摘要
碳、氮、磷作为生态系统的结构性元素和养分元素，对森林生态系统稳定性的维持具有重要作用。然而，目前关于天然混交林如何影响森林生态系统全组分碳氮磷特征的研究较少，限制了对森林生态系统养分循环规律和稳定性机制的深入理解。为阐明天然混交林对生态系统碳氮磷储量分配的影响，本研究以祁连山青海云杉、白桦及二者混交林为研究对象，根据研究区内青海云杉和白桦的组成比例，设置6个混交类型（B，白桦纯林；P3B7，青海云杉3白桦7；P4B6，青海云杉4白桦6；P6B4，青海云杉6白桦4；P8B2，青海云杉8白桦2；P，青海云杉纯林），通过野外数据采集和室内测定分析，分析其生物量、碳氮磷含量及其储量在森林生态系统中的分配格局。主要研究结果如下： （1）混交显著提升了森林生态系统乔木层的生物量，在混交比例为 P6B4时达到最大（259.64 t·hm-2）。混交林的灌木和草本生物量均高于青海云杉纯林，低于白桦纯林。不同混交比例植物层和地被层各组分的生物量表现为：乔木层（211.00±14.42 t·hm-2）＞凋落物层（20.15±3.97 t·hm-2）＞草本层（2.60±0.32 t·hm-2）＞灌木层为（1.77±0.38 t·hm-2）。 （2）随着青海云杉混交比例的增加，乔木层的碳氮储量逐渐增加，在P6B4混交林中均达到最大值（126.74 t·hm-2，1.53 t·hm-2），磷储量呈现先升后降的趋势，在 P4B6混交林中达到最大（0.48 t·hm-2）。混交比例对林下植被层和凋落物层碳氮磷储量影响并不显著（P＞0.05）。 （3）不同混交比例对凋落物层碳氮磷储量的影响相对较小。与青海云杉和白桦纯林相比，混交林的凋落物生物量更高，介于 40.08~118.89 t·hm-2之间。凋落物层碳氮磷含量随混交比例的增加先升后降，这种变化并未导致碳氮磷储量的明显规律性变化。凋落物层的碳氮磷储量整体高于林下植被层的碳氮磷储量。 （4）不同混交比例青海云杉和白桦混交林土壤有机碳储量、全氮储量、全磷储量的变化范围分别为 173.79~441.87 t·hm-2、8.98~26.51 t·hm-2、3.72~9.01 t·hm-2。混交林可以显著提高土壤碳氮储量，尤其是混交比例 P6B4 相比于白桦纯林和其他混交林型提升了 0.7%~48.7%。随着青海云杉混交比例的增加，土壤有机碳和全氮含量呈现先降后升的趋势，在 0~50 cm 土层尤为明显。在 60~100 cm 土层，混交比例对土壤有机碳储量影响减弱，但对全氮储量仍有显著影响。混交比例对土壤全磷含量变化无显著影响，土壤全磷储量随着土层深度的增加有增加的趋势。 （5）随着青海云杉混交比例增加，乔木层碳氮储量占比先增加后减少，土壤层碳氮储量占比先减少后增加。乔木层碳储量占比最高的是P6B4，为28.50%；土壤层氮储量占比随着青海云杉比例的增加而增加，在P8B2混交林中达到最大值91.74%；土壤层磷储量占比最高，占92.40%。 （6）混交比例与植物生物量、植物有机碳含量及植物全磷储量均呈显著正相关关系（P＜0.05），土壤碳、氮、磷储量与混交比例和乔木生长状况均呈显著正相关关系（P＜0.05）。
NETL