.38%，植被层和凋落物层的贮量仅占0.49%~2.3%和0.13%~1.51%。3林分营养元素年吸收量和年归还量排序为刺槐林>辽东栎林>油松林；年存留量排序为：辽东栎林>刺槐林>油松林；吸收系数和循环系数排序为：刺槐林>辽东栎林>油松林。油松林的利用系数是是辽东栎林和刺槐林的5.7倍。富集系数排序为：油松林>刺槐林>辽东栎林；其中油松林的富集能力分别是刺槐林和辽东栎林的4.28和4.8倍。油松林较高的利用系数和富集系数决定了它具有较强的耐瘠性。