王 麗，龍漢利，郭洪英，辜云杰，肖興翠，盛玉珍

（四川省林業(yè)科學研究院，四川成都 610081）

不同林分密度對巨桉養(yǎng)分空間分配及積累研究

王 麗，龍漢利，郭洪英，辜云杰，肖興翠，盛玉珍

（四川省林業(yè)科學研究院，四川成都 610081）

選擇立地條件相似、生長良好的5a生巨桉人工林為研究對象，通過設置556株·hm-2和1667株·hm-2兩種不同的林分密度，對其主要營養(yǎng)元素含量、分配及生物量分配進行了研究。結果表明：①兩種不同林分密度巨桉單株營養(yǎng)元素含量在不同器官的分配規(guī)律基本一致，均為樹葉＞樹干＞大枝或小枝＞果實＞樹皮；②從營養(yǎng)元素和有機質(zhì)在樹干的分配來看，兩種密度巨桉人工林林P、K、Mg和Ca變化趨勢相同，基本隨著樹干高度增加而增加，有機C在556株·hm-2樣地隨著樹干高度增加而逐漸增加，而1 667株·hm-2樣地則是逐漸減小，N在556株·hm-2樣地為隨著樹干高度增加而逐漸增加的趨勢，1667株·hm-2樣地的變化趨勢為先增加后降低再增加的趨勢；③從兩種密度巨桉生物量的分配看，生物量分配為樹干＞樹皮或大枝＞小枝＞葉＞果實；④兩種密度巨桉人工林營養(yǎng)元素積累量均表現(xiàn)一致規(guī)律，均為Ca最多，分別為601.78 kg·hm-2和1204.43kg·hm-2，其次為N、K、Mg和P積累最低。

巨桉；林分密度；養(yǎng)分；分配；v

巨桉（Eucalyptus．grandis）屬桃金娘科，桉屬優(yōu)良速生用材樹種，原產(chǎn)于澳大利亞，具有生長快、干形好、經(jīng)濟效益高等特點，為四川省主要桉樹樹種之一［1］。目前四川已經(jīng)栽植巨桉人工林超過2萬hm2，是低山丘陵區(qū)退耕還林的主要樹種之一，為本省纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻。林木養(yǎng)分的積累與分配是養(yǎng)分元素生物循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，是研究森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的基礎，研究養(yǎng)分在各器官的含量差異將為林木的施肥管理、集約化栽培提供科學的指導［2］。生物量作為森林生態(tài)系統(tǒng)的特征數(shù)據(jù)，對于評價人工林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力與環(huán)境因子之間的關系具有重要的科學價值［3］。目前關于巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)的研究國外研究較多，國內(nèi)研究較少，相關的研究主要集中在土壤生物群落、養(yǎng)分循環(huán)、施肥撫育等方面［2，4～10］。本研究對不同密度的5a生巨桉人工林主要營養(yǎng)元素的含量、分配、積累以及生物量進行較系統(tǒng)的研究，以揭示巨桉人工林生長過程中營養(yǎng)元素的積累特點和變化趨勢，這將為確定合理的造林密度、施肥和防止地力衰退奠定理論基礎，為四川巨桉人工林的科學化管理和發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在四川省成都市雙流縣合江鎮(zhèn)丹景山村，海拔600 m，屬亞熱帶季風濕潤氣候，全年降水豐富，光水熱集中，夏季光照足，秋冬云霧多，四季分明，無霜期長。土壤以山地黃壤土為主，地表0～40 cm的土壤背景值見表1。

表1 桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量均值和土壤綜合肥力

巨桉人工林于2008年秋季造林，造林前進行煉山處理，全墾整地，沿等高線種植。1號樣地造林株行距為3 m×6 m，2號樣地林株行距為2 m×3 m。林木生長狀況詳見表2。

表2 巨桉人工林生長狀況

1.2 研究方法

1.2.1 試驗地設置及林分生物量測定

于2014年4月選擇立地條件一致的林分，分別在不同林分密度的巨桉人工林內(nèi)設置3個面積為20 m×20 m的標準樣地，對標準地內(nèi)林木進行每木尺檢，測定各樣株的胸徑、樹高、枝下高。在每塊標準地內(nèi)選取1株代表林分生長狀況的平均木，伐倒后地上部分采用分層切割法，分別測定干材、干皮、樹枝、樹葉和果實等各個器官的鮮重，其中干材采取2 m一段，分段測定。

1.2.2 林木樣品營養(yǎng)元素分析

樣品采集后經(jīng)粉碎過篩待測。采用濃H2SO4-HCIO4消化法消煮后，分別采用如下方法測定N、P、K含量：N用氨氣敏電極法測定，P用鉬銻抗比色法測定，K用火焰光度計法測定；Ca和Mg含量采用HCIO4-HNO3消化法消煮，然后用原子吸收光譜法測定，分析結果均為3次測定結果的平均值。

2 結果與分析

2.1 不同林分密度巨桉主要營養(yǎng)元素含量

由表3可以看出，556株·hm-2樣地的有機C含量以葉含量最高，樹皮含量最低，依次為葉＞樹干＞小枝＞果＞大枝＞皮；N含量以葉片最高，樹干最低，依次為葉＞果＞皮＞小枝＞大枝＞樹干；P元素含量以果實最高，樹干最低，依次為果＞皮＞小枝＞葉＞大枝＞樹干；K含量以果實最高，樹干最低，依次為果＞葉＞小枝＝大枝＞皮＞樹干；Ca含量以樹皮含量為最高，樹干最低，依次為皮＞葉＞果＞小枝＝大枝＞樹干；Mg含量以樹皮含量最高，樹干最低，依次為皮＞葉＞果＞小枝＞大枝＞樹干。

1667株·hm-2樣地的有機C含量樹葉為最高，樹皮最低，依次為葉＞樹干＞大枝＞小枝＞果＞皮；N含量以樹葉最高，樹干最低，依次為葉＞果＞根＞小枝＞皮＞大枝＞樹干；P元素含量以果實最高，樹干最低，依次為果＞大枝＞小枝＞葉＞皮＞樹干；K含量以果實最高，樹干最低，依次為果＞大枝＞葉＞小枝＞皮＞樹干；Ca含量以樹葉最高，樹干最低，依次為葉＞大枝＞小枝＞果＞皮＞樹干；Mg含量以樹葉最高，樹干最低，依次為葉＞果＞皮＞大枝＞小枝＞樹干。

表3 不同林分密度巨桉主要營養(yǎng)元素分配

不同林分密度對各器官養(yǎng)分元素含量影響差異不顯著，基本相同。從營養(yǎng)元素含量看，均是N＞K或Ca＞Mg＞P，這與尾葉桉人工林營養(yǎng)元素含量結果基本一致［11］。由于各營養(yǎng)器官的生理功能的不同，對營養(yǎng)元素吸收也不同，其中作為同化器官的葉和貯藏器官的果實含量相對較高，而樹干、樹皮生理功能相對較弱，各種營養(yǎng)元素含量多數(shù)也較低。其中葉片有機C、N、Ca、Mg最高，果實K和P最高，樹干中各種營養(yǎng)元素含量基本最低。按營養(yǎng)元素含量大小排序大致是樹葉＞樹干＞大枝或小枝＞果實＞樹皮。

2.2 不同林分密度巨桉樹干養(yǎng)分元素含量

干材采取2 m一段，分段測定各營養(yǎng)元素，結果如圖1～6所示。

圖1 巨桉樹干不同區(qū)段有機質(zhì)含量變化

圖2 巨桉樹干不同區(qū)段N含量變化

圖3 巨桉樹干不同區(qū)段P含量變化

圖4 巨桉樹干不同區(qū)段K含量變化

由圖1至圖6可知林分密度樹干區(qū)段各養(yǎng)分含量影響趨勢不完全相同。有機C含量變化趨勢差異顯著，556株·hm-2樣地隨著樹干高度增加而逐漸增加，而1 667株·hm-2樣地則是逐漸減小。兩種密度桉樹林P、K、Mg變化趨勢相同，基本隨著樹干高度增加而增加。N元素兩種林分密度的含量變化趨勢不同，556株·hm-2樣地為隨著樹干高度增加而逐漸增加的趨勢，1 667株·hm-2樣地的變化趨勢為先增加后降低再增加的趨勢，高峰值在0～2 m段。Ca元素在兩種密度分布的趨勢基本為隨樹干高度增加波動較大，556株·hm-2樣地的高峰段在8 m～14 m段，1 667株·hm-2樣地的變高峰段在6～8 m和14～16 m段。

圖5 巨桉樹干不同區(qū)段Ca含量變化

圖6 巨桉樹干不同區(qū)段Mg含量變化

2.3 不同密度巨桉樹林不同器官生物量分配

表4為不同林分密度巨桉不同器官的生物量。從圖可以看出，林分密度對桉樹單株生物量及其分配的影響顯著，556株·hm-2樣地林分密度生巨桉全株鮮為156.83 kg，其中樹干鮮重達到119.02 kg，占全株的75.89%，其次為樹皮18.9 kg，占全株12.05%，果實鮮重最低為0.25 kg，占全株0.16%。生物量分配為樹干＞樹皮＞大枝＞果實＞小枝＞葉。

1 667株·hm-2樣地林分密度的巨桉全株鮮重達到484.02 kg，其中樹干265.18 kg，占全株的54.79%，其次為大枝91.27 kg，占全株18.86%，果實鮮重最低為18.84 kg，占全株3.89%。生物量分配為樹干＞樹皮或大枝＞小枝＞葉＞果實。

556株·hm-2樣地林分密度的巨桉單株生物量為156.83 kg，僅為1 667株·hm-2樣地林分密度的巨桉單株生物量的32.40%。差異主要來自樹木生長空間的不同。

表4 不同林分密度巨桉不同器官生物量

2.4 不同林分密度巨桉營養(yǎng)元素積累與分配

根據(jù)2.1中單株元素含量和2.3單株生產(chǎn)量和栽培密度，可以計算出不同林齡巨桉人工林6種營養(yǎng)元素積累總量，結果見表5所示。

表5 巨桉人工林營養(yǎng)元素積累與分配

從表5可以看出，兩種密度巨桉人工林有機質(zhì)、N、P、K、Ca、Mg等6種成分總含量分別為101 950.01 kg·hm-2和153 342.95 kg·hm-2，可以看出密度與生物量不成正比，適宜的密度才能得到最高的生物量。

由于不同密度巨桉人工林各器官的生物量不同，各器官營養(yǎng)元素含量差別又比較大。因此，不同林分密度各器官營養(yǎng)元素積累量及其分配存在較大的差異。556株·hm-2樣地營養(yǎng)元素積累樹干最大，果實最小，依次為樹干＞樹皮＞葉＞大枝＞小枝＞果實；1 667株·hm-2樣地生巨桉人工林營養(yǎng)元素積累依次為大枝＞樹干＞葉＞小枝＞果實＞樹皮。

從不同密度對器官營養(yǎng)元素積累量看均表現(xiàn)一致規(guī)律，均為Ca最多，分別為601.78 kg·hm-2和1 204.43 kg·hm-2，其次為N、K、Mg，P積累最低。

3 結果與討論

四川雙流縣不同林分密度巨桉人工林不同營養(yǎng)元素的含量、積累及生物量因器官和林分密度不同而存在差異。

（1）不同林分密度對各器官養(yǎng)分元素含量影響差異不顯著，基本相同。從營養(yǎng)元素含量看，均是N＞K或Ca＞Mg＞P。其中葉片有機C、N、Ca、Mg最高，果實K和P最高，樹干中各種營養(yǎng)元素含量基本最低。按營養(yǎng)元素含量大小排序大致是樹葉＞樹干＞大枝或小枝＞果實＞樹皮。

（2）從營養(yǎng)元素和有機質(zhì)在樹干的分配來看，兩種密度桉樹林P、K、Mg、Ca變化趨勢相同，基本隨著樹干高度增加而增加，有機C在556株·hm-2樣地隨著樹干高度增加而逐漸增加，而1 667株·hm-2樣地則是逐漸減小，N在556株·hm-2樣地為隨著樹干高度增加而逐漸增加的趨勢，1 667株·hm-2樣地的變化趨勢為先增加后降低再增加的趨勢；

（3）從2種密度巨桉生物量的分配看，生物量分配為樹干＞樹皮或大枝＞小枝＞葉＞果實。其中1 667株·hm-2樣地單株生物量鮮重為484.02 kg，556株·hm-2樣地單株生物量鮮重為156.83 kg，僅為1 667株·hm-2樣地32.40%，差異主要來自樹木生長空間的不同。

（4）不同林分密度各器官營養(yǎng)元素積累量及其分配存在較大的差異。556株·hm-2樣地營養(yǎng)元素積累樹干最大，果實最小，依次為樹干＞樹皮＞葉＞大枝＞小枝＞果實；1 667株·hm-2樣地生巨桉人工林營養(yǎng)元素積累依次為大枝＞樹干＞葉＞小枝＞果實＞樹皮。從不同密度對器官營養(yǎng)元素積累量看均表現(xiàn)一致規(guī)律，均為Ca最多，其次為N、K、Mg，P積累最低。

巨桉人工林對N需求量特別大，556株·hm-2樣地為520.71 kg·hm-2，1 667株·hm-2樣地為1 134.17 kg·hm-2，因此在人工經(jīng)營時，通過外部輸入養(yǎng)分，尤其是N肥的輸入，尤為關鍵。兩種密度巨桉人工林有機質(zhì)、N、P、K、Ca、Mg等6種成分總含量分別為101 950.01 kg·hm-2和153 342.95 kg ·hm-2，可以看出密度與生物量不成正比，適宜的密度才能得到最高的生物量。

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A Studiy of the Distribution and Accumulation of M ajor Nutrient Elements in Different Densities of Eucalyptus grandis

WNAG Li LONG Han-li GUO Hong-ying GU Yun-jie XIAO Xing-Cui SHENG Yu-zheng

（Sichuan Academy of Forestry，Chengdu 610081，China）

In this paper，studies weremade of the distribution，accumulation ofmajor elements of 5-years old Eucalyptus．grandis forestwith the densities of556 trees per hectar and 1667 trees per hectar.The results showed that：①The distribution ofmajor nutrient element content in different organs of 2 kinds of densities was nearly the same.And the ranked orderwas leaf＞tree trunk＞big branch or branchlet＞fruit＞bark；②From the distribution of nutrient elements and organic matter in the trunk，P，K，Mg and Ca content presented basically increasing along with the trunk height.And the organic matter content increased with the trunk height in low density stand，while the resultwas opposite in high density stand At the same time，N content increased witn the trunk height in low density stand，but the content in high density increased after the decrease and increased at the last.③From the ditribution of biomass，the ranked ordered was tree trunk＞bark or big branch＞branchlet＞leaf＞fruit.④The accumulation ofmajor nutrient element content in differentorgans of2 kinds of densitieswas nearly same.Ca contentwas the highest in two kinds of piantations，followed by N，K，Mg and P content.Ca contentwas601.78 kg per hectare inlow density stand and 1 204.43 kg per hectare in high density stand.

，，，，

S722.3

A

1003-5508（2016）06-00-05

10.16779／j.cnki.1003-5508.2016.06.001

2016-11-03

四川省科技計劃項目“林-板-家具一體化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈關鍵技術集成研究與產(chǎn)業(yè)化示范”（2014NZ0033）。

王麗（1982-）女，副研究員，主要從事森林土壤研究工作。E-mail：vengly＠163.com。