马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中全碳释放的动态变化

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.02.016

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (2): 309-320.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.02.016

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马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中全碳释放的动态变化

李勋¹, 张艳¹, 宋思梦¹, 周扬¹, 张健²()

^1.四川民族学院，横断山区生态修复与特色产业培育研究中心，康定 626001
^2.四川农业大学林学院生态林业研究所，生态林业工程重点实验室，长江上游生态安全协同创新中心，成都 611130

收稿日期:2020-11-04 出版日期:2022-03-20 发布日期:2022-02-22
通讯作者: 张健 E-mail:sicauzhangjian@163.com
作者简介:李勋（1990—）男，博士，副教授，主要从事林草生态研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(31370628);四川省科技支撑计划项目(12ZC0017);四川省科技厅应用基础项目(2012JY0047);四川省大学生创新创业训练计划项目(S202011661092);四川民族学院自办科研项目(XYZB2003ZA);四川民族学院特色科研孵化项目(KBFH2103)

Dynamic Changes of Total Carbon Release During Mixed Decomposition of Leaf Litter of Pinus massoniana and Native Broad-leaved Tree Species

Xun Li¹, Yan Zhang¹, Simeng Song¹, Yang Zhou¹, Jian Zhang²()

^1.Research Center for Ecological Restoration and Characteristic Industry Cultivation in Hengduan Mountains Region，Sichuan Minzu College，Kangding 626001
^2.Key Laboratory of Forestry Ecological Engineering in Sichuan，Collaborative Innovation Center of Ecological Security in the Upper Reaches of Yangtze River，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130

Received:2020-11-04 Online:2022-03-20 Published:2022-02-22
Contact: Jian Zhang E-mail:sicauzhangjian@163.com
About author:Li Xun（1990—），male，doctor，associate professor， engaged in forest and grass ecology.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(31370628);Sci-tech Project of Sichuan(12ZC0017);Project of Applied & Basic Research of Science and Technology Department of Sichuan(2012JY0047);Innovation and Entrepreneurship Training Projects for College Students in Sichuan Province(S202011661092);Scientific Research Projects of Sichuan Minzu College(ZYZB2003za);Characteristic Research Incubation Project of Sichuan Minzu College(KBFH2103)

摘要/Abstract

摘要：

为了调整低山丘陵区低效林林分结构，探明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的全碳（C）释放规律。本研究以华南广泛分布的马尾松、檫木（Sassafras tzumu（Hemsl.） Hemsl）、香樟（Cinnamomum camphora（Linn） Presl）以及香椿（Toona sinensis（A. Juss.） Roem.）凋落叶为研究对象，将这4个树种凋落叶按照不同树种搭配以及混合比例组合为35个处理后进行野外分解实验，探讨C释放最佳的凋落叶树种组合以及混合比例。研究发现：4个单一树种凋落叶之间，香椿凋落叶的C释放最快，檫木和香樟凋落叶次之，马尾松凋落叶最慢。31个混合凋落叶中，C释放的非加和效应随着分解时间的延长表现出先升增强后减弱的趋势，且相对于其他季节，凋落叶在秋季的非加和效应有所减弱。一针一阔树种组合中，香樟凋落叶占比≥30%的处理：PC73和PC64的协同效应较强；一针两阔和一针三阔组合中，阔叶占比≥30%且含有香椿凋落叶的处理：PST613和712、PCT631和613、PSCT7111和6121的协同效应较强。

关键词: 马尾松, 纯林, 乡土树种, 凋落叶混合分解, C释放, 混合效应

Abstract:

In order to improve the structure of low-efficiency forest in hilly， the total carbon（C） release of Pinus massoniana and native broad-leaved tree species in the process of mixed decomposition of litter was investigated. The litters of Pinus massoniana， Sassafras tzumu， Cinnamomum camphora and Toona sinensis that widely distributed in South Chinawere divided into 35 treatments according to different tree species combination and mixed proportion， and then field decomposition experiments were carried out to explore the best combination and mixing ratio of C release. The results showed that the C release of leaf litter of T. sinensis was the fastest， followed by S. tzumu and C. camphora litter， and the slowest in P. massoniana litter among the four tree species， In 31 mixed litter leaves treatments， the non-additive effect of C release increased at first and then decreased with the extension of decomposition time. Compared with other seasons， the non-additive effect of C release rate decreased in autumn. Among the combinations of P. massoniana with a broad tree， the synergistic effect of PC73 and PC64 was stronger in the treatment with broadleaf accounting for more than 30% in the combination of P. massoniana and C. camphora leaf litter； Among the combination of P. massoniana with two or three broad trees， the treatment with broad leaf accounting for more than 30% and containing T. sinensis litter： PST613 and 712， PCT631 and 613， PSCT7111 and 6121 showed stronger synergistic effect.

Key words: Pinus massoniana, pure forest, native tree species, mixed decomposition of litter, C release, mixed effect

中图分类号:

S791.248

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图/表 11

表1

表2

表3

表4

图1

图2

图3

图4

图5

图6

附表1

混合树种凋落叶初始质量特征（平均值±标准差）

凋落物组合 Treatments	C /（g·kg^-1）	N /（g·kg^-1）	P /（g·kg^-1）	木质素 Lignin /（g·kg^-1）	纤维素 Cellulose /（g·kg^-1）	总酚 Total phenol /（g·kg^-1）	缩合单宁 Condensed tannin /（g·kg^-1）	C/N	C/P	N/P	木质素/N Lignin/N	木质素/P Lignin/P
PT82	437.96±7.26	7.15±0.35	1.02±0.03	307.74±9.20	129.01±15.28	49.15±2.26	20.54±0.87	61.43±3.07	430.50±13.47	7.02±0.18	43.11±0.93	302.29±4.35
PT73	430.58±6.49	7.68±0.23	1.07±0.03	286.07±7.85	125.28±13.93	46.63±1.91	18.43±0.76	56.08±1.72	403.78±10.73	7.20±0.03	37.23±0.16	268.10±0.52
PT64	423.20±5.76	8.22±0.12	1.12±0.03	264.40±6.69	121.55±12.59	44.12±1.56	16.32±0.66	51.47±0.83	379.46±9.30	7.37±0.12	32.15±0.36	236.96±2.50
PS82	444.92±6.67	6.13±0.53	0.91±0.03	315.46±9.61	128.54±13.58	50.42±2.39	64.94±0.28	73.16±6.39	488.76±19.24	6.72±0.48	51.75±3.04	346.25±8.27
PS73	441.02±5.60	6.16±0.52	0.91±0.03	297.65±8.73	124.57±11.41	48.55±2.10	66.04±0.28	72.12±5.87	486.74±17.51	6.78±0.47	48.58±2.8	328.21±4.81
PS64	437.12±4.59	6.19±0.51	0.90±0.03	279.85±8.29	120.61±9.30	46.67±1.81	67.13±0.32	71.10±5.45	484.72±16.02	6.85±0.45	45.45±2.74	310.03±1.45
PC82	446.32±5.31	6.5±0.58	0.96±0.03	310.78±9.70	138.11±13.46	46.30±2.45	22.48±0.85	69.29±6.65	466.09±18.62	6.78±0.64	48.13±3.43	324.62±17.54
PC73	443.13±3.53	6.71±0.58	0.98±0.03	290.64±8.51	138.94±11.27	42.37±2.20	21.34±0.74	66.56±6.21	453.70±18.51	6.88±0.70	43.57±3.19	297.75±18.24
PC64	439.93±1.75	6.93±0.59	1.00±0.04	270.50±7.41	139.77±9.18	38.43±1.94	20.21±0.63	64.01±5.81	441.87±19.41	6.97±0.75	39.30±3.00	271.95±18.56
PST811	441.44±6.97	6.64±0.44	0.96±0.03	311.60±9.39	128.77±14.43	49.78±2.32	21.61±0.81	66.80±4.43	458.00±15.98	6.87±0.32	47.07±1.77	323.04±6.07
PST721	437.54±5.90	6.67±0.42	0.96±0.03	293.79±8.41	124.81±12.24	47.91±2.03	20.57±0.64	65.88±3.96	455.98±14.58	6.94±0.30	44.17±1.59	305.93±2.97
PST712	434.06±6.20	7.18±0.32	1.01±0.03	289.93±8.11	125.05±13.08	47.27±1.97	19.50±0.70	60.61±2.61	428.49±12.37	7.08±0.15	40.44±0.72	286.01±1.58
PST631	433.64±4.88	6.70±0.41	0.96±0.03	275.98±7.85	120.85±10.10	46.03±1.74	19.53±0.47	64.98±3.60	453.96±13.45	7.00±0.29	41.31±1.65	288.69±0.05
PST622	430.16±5.17	7.21±0.31	1.01±0.03	272.12±7.43	121.08±10.92	45.40±1.68	18.46±0.53	59.79±2.25	426.48±11.57	7.14±0.14	37.8±0.85	269.61±1.13
PST613	426.68±5.46	7.71±0.21	1.06±0.03	268.26±7.04	121.32±11.75	44.76±1.62	17.39±0.59	55.34±1.31	401.78±10.24	7.26±0.02	34.78±0.33	252.46±1.93
PSC811	445.62±5.98	6.31±0.55	0.94±0.02	313.12±9.45	133.33±13.47	48.36±2.42	22.58±0.80	71.16±6.50	477.05±17.76	6.75±0.56	49.88±3.15	335.09±12.96
PSC721	441.72±4.90	6.34±0.53	0.93±0.02	295.31±8.20	129.36±11.25	46.49±2.13	21.54±0.63	70.14±5.93	474.99±15.45	6.81±0.54	46.79±2.72	317.42±9.50
PSC712	442.42±4.21	6.53±0.55	0.95±0.02	292.98±8.12	134.15±11.20	44.43±2.16	21.44±0.69	68.29±6.06	464.00±16.09	6.84±0.61	45.13±2.89	307.29±14.04
PSC631	437.83±3.87	6.37±0.51	0.93±0.02	277.51±7.32	125.40±9.06	44.61±1.84	20.50±0.47	69.14±5.45	472.93±13.24	6.88±0.51	43.75±2.46	299.61±6.19
PSC622	438.53±3.15	6.56±0.52	0.95±0.02	275.17±6.80	130.19±8.96	42.55±1.87	20.40±0.52	67.32±5.52	461.91±13.56	6.91±0.59	42.17±2.47	289.83±10.68
PSC613	439.23±2.44	6.74±0.55	0.97±0.03	272.83±6.83	134.98±9.00	40.49±1.91	20.30±0.57	65.61±5.65	451.58±16.05	6.94±0.67	40.68±2.68	280.63±14.79
PCT811	442.14±6.28	6.82±0.46	0.99±0.02	309.26±9.35	133.56±14.34	47.73±2.36	21.51±0.86	65.13±4.65	447.63±14.2	6.90±0.40	45.47±2.05	313.00±10.41
PCT721	438.95±4.51	7.04±0.47	1.01±0.02	289.12±8.06	134.39±12.08	43.79±2.10	20.37±0.75	62.67±4.37	435.83±12.40	6.98±0.46	41.21±1.97	287.08±11.50
PCT712	434.76±5.50	7.36±0.35	1.04±0.02	287.59±7.84	129.83±12.98	45.21±2.00	19.40±0.76	59.2±2.89	419.25±9.66	7.09±0.24	39.12±0.98	277.23±5.64
PCT631	435.75±2.74	7.25±0.47	1.03±0.02	268.97±6.83	135.21±9.89	39.86±1.85	19.23±0.63	60.36±4.10	424.57±12.27	7.07±0.52	37.21±1.92	262.17±12.27
PCT622	431.57±3.74	7.58±0.35	1.06±0.01	267.45±6.49	130.66±10.71	41.28±1.75	18.26±0.64	57.10±2.73	408.50±7.36	7.17±0.31	35.35±1.03	253.14±6.82
PCT613	427.39±4.75	7.90±0.23	1.09±0.02	265.93±6.44	126.11±11.62	42.70±1.65	17.29±0.65	54.15±1.64	393.50±6.57	7.27±0.10	33.67±0.31	244.76±2.17
PSCT7111	438.24±5.20	6.85±0.43	0.98±0.02	291.45±8.00	129.60±12.11	45.85±2.07	20.47±0.69	67.75±5.76	457.21±15.3	6.90±0.42	46.53±2.96	310.20±9.41
PSCT6211	434.35±4.16	6.88±0.41	0.98±0.02	273.65±6.99	125.63±9.90	43.97±1.78	19.43±0.53	63.34±3.71	443.54±10.29	7.02±0.35	39.85±1.43	279.32±4.45
PSCT6121	435.05±3.45	7.07±0.44	1.00±0.02	271.31±6.62	130.42±9.83	41.91±1.81	19.33±0.58	61.81±3.88	433.76±10.11	7.04±0.44	38.49±1.58	270.49±8.53
PSCT6112	430.87±4.45	7.39±0.32	1.03±0.02	269.79±6.69	125.87±10.76	43.34±1.72	18.36±0.59	58.41±2.46	417.21±8.11	7.15±0.21	36.54±0.70	261.14±3.14

附表1

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初始物质含量 Initial concentration	马尾松 P. massoniana	檫木 S. tzumu	香樟 C. camphora	香椿 T. sinensis
C /（g·kg^-1）	452.71±6.27A	413.74±2.77B	420.77±6.32B	378.95±2.42C
N /（g·kg^-1）	6.07±0.41C	6.37±0.40BC	8.22±0.47B	11.46±0.40A
P /（g·kg^-1）	0.92±0.02C	0.88±0.02BC	1.11±0.07B	1.41±0.06A
木质素 Lignin /（g·kg^-1）	351.07±8.64A	173.01±9.96B	149.63±4.16BC	134.4±6.02C
纤维素 Cellulose /（g·kg^-1）	136.46±12.72A	96.83±4.54B	144.72±5.81A	99.19±3.51B
总酚 Total phenol /（g·kg^-1）	54.17±2.10A	35.42±0.11B	14.82±0.30D	29.05±0.44C
缩合单宁Condensed tannin /（g·kg^-1）	24.75±0.77A	14.37±0.43B	13.38±0.07B	3.67±0.01C
C/N	75.34±5.43A	65.47±3.93AB	51.52±2.81B	33.16±1.33C
C/P	492.79±16.40A	472.55±11.19AB	380.54±21.27B	269.45±8.99C
N/P	6.59±0.38A	7.26±0.35A	7.47±0.76A	8.17±0.54A
木质素/N Lignin/N	58.24±2.86A	27.50±2.92B	18.38±1.52BC	11.76±0.67C

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马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中全碳释放的动态变化

Dynamic Changes of Total Carbon Release During Mixed Decomposition of Leaf Litter of Pinus massoniana and Native Broad-leaved Tree Species

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