摘要
森林生态系统碳、氮、磷储量及其分配格局的研究有利于准确评估森林生态系统的生产力、碳汇潜力和稳定性。选取韶关市曲江县小坑国家森林公园内的灰木莲(Manglietiaglaucablume)人工幼林生态系统为研究对象,对上坡和下坡的林分植被层(乔木层、灌木层、草本层和凋落物层)和土壤层的碳、氮、磷含量和储量及其化学计量特征进行了研究,以便阐明该地区不同坡位条件下灰木莲人工林的碳、氮和磷的储存能力以及分配格局,为华南地区森林生态系统碳储量的估算和优良碳汇树种的选择提供参考资料。研究结果表明: (1)上坡灰木莲幼苗各器官的生物量分配比例呈现为茎>叶>枝>根,下坡为茎>叶>根>枝。上坡的枝、茎和根生物量分配比例均高于下坡,而叶的分配比例低于下坡。上坡的植被层各组分生物量为凋落物层>草本层>灌木层>乔木层,下坡为灌木层>凋落物层>草本层>乔木层。乔木、灌木、草本和凋落物层的生物量均为下坡大于上坡。 (2)上坡的灰木莲幼苗各器官C含量为茎>根>叶>枝,下坡为叶>茎>枝>根。上坡和下坡的各器官的N和P含量均表现为叶>枝>根>茎。下坡的乔木、灌木、草本和凋落物层的C、N、P含量均高于上坡。 (3)上坡灰木莲乔木层各器官C储量为茎>叶>枝>根,下坡为茎>叶>根>枝。上坡和下坡的各器官的N和P储量均表现为叶>茎>枝>根。上坡的C和N储量均为凋落物层最大,下坡的凋落物和灌木层C储量显著大于草本层和乔木层。上坡的P储量为灌木、草本和凋落物层大于乔木层,下坡的灌木层P储量显著大于草本层,后者显著大于乔木和凋落物层。下坡乔木、灌木和草本层的C、N、P储量均显著高于上坡,而上下坡位之间的凋落物层则在无显著差异。 (4)乔木层的C:N和C:P均表现为茎>根>枝>叶,叶的N:P最大,茎和根居中,枝最小。灌木和草本层的C:N和C:P均为地上部分小于地下部分,N:P则相反。就坡位而言,乔木层除根以外,其余各器官的C:N、C:P和N:P均为上坡大于下坡。灌木层、草本层和凋落物层的C:N和C:P均为上坡大于下坡,灌木层和草本层上坡的N:P小于下坡,而凋落物层上坡的N:P大于下坡。 (5)在0-100cm土层内,灰木莲人工林土壤pH随土层深度的变化幅度较小且上坡和下坡之间没有显著差异。土壤有机C和全N含量均随土层深度的增加而降低。土壤P含量在各土层间均无显著性差异。下坡土壤C、N、P含量总体大于上坡。 (6)灰木莲人工幼林上坡和下坡0-100cm土壤的C储量分别为134.25×103和148.35×103kg·hm?2,土壤N储量分别为11.49×103和13.40×103kg·hm?2,土壤P储量分别为3.39×103和4.16×103kg·hm?2。土壤C和N储量均随着土层深度的增加而减少,而0-20cm土层的土壤P储量显著小于其他土层。灰木莲人工林土壤C、N、P储量均为下坡大于上坡,但上下坡位间的差异不显著。 (7)灰木莲人工幼林生态系统上坡和下坡的土壤C:N,C:P和N:P均随着土层深度的增加而逐渐减小。 (8)上坡和下坡的灰木莲人工幼林生态系统的C储量分别为136.11×103和150.76×103kg·hm-2,N储量分别为11.54×103和13.45×103kg·hm?2,P储量分别为3.40×103和4.17×103kg·hm?2,各坡位土壤层的C、N、P储量均明显大于其他组分。下坡的乔木、灌木、草本、凋落物和土壤层C、N、P储量均大于上坡。