森林殘落物生態(tài)學(xué)

前言

　　森林生態(tài)學(xué)對(duì)由枯死枝葉等組分組成的森林凋落物（forest litter）認(rèn)識(shí)較早，從20世紀(jì)30年代以來(lái)，西方學(xué)者就開(kāi)始研究凋落物分解過(guò)程，至50年代，E.Odum提出營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)的6條途徑，其中通過(guò)碎屑食物鏈，即由腐食動(dòng)物和微生物等對(duì)有機(jī)腐屑的分解使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)是最主要的途徑。此后，有關(guān)凋落物分解過(guò)程的研究得到進(jìn)一步發(fā)展，包括凋落物分解影響因素、分解過(guò)程模型等。一般認(rèn)為從較大尺度上來(lái)說(shuō)，凋落物分解主要受氣候因素的影響，而在相同氣候區(qū)，凋落物分解過(guò)程主要受基質(zhì)質(zhì)量的影響。對(duì)于分解過(guò)程的描述最為常見(jiàn)的是Olsen提出的凋落物分解過(guò)程（失重過(guò)程）的指數(shù)衰減模型，但營(yíng)養(yǎng)元素的釋放則復(fù)雜得多。長(zhǎng)期以來(lái)，凋落物分解過(guò)程的研究主要沿用凋落物袋方法，這種方法在野外簡(jiǎn)便易行，對(duì)于認(rèn)識(shí)和研究凋落物的早期分解過(guò)程起到了十分重要的作用，但也正由于這種方法的限制，對(duì)凋落物分解的后期過(guò)程認(rèn)識(shí)較少，特別是對(duì)凋落物分解對(duì)土壤生物活性的影響以及土壤有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)方面的認(rèn)識(shí)還很缺乏。同時(shí)，經(jīng)典概念中的凋落物（小型枯枝、落葉、花、果等）在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)“碎屑”中僅占一小部分，相應(yīng)的地下部分周期性細(xì)根死亡、天然老林中的枯立木和倒木等粗木質(zhì)殘?bào)w、采伐更新（目前主要為人工用材林）過(guò)程中產(chǎn)生的采伐剩余物等，這些組分均不宜包含在凋落物范疇內(nèi)?！　〗?jīng)典的凋落物概念及其相關(guān)的研究對(duì)于人們認(rèn)識(shí)和了解森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其復(fù)雜性方面起到了十分重要的作用，但隨著研究工作的不斷深入，單純的枯枝落葉凋落物生態(tài)過(guò)程難以完整地描述森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)、能量流動(dòng)以及其他方面的功能。因此，本書(shū)提出“森林殘落物”這一概念：森林殘落物是指森林在生長(zhǎng)發(fā)育、撫育、采伐以及更新過(guò)程中，由正常新陳代謝過(guò)程、自然或人類(lèi)干擾過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)殘余物，這些殘落物或者積累在土壤表面，或者殘留在土壤剖面當(dāng)中，構(gòu)成森林生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)組分。這些殘落物組分在森林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)、能量流動(dòng)、生物多樣性以及生產(chǎn)力等功能方面具有十分重要的作用?！　★@然，森林殘落物涵蓋了地上部分枯枝落葉（經(jīng)典凋落物）和地下部分死細(xì)根殘?bào)w，這部分殘落物是系統(tǒng)正常代謝過(guò)程產(chǎn)生的；殘落物還包括天然林中的倒木和枯立木等粗木質(zhì)殘?bào)w、自然和人為干擾產(chǎn)生的植物殘?bào)w、采伐更新過(guò)程中產(chǎn)生的剩余物（包括根樁），等等，這部分殘落物來(lái)自自然或人為干擾過(guò)程。這兩部分都是森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理的重要結(jié)構(gòu)組分；這一概念的提出保留了經(jīng)典的凋落物概念，它是森林在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中由地上部分正常代謝產(chǎn)生的小枝、落葉、花、果、樹(shù)皮等，這一點(diǎn)有別于自然和人為干擾產(chǎn)生的折枝斷梢，也有別于天然林中的枯立木、倒木等粗木質(zhì)殘?bào)w；死細(xì)根殘?bào)w雖然也是正常代謝產(chǎn)物，但沒(méi)有凋落過(guò)程，也就沒(méi)有歸人凋落物，以免產(chǎn)生混淆；同時(shí)這一概念突出了森林采伐過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)剩余物，包括枝葉和根樁等。

內(nèi)容概要

本書(shū)既是作者長(zhǎng)期從事森林殘落物生態(tài)學(xué)研究成果，特別是近50年來(lái)的定位研究成果的反映，同時(shí)也全面系統(tǒng)總結(jié)和分析了我國(guó)近60年來(lái)有關(guān)森林凋落物的研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述內(nèi)容包括人工林枯枝落葉產(chǎn)量動(dòng)態(tài)變化，樹(shù)種組成對(duì)凋落物組成和動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響，凋落物單獨(dú)分解和混合分解，分解過(guò)程對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)組分含量的影響；特別論述了地下部分細(xì)根分解以及根樁分解過(guò)程，及其對(duì)土壤有機(jī)碳的影響，這些數(shù)據(jù)國(guó)內(nèi)外很少報(bào)道，這也是本書(shū)的特色之一；揭示了不同自然地帶森林凋落物的生產(chǎn)規(guī)律和人的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)對(duì)凋落物產(chǎn)量的影響；內(nèi)容緊密結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)和重大環(huán)境問(wèn)題。    本書(shū)可供生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、林學(xué)、環(huán)境科學(xué)等專(zhuān)業(yè)師生以及林業(yè)工作者參考。

書(shū)籍目錄

前言第一章 我國(guó)地帶性森林類(lèi)型凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程  第一節(jié) 熱帶季雨林、雨林生態(tài)系統(tǒng)凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程  第二節(jié) 亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程  第三節(jié) 暖溫帶落葉闊葉林生態(tài)系統(tǒng)凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程  第四節(jié) 溫帶針闊混交林生態(tài)系統(tǒng)凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程  第五節(jié) 寒溫帶針葉林凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程  第六節(jié) 我國(guó)地帶性森林生態(tài)系統(tǒng)凋落物的分布規(guī)律  參考文獻(xiàn)第二章 主要人工林凋落物特征及經(jīng)營(yíng)活動(dòng)對(duì)凋落物的影響  第一節(jié) 我國(guó)主要人工林凋落物特征  第二節(jié) 杉木人工林凋落物特征及凋落過(guò)程  第三節(jié) 經(jīng)營(yíng)活動(dòng)對(duì)人工林凋落物的影響  參考文獻(xiàn)第三章 我國(guó)地帶性森林類(lèi)型凋落物營(yíng)養(yǎng)元素特征  第一節(jié) 熱帶季雨林、雨林凋落物營(yíng)養(yǎng)元素特征  第二節(jié) 亞熱帶主要森林類(lèi)型凋落物營(yíng)養(yǎng)元素特征  第三節(jié) 溫帶主要森林類(lèi)型凋落物營(yíng)養(yǎng)元素特征  第四節(jié)森林凋落物營(yíng)養(yǎng)元素的區(qū)域特征  參考文獻(xiàn)第四章 我國(guó)主要人工林凋落物營(yíng)養(yǎng)元素特征  第一節(jié) 我國(guó)主要人工林樹(shù)種凋落物營(yíng)養(yǎng)元素濃度  第二節(jié) 主要人工林樹(shù)種葉凋落物營(yíng)養(yǎng)元素遷移  第三節(jié) 人工林經(jīng)營(yíng)管理措施對(duì)凋落物營(yíng)養(yǎng)元素特征的影響  第四節(jié) 凋落物營(yíng)養(yǎng)元素積累、分配與遷移過(guò)程長(zhǎng)期研究  參考文獻(xiàn)第五章 森林凋落物的分解與養(yǎng)分釋放  第一節(jié) 凋落物分解過(guò)程的影響因子  第二節(jié) 熱帶森林凋落物分解和養(yǎng)分釋放  第三節(jié) 亞熱帶森林凋落物分解和養(yǎng)分釋放  第四節(jié) 暖溫帶森林凋落物分解和養(yǎng)分釋放  第五節(jié) 溫帶森林凋落物分解和養(yǎng)分釋放  第六節(jié) 我國(guó)不同氣候帶森林凋落物的分解規(guī)律  參考文獻(xiàn)第六章 森林細(xì)根和根樁的分解及養(yǎng)分歸還  第一節(jié) 我國(guó)主要地帶性森林群落細(xì)根凋落、分解及養(yǎng)分歸還  第二節(jié) 經(jīng)營(yíng)措施對(duì)人工林細(xì)根凋落量及其分解的影響  第三節(jié) 影響細(xì)根分解的主要因子  第四節(jié) 杉木根樁分解與化學(xué)組分的變化  參考文獻(xiàn)第七章 我國(guó)主要森林類(lèi)型粗木質(zhì)殘?bào)w特征  第一節(jié) 我國(guó)主要森林類(lèi)型粗木質(zhì)殘?bào)w現(xiàn)存量  第二節(jié) 我國(guó)主要森林類(lèi)型粗木質(zhì)殘?bào)w的分解  第三節(jié) 我國(guó)主要森林類(lèi)型粗木質(zhì)殘?bào)w的養(yǎng)分儲(chǔ)量  參考文獻(xiàn)第八章 森林殘落物的能量特征  第一節(jié) 不同森林類(lèi)型的殘落物能量  第二節(jié) 凋落物能量輸入林地的過(guò)程  第三節(jié) 人工林主要樹(shù)種——杉木凋落物的能量  參考文獻(xiàn)第九章 凋落物對(duì)森林土壤理化性質(zhì)的影響  第一節(jié) 凋落物對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響  第二節(jié) 凋落物對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響  第三節(jié) 凋落物與土壤有機(jī)質(zhì)  參考文獻(xiàn)第十章 森林凋落物與土壤生物  第一節(jié) 凋落物對(duì)土壤微生物的影響  第二節(jié) 凋落物層土壤酶活性  第三節(jié) 凋落物與土壤動(dòng)物  參考文獻(xiàn)第十一章 森林殘落物的持水保土功能  第一節(jié) 凋落物層的持水作用  第二節(jié) 凋落物阻滯徑流作用  第三節(jié) 凋落物抑制林地土壤蒸發(fā)的作用  第四節(jié) 凋落物的抗侵蝕能力  第五節(jié) 凋落物層的水化學(xué)性質(zhì)  第六節(jié) 粗木質(zhì)殘?bào)w的水文效應(yīng)  參考文獻(xiàn)第十二章 凋落物與全球環(huán)境變化  第一節(jié) 全球變暖與凋落物分解和養(yǎng)分釋放的關(guān)系  第二節(jié) 酸沉降對(duì)凋落物的影響  第三節(jié) 氮沉降對(duì)森林凋落物分解的影響  參考文獻(xiàn)第十三章 森林殘落物與森林更新  第一節(jié) 凋落物對(duì)天然更新小生境的影響  第二節(jié) 凋落物與種子儲(chǔ)藏和種子萌發(fā)  第三節(jié) 采伐后林地有機(jī)殘余物對(duì)人工更新的影響  第四節(jié) 枯枝落葉的化感作用對(duì)更新的影響  第五節(jié) 凋落物對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)的影響  參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

　　第一章 我國(guó)地帶性森林類(lèi)型凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程　　我國(guó)幅員遼闊、地域跨度大、地帶性森林類(lèi)型復(fù)雜多變。東部地區(qū)從南到北分布著熱帶雨林、亞熱帶常綠闊葉林、暖溫帶落葉闊葉林、溫帶針闊混交林以及寒溫帶針葉林等。西部地區(qū)由于地形的抬升以及水分分配的變化，森林類(lèi)型由南向北又有明顯的差異。森林調(diào)落物是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)組成，凋落物量某種程度上反映了森林初級(jí)生產(chǎn)力，森林類(lèi)型和組成結(jié)構(gòu)的變化也必然導(dǎo)致森林凋落物數(shù)量和組成的變化。對(duì)地帶性森林類(lèi)型來(lái)說(shuō)，由于系統(tǒng)受人類(lèi)干擾的程度較低，森林凋落物的殘落過(guò)程及其數(shù)量與組成的變化反映了森林生態(tài)系統(tǒng)這一重要組成成分自然的變化規(guī)律。因此，本章主要以我國(guó)東部地區(qū)主要森林類(lèi)型變化為主線，闡述森林凋落物的數(shù)量、組成及其殘落過(guò)程，且重點(diǎn)分析凋落物組成中凋落物數(shù)量、組成及其凋落動(dòng)態(tài)?！　〉谝还?jié) 熱帶季雨林、雨林生態(tài)系統(tǒng)凋落物產(chǎn)量及凋落過(guò)程　　我國(guó)的熱帶雨林主要分布在臺(tái)灣省南部、海南島、云南南部河口瑤族自治縣和西雙版納地區(qū)。此外，在西藏自治區(qū)墨脫縣境內(nèi)也有熱帶雨林的分布，這是世界熱帶雨林分布的最北邊界，位于北緯29。附近。但以云南省西雙版納和海南島的熱帶雨林最為典型。由于我國(guó)雨林是世界雨林分布的最北邊緣，因此，林中附生植物較少，龍腦香科的種類(lèi)和個(gè)體數(shù)量不如東南亞典型雨林多，小型葉的比例較大，一年中有一個(gè)短暫而集中的換葉期，表現(xiàn)出一定程度的季節(jié)變化，凋落量季節(jié)動(dòng)態(tài)也比較明顯。

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