人工湿地松林营养元素的累积_迁移与分布_陈永瑞

20卷增刊资源科学Vol.20,Supplement1998年12月RESOURCESSCIENCEDec.,1998人工湿地松林营养元素的累积、迁移与分布陈永瑞李飞(中国科学院自然资源综合考察委员会北京100101)摘要对人工湿地松林内K、P、Ca、Mg、Cu、Na、Zn、Mn、B等9种化学元素的研究，通过降雨输入、地表径流输出以及在林分中的积累、留存、淋溶、归还和吸收等过程。研究结果表明，湿地松林有较高的生产力〔生物生产量20.81t/hm2·a，生长量16.88m3/hm2〕，原因在于它对化学营养元素的利用率较高。林分的化学元素支出大于收入，但由于归还量少，林分循环效率低，林地的矿质元素支出大于收入，林地质量在退化。建议人工调控湿地松林，以提高林分生产力，建立良性循环的生态系统。关键词湿地松林养分积累养分迁移养分分布分类号《中图法》S725·7STUDYONTHEACCUMULATION,TRANSFERANDDISTRIBUTIONOFTHENUTRIENTELEMENTSINTHEARTIFICIALFORESTOFPINUSELLIOTTIICHENYong-RuiLIFei(CommissionforIntegratedSurveyofNaturalResources，CAS，Beijing100101)AbstractWiththehelpofanaturalwatershed，thecyclingprocessofP,K,Ca,Mg,Cu，Na，Zn，MnandBinwhichthebudget，accumulation，remainder，leaching，returnandabsorptionofthemineralelementsfromthestandin1997，hadbeenstudied.Thestandhadhighproductivity〔21.741t/(hm2.a)and17.51m3/(hm2.a)〕Thereasonwasitshighusageefficiencyofmineralelements.Theamountofmineralelementswhichtransitedintotheforestwerelessthatofoutfromitin1997.Sotheforestwasstillonthedegeneratestatewithalessreturnamountandalowercyclingefficiency.Itisasuggestiontoadjustandcontrolsuchaforestbysomeman-mademethods.50资源科学20卷增刊Keywords:Pinuselliottii;Nutrientcycling;Nutrientaccumulation;Nutrientdistribution1引言建国40a来，在我国南方广大红壤丘陵地区开展了大规模的造林活动，其中营造马尾松(Pinusmassoniana)林的面积较大。据统计，人工马尾松林面积达332.6×104hm2，占全国人工造林保存面积的17.7％。但是，大规模的马尾松纯林已带来严重后果：林地质量在不断退化，且松毛虫危害严重，林分生产力低下，平均每公顷蓄积量仅28.6m3。为了克服这些缺点，南方各地在荒山造林中大量引种湿地松(Pinuselliottii)。但国内对人工湿地松林营养循环的机理研究甚少。有关论文多集中于湿地松性状、生长发育及其引种方面。为此，自1991年起，我们在位于江西省泰和县的中国科学院千烟洲试验站选择了一块植被为湿地松的天然小流域，定位研究湿地松林元素的积累、迁移及循环，探索湿地松林的营养机理，为红壤丘陵综合开发治理提供科学依据。本文报告1997年的部分研究成果。2研究场地与方法2.1研究场地研究场地选择在中国科学院千烟洲试验站松塘流域人工湿地松林试验场。该场面积9940m2，坡向西南，坡度8～9°，丘谷间相对高差20m～40m，红壤性土，成土母质为红色砂砾岩，无渗漏现象。湿地松种植于1984年春季，整地方式为水平梯土，穴植，未施肥。为了阻止邻近流域的水流进入研究场地，在流域的四周挖了宽40cm、深60cm的导水沟，使之成为具有独立水文特征的径流场。2.2地表径流的监测在径流场出水口建立拦水土坝，内设长2m、宽2m、深0.3m的沉沙地，水坝基部中间开一圆形出水口，埋大口径圆形涵管，下接方形水渠(宽60cm、高45cm)，引导坝内水流通过安置超声波传感器的监测室，并与微电脑控制的数据自动采集系统连接。该系统每小时自动采集数据(地表径流)1次，观测精度达95％。2.3固定样地的设置与观测在试验场内选取典型地段设计了两块面积分别为12m×14m的固定样地，铁丝