长白落叶松人工幼林养分生物学特性研究

长白落叶松人工幼林养分生物学特性研究

不同的布局条件给树种的吸收和分配带来了差异。研究不同立地条件下树木养分生物学特性,可为林分的营养管理提供依据。本研究以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场长白落叶松幼龄人工林为对象,系统研究了不同立地条件下树木各器官养分含量,以期为长白落叶松人工林的科学经营提供科学依据。1样地概况和方法本研究在佳木斯市孟家岗林场(东经130°32′42″~130°52′36″,北纬46°20′16″~46°30′50″)内进行。该林场属温带半湿润季风气候区,年均气温2.7℃,≥10℃的积温为2500℃,年均降水量500~600mm,无霜期110~120d。植被属小兴安岭的老爷岭植物区张广才岭亚区。该地区土壤以发育在花岗岩上的暗棕壤为主,从1952年开始大面积营造落叶松人工林。根据立地指数的高低,选取差(样地1)、中(样地2)、好(样地3)3块样地作为落叶松矿质养分分配规律的研究样地。样地概况见表1。在3块立地指数不同的样地中采用等断面积径级法确定标准木,每块样地内林木分为5级,每级选取标准木1株,共计15株;标准木伐倒后,按照解析木的方法,以1m为区分段,截取圆盘,利用所截取的圆盘作为树干边材和心材养分含量的分析样品;在每1区分段的中央位置取树皮样品,对新鲜树皮(活树皮)和枯死树皮(死树皮)分别取样。树叶和树枝样品的取样方法:将树冠分为上、中、下3层,在每层中,利用枝条基部平均直径选取标准枝,在标准枝上,对针叶和粗、细枝进行采样。此外,对标准木的枯枝进行取样。根样品的取样方法:准确称取不同粗度根系的总鲜质量,将根系分为小根(不同组织中各养分质量分数的计算方法:针叶养分质量分数=∑(不同冠层针叶养分质量分数×不同冠层针叶干质量)/针叶总干质量;活枝养分质量分数=∑(不同冠层细枝养分质量分数×不同冠层细枝干质量+不同冠层粗枝养分质量分数×不同冠层粗枝干质量)/活枝总干质量;死树皮养分质量分数=∑(树干不同高度处死树皮养分质量分数×区分段死树皮干质量)/死树皮总干质量;活树皮养分质量分数=∑(树干不同高度处活树皮养分质量分数×区分段活树皮干质量)/活树皮总干质量。不同立地指数林分之间在树干边材、树干心材、粗根边材、粗根心材、死树皮、活树皮、死枝、活枝、针叶、粗根、中根和小根中各养分质量分数(N、P、K)的差异,采用单因素方差分析的方法。采用平均值的成对二样本2结果与分析2.1种养分质量分数的显著性落叶松树干边材和心材的养分质量分数分析结果,见表2。不同立地质量林分之间,在树干边材中氮和钾的质量分数无显著差异,显著性水平分别为0.116和0.254;磷的质量分数呈显著差异,显著性水平为0.020。树干心材中磷和钾的质量分数无显著差异,显著性水平分别为0.559和0.565;氮的质量分数显著性水平为0.304。随着立地质量的变差,树干边材中磷的质量分数呈升高趋势;树干心材随着立地质量的变差,虽然呈现出氮的质量分数减小、钾的质量分数升高、磷的质量分数不稳定的变化趋势,但3种养分的质量分数均呈现出不同立地质量林分之间不显著的差异。树干边材和心材氮、磷、钾的质量分数平均值成对二样本单侧检验结果表明,树干边材在钾、氮、磷的质量分数分别比心材高30.36%、126.70%和3.18%。2.2粗根心材质量分数不同落叶松粗根边材和心材的养分质量分数分析结果表明(表3):粗根边材中钾、氮、磷的质量分数虽然比粗根心材明显要高(分别高出50%、37.29%、37.78%),但平均值的成对二样本检验结果表明,两者差异并不显著。粗根边材中氮和磷的质量分数显著性水平分别为0.193和0.140;钾的质量分数显著性水平为0.295。2.3林分质量分数落叶松死树皮的养分质量分数分析结果见表4,随着立地质量的变差,死树皮中钾和磷的质量分数升高、氮的质量分数呈无规律的变化趋势,但3种养分的质量分数均呈现出不同立地质量林分之间不显著的差异。落叶松活树皮的养分分析结果表明:不同立地质量林分之间,在活树皮中氮和磷的质量分数无显著差异,其显著性水平分别为0.1830和0.1374;但钾的质量分数呈显著差异,显著性水平为0.034。对死树皮和活树皮中氮、磷、钾质量分数的平均值成对二样本单侧检验结果表明,活树皮中钾、氮、磷质量分数分别比死树皮高242.86%、136.24%和73.79%。2.4不同立地质量立枝条时钾、氮、磷含量的差异落叶松立枯枝氮、磷、钾的质量分数分析结果表明:钾、氮、磷质量分数随着立地质量的变差呈升高趋势,但钾、氮、磷在不同立地质量立枯枝中的含量差异并不显著。活枝中钾、氮、磷的质量分数随着立地质量的变差,只有氮的质量分数呈显著减小的趋势,见表5。立枯枝和活枝中氮、磷、钾的质量分数的平均值成对二样本单侧检验结果表明,活枝中钾、氮、磷的质量分数分别比立枯枝高97.80%、33.72%和62.39%。2.5异不显著时异不显著落叶松生长旺盛期针叶中各养分的质量分数分析结果表明:针叶中钾的质量分数平均为0.963%,在不同立地条件下差异不显著;氮和磷在不同立地质量针叶中的质量分数差异分别达极显著和显著水平,针叶中氮的质量分数以长于中等立地质量的林分中最高(2.136%),长于较好立地质量的林分中最低(1.808%),针叶中磷的质量分数以长于最差立地质量的林分中最高(0.674%),长于中等立地质量的林分中最低(0.528%),见表6。2.6显著性分布情况落叶松粗根中氮、磷、钾质量分数的分析结果表明(表7):钾和磷在不同立地质量林分粗根中的质量分数随着立地质量的变差呈升高趋势,氮呈降低趋势,但方差分析检验结果表明在不同立地质量条件下,其粗根中只在磷的质量分数呈显著差异,显著性水平为0.043。落叶松中根中氮、磷、钾质量分数在不同立地质量林分下,中根中钾和磷的质量分数随着立地质量的变差呈升高趋势,氮呈无规律的变化,但方差分析检验结果表明氮、磷、钾在不同立地质量中,中根中的各养分的质量分数呈不显著的差异。落叶松小根中氮、磷、钾质量分数的分析结果表明:钾和磷在不同立地质量林分下,小根中的各养分质量分数随着立地质量的变差呈无规律的变化趋势,氮以中等立地质量林分的质量分数为最高。方差分析检验结果表明,磷和钾在不同立地质量小根中的质量分数无显著差异,氮在不同立地质量中,小根中的质量分数呈显著的差异,显著性水平为0.024。3类根系(粗、中、小根)养分质量分数的平均值成对二样本3活枝和活枝条中各养分质量分数的比较长白落叶松人工幼林,其不同器官中氮、磷、钾的质量分数受立地条件的影响而表现出不同。立地指数为17(好)、13(中)和11(差)的长白落叶松人工幼林在树干边材中,钾和氮的质量分数无显著差异,而磷的质量分数存在显著差异;树干心材中的钾、氮、磷的质量分数在3种立地条件下均无显著差异;死树皮中钾、氮、磷的质量分数无显著差异;在好、中、差3种立地条件之间,活树皮中氮、磷的质量分数无显著差异,但钾的质量分数却存在显著的差异;立枯枝中钾、氮、磷的质量分数无显著差异;在好、中、差3种立地条件之间,活枝中钾、磷的质量分数无显著差异,但氮的质量分数却存在显著差异;针叶中钾的质量分数无显著差异,但氮、磷的质量分数却存在显著差异;粗根中钾、氮的质量分数在好、中、差3种立地条件之间无显著差异,但磷的质量分数却存在显著的差异;中根中钾、氮、磷的质量分数无显著差异;小根中钾、磷的质量分数也无显著差异,但氮的质量分数却存在显著的差异。长白落叶松人工幼林同一器官由于形成和死亡时间的不同,氮、磷、钾的质量分数亦不同。树干边材中