[發(fā)明專利]一種研究森林土壤有機(jī)質(zhì)分解的新方法

有效

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• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103149343A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;王巍偉;李國雷;陳曉;孫巧玉;張碩;許飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及森林土壤有機(jī)質(zhì)分解的研究方法，具體涉及一種油松人工林內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)分解研究技術(shù)。

二、背景技術(shù)

土壤有機(jī)質(zhì)是森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力構(gòu)成的重要部分，其分解后能為林木生長提供大量養(yǎng)分，同時還可以影響速效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化速度與數(shù)量，進(jìn)而影響地表植被的生長。因此，關(guān)于森林土壤有機(jī)質(zhì)分解機(jī)制的研究，備受關(guān)注。

我國多以森林凋落物為對象研究森林有機(jī)質(zhì)分解，最常見的研究方法是尼龍網(wǎng)袋法，即利用尼龍網(wǎng)袋(袋的大小為15～600cm²，網(wǎng)孔徑為2～10mm)裝入一定的有機(jī)物(如葉、莖凋落物或纖維紙)，置于土壤表面或埋放在5～10cm深土壤里。此種方法操作簡便，但凋落物袋自身便是影響袋中有機(jī)物分解的因素之一，其網(wǎng)孔過小影響有機(jī)物與自然接觸，網(wǎng)孔過大則容易導(dǎo)致凋落物碎片丟失，因而利用該方法研究有機(jī)質(zhì)分解速率誤差較大。為使研究手段盡量反映野外條件，以獲得接近自然狀態(tài)的結(jié)果，有研究者采用了尼龍紗罩法，但凋落物自身性質(zhì)的差異仍造成不同研究結(jié)果間無可比性。此外，還有學(xué)者采用凋落物輪置分解法，即不同地點(diǎn)收集的凋落物在同一地點(diǎn)分解，同一地點(diǎn)收集的凋落物在不同地點(diǎn)分解，但這種方法費(fèi)時費(fèi)力，可操作性差。因此，研究既能統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，又簡便易行的研究方法具有重要意義。

本發(fā)明擬將同一樹種木材制作成相同規(guī)格的小木條，即標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物，埋放于不同層次的土壤中，一定時間后取出，測定小木條的分解狀況，這是開展長期定位觀測森林有機(jī)質(zhì)分解的一種方法。其優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)物自身性質(zhì)統(tǒng)一，無需分解網(wǎng)袋，有機(jī)物處于自然分解狀態(tài)，減少誤差，且簡單易行，能夠廣泛應(yīng)用于森林土壤有機(jī)質(zhì)分解的調(diào)查和研究中。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種研究森林土壤有機(jī)質(zhì)分解的新方法，解決了背景技術(shù)中森林有機(jī)質(zhì)分解速率測定誤差大，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的研究材料，從而造成研究結(jié)果的局域性和無可比性等問題。

一種研究森林土壤有機(jī)質(zhì)分解的新方法，其特征在于：

(1)標(biāo)準(zhǔn)小木條

按照樹高大于30m、胸徑大于30cm、樹齡超過50年、樹干直和樹結(jié)少的原則，選擇制作標(biāo)準(zhǔn)小木條的原材料，選用樹干的邊材部分制作成規(guī)格為2.5cm×2.5cm×40cm的標(biāo)準(zhǔn)小木條。并將小木條裁成A段2.5cm×2.5cm×15cm、B段2.5cm×2.5cm×10cm和C段2.5cm×2.5cm×15cm三部分，分別用標(biāo)簽做標(biāo)記，其中B段作為對照部分，進(jìn)行初始性質(zhì)的測定，不埋放；將所有A段和C段小木條進(jìn)行稱重并記錄。

(2)“T”形打孔器

“T”形打孔器由豎直中空方形打孔管和橫梁手柄兩部分組成。豎直中空方形打孔管：采用鋼材鑄成壁厚4mm、內(nèi)徑2.5cm×2.5cm、高度40cm的中空打孔管，下端口經(jīng)充分熱處理，具有很高的硬度，并在距下端口15cm處用紅色油漆做標(biāo)記，上端與手柄連接。橫梁手柄：采用鋼材鑄成長度30cm，直徑2.5cm的實(shí)心手柄，將手柄中心焊接在豎直中空方形打孔管上端，在正對手柄焊接點(diǎn)的上端用鋼材鑄成直徑3.5cm、高3cm的圓柱形錘擊頭。

本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

(1)將標(biāo)準(zhǔn)小木條橫A段或C段置于土壤表面，用“U”形釘(直徑3mm，長度為32.5cm的鋼絲對折成內(nèi)徑(兩腿之間的距離)2.5cm、單腿長度為15cm)固定。

(2)用“T”形打孔器于土壤礦質(zhì)層挖出2.5cm×2.5cm×15cm規(guī)格的方形孔，采用豎置方式將標(biāo)準(zhǔn)小木條A段或C段插入其中，并用難降解彩色小旗做標(biāo)記。

本方法優(yōu)點(diǎn)和特色在于：統(tǒng)一了森林有機(jī)質(zhì)分解的研究材料，減少了誤差，使不同結(jié)果間具有可比性，且操作簡便易行，可廣泛應(yīng)用于森林土壤有機(jī)質(zhì)分解調(diào)查研究中。

四、具體實(shí)施方式

在實(shí)際研究調(diào)查中，首先需在試驗(yàn)地按照試驗(yàn)需求布設(shè)樣地，隨后在樣地內(nèi)分凋落物層和土壤礦質(zhì)層兩層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)小木條的埋放，凋落物層采用橫置方式，用“U”形釘(直徑3mm，長度為32.5cm的鋼絲對折成內(nèi)徑(兩腿之間的距離)2.5cm、單腿長度為15cm)將小木條的A段或C段固定；礦質(zhì)層則采用豎置方式，把土壤表層凋落物去除，手握“T”形打孔器的橫梁手柄，用錘子敲打錘擊頭使打孔器嵌入礦質(zhì)層土壤至紅色標(biāo)記處，然后將打孔器拔出，從而形成2.5cm×2.5cm×15cm的方形洞，以消除土壤緊實(shí)度對木條分解的影響，將標(biāo)準(zhǔn)小木條的A段或C段插入，并在旁邊用“U”形釘固定彩色小旗子以作埋放標(biāo)記。對標(biāo)準(zhǔn)小木條的分解進(jìn)行長期監(jiān)測。根據(jù)試驗(yàn)地的土壤水分和溫度條件確定取樣時間，一般約4個月到2年。到達(dá)埋放時間后，將小木條取出，對其重量、機(jī)械強(qiáng)度、木質(zhì)素和纖維素含量等理化性質(zhì)進(jìn)行測定。將測定結(jié)果與未埋放小木條B段的相應(yīng)性質(zhì)進(jìn)行比較，便可獲得有機(jī)質(zhì)的分解狀況。