林业科 学研 究 2 0 0 3 ， 1 6 ( 6 ) ： 6 6 8～ 6 7 6

    Fo r e s t Re s e ar c h

    文章编号 ： 1 0 0 1 . 1 4 9 8 ( 2 0 0 3 } 0 6 - 0 6 6 8 - 0 9

    西藏色季拉 山冷杉林生态 系统的养分循环

    辛学兵 2 ，翟明普

    ( 1 . 北京林业大学资源与环境学院 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 .中国林业科学研究院林业研究所 ， 北京 1 0 0 0 9 1 )

    摘要 ： 对西藏色季拉山急尖长苞冷杉林生态系统的养分循 环进行了研究 ， 结果表明： 养分的总存 留量

    为 3 5 . 4 1 I 【 g · h m · a ～， 总归还量为 5 4 . 8 9 I 【 g · h I I I · a ～， 年吸收总量为 9 o . 3 I 【 g · h I I I · a 一。冷杉林分具

    有养分低循环利用特征 。大气降水主要补充 N、 C a 、 F e 等元素 ， 而凋落物主要补充 P 、 K、 F e 等元素 ， 其

    中 F e 元素是净增加的。冷杉林生态系统养分年输入量均大于年输 出量 ， 说 明该森林生态系统处 于良

    好的养分积累阶段。林地土壤( 不包括凋落物层 ) 的养分年输出量( 除 N 、 F e 、 № 元素外) 稍大于年获

    得量， 土壤年净亏损不大， 但 K的亏损较严重。冷杉林分的养分利用效率以及土壤养分利用指数均

    表明， 林分对 N的需求最大 ， 对 F e的需求最少。

    关键词 ： 西藏 ； 急尖长苞冷杉 ； 生态系统 ； 养分循环

    中图分类号 ： S ' 9 1 . 1 4 文献标识码 ： A

    生态系统养分元素的循环利用是生态系统的主要功能过程之一。养分元素循环与平衡直

    接影响生态系统生产力的高低 ， 并关系到生态系统的稳定和持续。养分元素循环的研究不仅

    能阐明生态系统物质循环机制 ， 而且对指导生产实践 、 调节和改善各种限制因素、 提高养分元

    素的循环利用速率和最大限度地提高生态系统的生产力都具有重要的意义[ 1 q] 。

    西藏东南部( 林芝地区) 是西藏森林的主要分布区， 现有森林面积 2 4 0万 h ， 森林覆盖率

    达 2 6 . 5 %， 是我国西南国有林区的主体。由于其特殊的地形 、 地貌、 气候等因素的影响和制

    约， 使得藏东南森林生态系统具有复杂多变的水热条件、 独特的树种组成、 丰富的森林植被类

    型和特殊的分布规律。虽然森林与环境之间的相互作用关系早已引起重视 ， 但 由于森林结构

    的复杂性和研究技术手段落后 ， 特别是西藏高原研究地域的艰难 ， 限制了森林生态系统功能的

    定量研究。在西藏高原东南部森林资源丰富的生态区域 内， 开展森林生态系统养分循环的研

    究 ， 进一步完善我国生态系统定位研究大陆网络体系 ， 同时也填补了在高海拔地区( 3 9 0 0 n l 左

    右) 进行养分循环研究、 积累基础数据的国内空白， 为进一步研究西藏高原森林生态系统的物

    质循环和能量流动提供必要的基础数据。

    1 试验地概况

    试验观测地设于西藏高山森林生态系统定位站 ， 位于色季拉山东南坡， 地理位置 9 4 ~ 2 5 ～

    收稿 日期：2 0 ( B- 0 3 . 1 1

    基金项 目：中国林科院院基金项 目“ 西藏冷杉林生态系统养分循环研究” 资助

    作者简介 ：辛学： ~( m6 7 - - ) ， 男 ， 山西临汾人 ， 副研究员.

    维普资讯 http:www.cqvip.com 第 6期 辛学兵等 ： 西藏色季拉 山冷杉林生态系统的养分循环 6 6 9

    9 4 ~ 4 5 E， 2 9 。 3 5 ～ 2 9 ~ 5 7 N， 海拔 3 8 5 0 m， 属较典型的亚高山温带半湿润气候区， 年平均气温

    一

    0 . 7 3℃， 年均 日照时数 1 1 5 0 . 6 h ， 日照百分率 2 6 . 1 %， 年均相对湿度 7 8 . 8 3 %， 年均降水量

    1 1 3 4. 1 l n l n ， 年均蒸发量 5 4 4 . 0 l n l n ， 6 _ _ 9月为雨季 ， 占全年降水的7 5 %～ 8 2 %。土壤以酸性棕

    壤为主， 土层较厚， 腐殖质化过程明显， 在海拔较高的冷杉林下常有明显的灰化层。试验林面

    积1 h r n 2 ， 海拔 3 8 5 0～ 3 9 5 0 m， 坡度 2 5 。 ， 坡位中， 林分组成为急尖长苞冷杉( A b i e s g e o r g e i O r r

    v a i l .s m i t h i i ( V i g u i e e t G a u s ~n )C h e n g e t L. K. F u ) 原始纯林 ， 平均胸径 7 6 c m， 平均树高 3 8 m， 郁闭

    度 0 . 7 ， 平均年龄 2 0 0 a ， 为成过熟原始林。林下植被 主要有西南花楸( S o r b u s r e h d e r i a n a K o e —

    h n e ) 、 柳叶忍冬( L o n i c e r a l e n c e o l a t a Wa l 1 . ) 、 冷蕨( C y s t o p e r i s s p . ) 、 草莓( F r a g a r i a s p . ) 等。

    2 材料与方法

    2 . 1 野外观测项 目

    林外雨： 在对照径流场( 设置于林外采伐迹地) 设置直径为 2 0咖 的雨量筒 ， 分 自记和人工

    两种 ， 每日晚 8 ： 0 0观测 ， 作为当天的林外降雨量 ， 且 自记装置能记录下降雨的详细过程。

    林内雨 ： 在径流场( 设置于急尖长苞冷杉林 内) 随机设 4个 4 0 0咖 ×2 0 咖 ×1 5咖 的集水

    槽 ， 槽 口出水处连接虹吸式 自记雨量计 ， 可连续记录林 内降雨的详细过程 ， 最后以四个集水槽

    的雨量平均数作为林内降雨量。

    树干径流： 在林内径流场样地内选 5株不同径级 、 不同冠幅的冷杉 ， 将半剖面的圆形塑料

    胶管粘贴在处理平滑的树干 O . 5～ 1 . 0 m高处， 呈“ S ” 型绕树体 3周后 ， 将胶管引流至一个体

    积为 1 . O m 3 的塑料桶内。将 5株树的平均树干径流量作为单株树干径流量 ， 以下列公式求

    出： 总树干径流量 =单株茎流量 ×J 7 、 r ( 样地内总株数 ) 。

    地表径流及壤中流观测 ： 分别在林内径流场和林外径流场分 5层( 含地表层 ) 进行观测 ， 每

    层相距 3 0 c m。

    土壤渗透能力的测定： 用双环测渗仪测定， 双环测渗仪内径为 l 8咖 ， 外径 3 6咖 ， 环高

    5咖 。实验时打入地下 5 c m， 同时往内、 外筒加水 ， 水位一直保持 5 c m( 注意保持内外水位相同

    和记录水温) 。记录每下降 l c m水位所用时间， 再加水至 5 c m， 反复多次， 直至每下降 l咖 水

    位所需时间相同为止。分 A、 B、 C三层测定 ， 每月测定 1 次。

    枯枝落叶层贮量的测定 ： 在试验林下选定具有代表性的地点 ， 在生长季节开始、 中期 、 末期

    测定枯落物层的总贮量及分层( L 、 F 、 H) 贮量， 样方面积为 3 1 . 6 2 3 c m×3 1 . 6 2 3咖 ( 约等于 0 . 1

    r n } ) ， 沿一直线重复进行 5～ l O次测定 ， 并称其湿质量 ( g ) ......