Разлагане на отпадъци от Pinus radiata и три местни дървесни вида
КРИСТОФЕР Х. ЛЪСК 1, ЦЕЗАР ДОНОСО 1, МИЛТОН ДЖИМЕНЕЗ 1, КАРОЛИНА МОЯ 1, ГИСЕЛА
OYARCE 1, RODRIGO REINOSO 1, ALFREDO SALDAÑA 1, PAOLA VILLEGAS 1 & FRANCISCO MATUS 2
1 Катедра по ботаника, Университет на Консепсион, Касила 160-С, Консепсион, Чили, e-mail: [email protected]
2 Катедра по селскостопанско производство, Университет в Талка, Талка, Чили
Ключови думи: специфична площ на листата, цикъл на хранителни вещества, азот на листата, Нотофагус, екзотични насаждения.
Ключови думи: екзотични насаждения, листен азот, Нотофагус, цикъл на хранителни вещества, специфична площ на листата.
ВЪВЕДЕНИЕ
Превръщането на големи площи от южната централна част на Чили в екзотични дървесни насаждения породи опасения относно възможните екологични последици от такива промени (Lara & Veblen 1993). Освен очевидното въздействие върху биологичното разнообразие, през последните години се изследва влиянието на екзотичните насаждения върху водния баланс на обекта и вододелния вододел (напр. Huber 1992 1, Otero et al. 1994). Въпреки това, възможните ефекти от тези промени върху други екосистемни процеси и свойства все още са получили малко внимание. Ефектите от въведените видове от Пинус те са особено заслужаващи внимание, като се има предвид доказаната способност на някои видове от този род да нахлуват в естествената и полуестествената растителност в страните от южното полукълбо (Richardson et al. 1994). Следователно въведените борове имат потенциал да променят свойствата на екосистемата не само в секторите, определени за насаждения, но и в местната растителност, намесена и податлива на инвазия (Versfeld & Van Wilgen 1986).
В други страни е документирано, че някои иглолистни видове са склонни да произвеждат големи натрупвания на детрит поради бавно разлагане (Vogt et al. 1986, Dames et al. 1998, Silvester & Orchard 1999). От първото завъртане на P. radiata в Чили расте на почви, които са се развили под други видове растителност (местни гори и храсти, пасища), ако скоростта на разлагане на листната постеля P. radiata се различава съществено от предишната растителност, по време на последователни ротации се очаква да се наблюдават промени в наличността на хранителни вещества и следователно в производителността на обекта. В тази статия ние документираме степента на разлагане на полето в листната постеля. P. radiata и на три от най-разпространените местни дървесни видове в южната централна част на Чили: Nothofagus obliqua (Mirb.) Oerst, Cryptocarya alba (Мол.) По-свободно и Peumus boldus Мол. За да се проучат ефектите както на вида, така и върху околната среда върху скоростта на гниене, пробите от четирите вида се инкубират под вторична местна гора и под щанд P. radiata, разположени в съседни обекти.
МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ
Учебен сайт
Изследването е проведено в град Санта Хуана (37 11 'ю.ш., 72 55' з. Д.), На 50 км южно от Консепсион. Котилото се събира и инкубира в две среди: вторична местна гора, доминирана от Nothofagus obliqua Y. Cryptocarya alba, и щанд на Pinus radiata 10-годишно, спонтанно регенерирано след изсичане от предишна 30-годишна плантация. Следователно вторият обект е бил постоянно зает от P. radiata в продължение на 40 години. Четири от най-големите дървета в родната гора бяха пробити, а най-голямото беше около. 100 пръстена за растеж. И двата обекта са били обработвани в продължение на няколко века преди възстановяването на горска покривка. И двата обекта са открити на умерени склонове с източно изложение, 20-25 в случая P. radiata, и 25-30 за родната гора. И на двете места имаше дълбоки глинести почви (> 70 cm). За да се оцени възможното влияние на плътността на горските навеси върху термичните режими и скоростта на разпадане, беше използван анализатор на навеса LAI-2000 (Li-Cor Inc., Линкълн, Небраска), за да се измери процентът на отваряне на навеса в 15 произволни места на всеки сайт.
Инкубации
През една седмица през април 1999 г. се събира отпадъци от P. radiata и от трите най-често срещани изучавани вида на местната гора (Nothofagus obliqua, Cryptocarya alba, Peumus boldus) върху мрежести капани за сянка. Котилото е разделено по видове и проби от 2,0 g (сухо тегло) са запечатани в сенчести мрежести торбички с отвор 2,5 x 2,0 mm. Това отваряне позволява достъп до вътрешността на торбите от редица безгръбначни детритивори, но минимизира загубите на фрагментация (Douce & Crossley 1982). В началото на май 1999 г. осем копия от всеки вид бяха заровени в отпадъчния слой на всяко място, на дълбочина около два сантиметра. Торбите бяха вързани за основата на най-близкото дърво, за да се предотврати загубата им. След два месеца (началото на юли 1999 г.) бяха възстановени четири копия, за да се определи сухата загуба на тегло. След шест месеца (началото на ноември 1999 г.) останалите четири вторични труса бяха възстановени.
Загубата на сухо тегло по време на разлагането не е линеен процес, но се подчинява на кибернетиката от първи ред (Matus & Rodríguez 1994):
където y = останалото сухо тегло, Ao = първоначално сухо тегло, t = време. Следователно, в допълнение към измерването на абсолютните загуби на сухо тегло, бяха изчислени дневните нива на отслабване. Следното уравнение служи за получаване на нелинейна скорост от първи ред:
За да се изследват връзките между структурата и химията на листата с междувидови вариации в скоростите на разлагане, бяха измерени специфичната площ на листата (AFE) и общото съдържание на азот в постелята (Таблица 1). EFA се определя чрез измерване на прожектираната площ на пробите с Li-COR 3000 areapholiometer, разделяйки споменатата площ на сухо тегло. Общият N се определя по метода на Kjeldahl в лабораторията за анализ на почвата и растенията, Университет на Консепсион.
Статистически анализ
Многофакторен дисперсионен анализ (ANDEVA) е използван за определяне на въздействието на видовете и околната среда върху скоростта на разлагане на отпадъците. Чрез корелации бяха изследвани връзките на междувидовата вариация в скоростите на разлагане със специфичната площ на листата и общия N на постелята, като логаритмично трансформираха данните от AFE, за да линеаризират връзката. Всички анализи бяха извършени със статистически софтуер JMP (SAS Inc.).
След два месеца инкубация средната загуба на тегло в сухо състояние варира от 16% до Cryptocarya alba и 23,5% за Nothofagus obliqua (Фиг. 1А). ANDEVA посочва, че както видовете, така и околната среда имат значително влияние върху скоростта на разлагане (Таблица 2), с по-високи нива при P. radiata (Фиг. 1А). Няма данни за взаимодействие между видовете и околната среда (Таблица 2). Единствените съществени разлики между отделните видове са тези, които се разделят C. alba на N. obliqua Y. P. boldus (Тест на Tukey-Kramer HSD, P -1 ден -1) от всички видове бяха очевидно по-високи през първите два месеца на инкубация, отколкото през следващите четири месеца (фиг. 2).