小兴安岭不同演替阶段森林地上凋落物碳密度及碳氮磷计量特征

摘要

凋落物为森林生态系统活跃碳（C）库，其C储量变化直接影响森林生态系统C汇能力。为明确阔叶红松（Pinus koraiensis）林凋落物C储量及其化学计量特征，并说明凋落物生态化学计量特征对其C储量的影响，揭示凋落物在生态系统C汇能力及养分循环中的作用，以阔叶红松林中生演替过程中不同演替阶段的4种森林类型(天然枫桦（Betula costata）次生林、次生阔叶林、次生针阔混交林、原始阔叶红松林)为研究对象，分析2021年7月和10月及2022年5月和8月各层（未分解层、半分解层、完全分解层）凋落物的现存量、C储量及C、氮（N）、磷（P）化学计量特征，利用冗余分析评估凋落物化学计量特征及上层植被群落特征（乔木生物量、乔木多样性、针阔比例）对凋落物C储量的相对贡献，利用线性回归分析量化凋落物化学计量特征对C储量的影响。结果表明：森林群落沿正向演替，凋落物总C储量表现出“先减小后增大”的变化趋势，且在原始阔叶红松林（顶极群落）达到最大值。顶极群落中凋落物表现出高C低P的特点，并且C∶N（质量比）与C∶P（质量比）最高。冗余分析表明，在衡量上层植被变化指标中，针阔比例是解释凋落物C储量变化的主要因子，且与凋落物C储量呈正相关。线性回归分析表明，凋落物C储量与C∶N、C∶P呈显著正相关，与N∶P（质量比）呈显著负相关，C∶N、N∶P对C储量的解释率最高，R²均为0.17。该研究表明，顶极群落凋落物C储量高于其余3种群落，这与顶极群落凋落物高C低P特征及乔木层具有较高的针阔树种比例密切相关。

关键词

碳储量 / 化学计量特征 / 阔叶红松林 / 凋落物 / 演替