歐陽旭 ，劉金良，王 婧 ，岳 雷

（1.延安市林業(yè)勘察規(guī)劃設計院，陜西 延安 716000；2.西北農林科技大學，陜西 楊凌 712100；3.延安市橋北國有林管理局，陜西 延安 716000）

林窗通過改變林內水熱條件（光照、溫度、降水）和分解者群落結構[1]，進而對凋落物分解過程產生重要影響。凋落物生產及元素歸還是聯系地上-地下部分諸多生物地球化學循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[2]。凋落物所含的營養(yǎng)元素經腐解釋放后歸還給土壤，能極顯著地提高土壤肥力[3]。研究林窗凋落物C、N、P元素含量及平衡關系有助于了解林窗養(yǎng)分循環(huán)和養(yǎng)分限制情況。

油松（Pinus tabulaeformis）是黃土高原地區(qū)主要的鄉(xiāng)土樹種和重要造林樹種。黃龍山林區(qū)是陜西省五大林區(qū)之一，在黃龍山林區(qū)存在大面積的油松天然次生林及人工林，對區(qū)域植被構建和生態(tài)安全具有極其重要的意義。隨著近年來森林經營技術的提升，在油松林的自然演替，或森林經營等過程中產生了大量林窗。本研究以黃龍山林區(qū)油松林為研究對象，設置油松天然林林窗-非林窗、天然林林窗-人工林林窗2組對比，分析凋落物未分解層、半分解層和腐殖質層的C、N、P生態(tài)化學計量特征，旨在揭示油松林林窗凋落物的養(yǎng)分格局及循環(huán)特征，為該區(qū)油松林的科學經營提供基礎依據。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

調查樣地位于陜西省延安市黃龍山林區(qū)蔡家川林場。該區(qū)為典型的黃土丘陵地貌，海拔1 100～1 300 m，土壤以褐土和灰褐土為主。屬大陸性暖溫帶半濕潤氣候，年均氣溫8.6℃，年均降雨量611.8 mm。該林區(qū)屬暖溫帶針闊混交林帶，植被以油松、遼東櫟次生林為主，植被覆蓋率84.6%。主要建群樹種有油松、遼東櫟等，灌木有胡枝子、胡頹子、黃薔薇、繡線菊等[4]。

1.2 研究方法

在立地條件一致、林相整齊且含有林窗的油松天然林和人工林（成熟林）中，分別設置天然林林窗、天然林非林窗以及人工林林窗樣地各5個（林窗面積50～100 m2）。在樣地中心和東南西北角處各設置1 m×1 m凋落物樣方，于2021年8月分層收集5個位置凋落物未分解層、半分解層和腐殖質層的樣本，對同層樣本混合得到1個樣地的凋落物樣本，用烘箱80°C烘干至恒重，粉碎后過100目篩。測定凋落物C、N、P三種元素含量，有機C用K2Cr2O7加熱法，全N用凱氏定氮法，全P用鉬銻抗比色法測定。

1.3 數據分析

用Excel 2010和 SPSS 20.0進行數據統(tǒng)計分析。用獨立樣本T檢驗進行天然林林窗-非林窗、天然林林窗-人工林林窗指標差異性比較，用ANOVA和LSD檢驗不同凋落物層同一指標的差異性。

2 結果和分析

2.1 油松林林窗凋落物C、N、P含量的比較

由表1可知，天然林林窗的凋落物各層C、N、P含量均高于天然林非林窗，在半分解層的N、P含量，以及腐殖質層的P含量達到顯著提升；天然林林窗與人工林林窗凋落物各層C、N含量無明顯差異，但人工林林窗凋落物未分解層、半分解層、腐殖質層的P含量均顯著高于天然林林窗。

表1 黃龍山林區(qū)油松林林窗凋落物各分解層C、N、P含量比較（X±SD）

在不同分解層次，3類樣地凋落物C含量均表現出未分解層＞半分解層＞腐殖質層，且在腐殖質層發(fā)生顯著降低；凋落物N含量均表現出未分解層＜半分解層＜腐殖質層，除天然林林窗腐殖質層與半分解層間無顯著差異外，其余各層次間的N含量差異均達到顯著；凋落物P含量在半分解層和腐殖質層顯著高于未分解層。

2.2 油松林林窗凋落物C、N、P化學計量比的比較

由表2可知，天然林林窗凋落物各層C∶N均低于天然林非林窗，但差異不顯著，C∶P和N∶P在二者之間無明顯的高低規(guī)律；人工林林窗凋落物C∶P在未分解層、半分解層、腐殖質層均顯著低于天然林林窗，N∶P在各層均低于天然林林窗，且在半分解層和腐殖質層達到顯著降低，C∶N在二者之間無明顯差異。

表2 黃龍山林區(qū)油松林林窗凋落物各分解層C、N、P化學計量比比較（X±SD）

在不同分解層次，3類樣地凋落物C∶N和C∶P均表現出未分解層＞半分解層＞腐殖質層，且各層之間均差異顯著；凋落物N∶P則相反，表現出未分解層＜半分解層＜腐殖質層，且在天然林林窗，腐殖質層和半分解層N∶P顯著高于未分解層，在天然林非林窗和人工林林窗，腐殖質層N∶P顯著高于半分解層和未分解層。

3 討論與結論

天然林林窗的凋落物各層C、N、P含量均高于非林窗，在半分解層的N、P，及腐殖質層的P含量達到顯著提升，這與楊丹[5]在油松人工林林窗研究結果較為一致，表明天然林林窗比非林窗可以提供更有效的凋落物C、N、P養(yǎng)分供應植物生長。本研究中人工林林窗凋落物各層的P含量均顯著高于天然林林窗，閆本帥[6]研究結果表明油松人工林土壤全磷含量顯著高于天然林，這種差異可能是因為人工林物種豐富度高于天然林。說明土壤P的差異從凋落物輸入就開始了，而在林窗光照水分等外界環(huán)境相似的情況下，凋落物P的差異可能源自不同的凋落物組分。

C∶N高的植物，其凋落物分解較慢，養(yǎng)分釋放也較慢[7]。研究顯示天然林林窗的凋落物各層C∶N均低于天然林非林窗，但差異不顯著，表明天然林林窗一定程度上促進了凋落物分解。較低的C∶P和N∶P比通常說明P的有效性越高[8]，研究顯示C∶P在人工林林窗凋落物未分解層、半分解層、腐殖質層均顯著低于天然林林窗，N∶P在各層均低于天然林林窗，且在半分解層和腐殖質層達到顯著降低，說明油松人工林林窗比天然林林窗凋落物P的有效性更高。李茜[9]在本研究區(qū)域附近的子午嶺林區(qū)的研究結果表明凋落物C、N含量及N∶P主要受凋落物基質的影響，因此本研究中的人工和天然林林窗凋落物C∶P和N∶P差異很可能源于不同的凋落物基質。