间伐对华北落叶松凋落物分解及养分释放的影响

摘要

【目的】探究不同间伐强度对华北落叶松人工林叶片凋落物与细根分解速率及养分释放动态的影响，为华北落叶松人工林可持续经营提供科学依据。【方法】依托2019年在河北省塞罕坝机械林场建立的对照（CK，不采伐）、轻度（LT,20%）、中度（MT,39%）和重度（HT,60%）间伐样地，共计12块30 m×30 m固定监测样地，自2023年11月开始，采用分解袋法进行为期1年半的原位分解试验。同步监测土壤温度和含水量，测定凋落物初始全碳（C）、全氮（N）、全磷（P）含量及分解过程中质量残留率和养分释放动态，利用Olson指数衰减模型计算分解速率，并通过混合效应模型与相关性分析，解析关键影响因素。【结果】（1）间伐处理显著提高了5 cm深处土壤温度和含水量，重度间伐处理增幅最大。同时，轻度间伐处理显著提高了叶片凋落物和细根的初始N、P含量，并降低了其初始C/N和C/P，从而改善了凋落物质量。（2）所有间伐处理均促进了叶片凋落物分解，分解速率表现为LT > MT > HT > CK。相比之下，细根分解对不同间伐强度表现不一致，LT和MT显著促进了细根分解，而重度间伐处理下的分解速率反而低于对照。（3）叶片凋落物分解速率与土壤温度及凋落物自身初始N、P含量呈显著正相关，与初始C/N、C/P呈显著负相关。细根分解速率则主要与凋落物自身的初始化学性质（N、P含量，C/N、C/P）显著相关，而与监测期的土壤温度和含水量无显著相关性。【结论】LT和MT通过改善土壤微环境、提升凋落物质量，有效促进叶片凋落物与细根分解及养分循环；HT虽加速叶片凋落物分解，但抑制细根分解。凋落物分解受微环境与基质质量共同驱动，但主导因子存在差异。综合表明，轻度至中度间伐是优化华北落叶松人工林凋落物分解与养分归还的适宜经营强度。

关键词

华北落叶松 / 叶片凋落物 / 细根 / 分解速率 / 养分释放速率 / 间伐 / 人工林可持续经营

基金资助

公益性科研院所基本科研专项重点项目（CAFYBB2022ZB00105）; 国家自然科学基金项目（32501647）