杉木人工林下杉木、楠木和木荷叶凋落物分解特征及营养元素含量变化的动态分析

采用网袋法,对0～360 d内杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb. ) Hook. ]、楠木[Phoebe bournei (Hemsl. ) Yang]和木荷(Schima superba Gardn. et Champ. )叶凋落物在杉木人工林下的分解特征及营养元素(N、P、K和C)含量的变化动态进行了比较分析.结果显示,经过360 d的分解,杉木、楠木和木荷叶凋落物的干质量损失率分别为40.6%、42.0%和51.6%,平均腐解率分别为0.001 3、0.001 6和0.002 0 d-1,叶凋落物的分解半衰期分别为537、482和372 d.在整个分解过程中,3个树种叶凋落物中P含量总体上均呈波动且缓慢的上升趋势;K含量在分解过程前期均急剧下降,然后随分解时间的延长变化趋缓;N含量变化差异较大,随分解时间的延长,杉木叶凋落物中N含量呈缓慢上升趋势,另外2个树种叶凋落物中N含量总体上呈先下降后上升的变化趋势;C含量基本上呈前期上升、中期下降、后期又略有上升的趋势,而C/N比则呈前期略上升而后期逐渐下降的趋势.3个树种叶凋落物分解过程中N、P、K和C的释放率及其动态变化也存在一定差异.3个树种叶凋落物中K的释放率均较高、变化趋势较接近,且均处于净释放状态;杉木叶凋落物中N、P和C的释放率总体上低于另2个树种,且木荷叶凋落物中N、P和C基本均处于单调净释放状态,而杉木叶凋落物中N、P和C以及楠木叶凋落物中P和C在分解过程前期均略呈净富集状态,之后N和C基本上呈净释放状态、P则呈波动式净释放状态.结果表明,在杉木人工林下,阔叶树种(楠木和木荷)叶凋落物比针叶树种(杉木)叶凋落物易分解,且阔叶树种叶凋落物中的营养元素也较易释放.     

降水量变化对蒙古栎落叶分解过程的间接影响

分析了在4种不同降水量条件下蒙古栎叶凋落物基质质量的变化,并应用分解袋法研究其凋落物在蒙古栎次生林内的分解过程.结果表明：与对照相比,降水量减少条件下,蒙古栎叶凋落物的初始N、P、K浓度显著升高,初始木质素浓度显著降低,凋落物分解速率大,N、P、K矿化率高,N和P固持时间缩短;降水量增加情况下,其凋落物初始N浓度显著降低、木质素浓度显著升高,N、P、K矿化率低,N和P固持时间延长.4种类型叶片凋落物的质量损失过程均符合指数降解模型,分解速率可以由凋落物木质素/N来预测.相关性分析显示,木质素浓度高、N浓度低的两种凋落物的分解速率与N浓度相关性最大;而木质素浓度低、N浓度高的两种凋落物的分解速率与木质素浓度相关性最大.说明降水量的变化显著地改变了蒙古栎叶凋落物的基质质量,进而间接地改变了凋落物的分解过程.     

降水量变化对蒙古栎落叶分解过程的间接影响

分析了在4种不同降水量条件下蒙古栎叶凋落物基质质量的变化,并应用分解袋法研究其凋落物在蒙古栎次生林内的分解过程.结果表明：与对照相比,降水量减少条件下,蒙古栎叶凋落物的初始N、P、K浓度显著升高,初始木质素浓度显著降低,凋落物分解速率大,N、P、K矿化率高,N和P固持时间缩短;降水量增加情况下,其凋落物初始N浓度显著降低、木质素浓度显著升高,N、P、K矿化率低,N和P固持时间延长.4种类型叶片凋落物的质量损失过程均符合指数降解模型,分解速率可以由凋落物木质素/N来预测.相关性分析显示,木质素浓度高、N浓度低的两种凋落物的分解速率与N浓度相关性最大;而木质素浓度低、N浓度高的两种凋落物的分解速率与木质素浓度相关性最大.说明降水量的变化显著地改变了蒙古栎叶凋落物的基质质量,进而间接地改变了凋落物的分解过程.     

三峡库区马尾松不同直径细根分解动态及其影响因素

在三峡库区秭归县九岭头林场马尾松人工林进行一年的细根分解试验,研究马尾松直径<0.5、0.5～1和1～2 mm细根的分解动态及其影响因素.结果表明: 细根分解速率随直径增大而减小,直径<0.5、0.5～1和1～2 mm细根年分解率分别为34.0%、28.0% 和25.7%.直径<1 mm细根分解速率随时间增加而逐渐减小,直径1～2 mm细根分解速率随时间增加先逐渐增加再减小.在细根分解过程中,N、P和Ca浓度随时间增加而增加,K浓度呈先降低后上升再下降的趋势.细根分解速率与细根初始N、P、K和Ca浓度,以及C/N、C/P均显著相关,细根Ca浓度和土壤温度是影响细根分解的主导因子.     

岩溶区和非岩溶区两种优势植物凋落叶分解的比较研究

应用野外分解网袋法对岩溶地区和非岩溶地区两种优势树种桂花和青冈栎凋落叶的分解速率和养分释放规律进行研究。结果表明:分解1年后,凋落叶失重率桂花大于青冈栎,同一物种岩溶区大于非岩溶区。凋落叶各元素浓度随分解时间变化也有一定差异,C含量均表现为初期上升,后下降,最后上升的趋势;N含量前半年呈波动状态,后半年逐渐上升;P含量处波动状态,总体呈上升趋势。N、P含量和凋落叶失重率均表现为极显著正相关,而C:N、C:P、N:P与凋落叶失重率呈极显著负相关(P<0.01),说明凋落叶分解过程中失重率与N、P含量及C:N、C:P、N:P关系密切。凋落叶桂花N、P含量比青冈栎高,分解速率也比较快。     

高浓度O_3对城市蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响

采用开顶箱(OTCs)模拟法和分解袋法,以O_3自然浓度(40 nmol·mol-1)为对照,研究高浓度O_3(约120 nmol·mol-1)对城市自然环境下生长的10年生蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响,分解时长达150 d.结果表明:高浓度O_3未对蒙古栎凋落叶的分解产生显著影响.高浓度O_3抑制了蒙古栎凋落叶C、K释放,分解150 d,高浓度O_3处理K残留率为23.9%,显著高于对照(17.1%).高浓度O_3在分解前期(0~60 d)抑制了凋落叶N、木质素的释放,在分解后期(60~150 d)起促进作用.高浓度O_3处理与对照木质素/N变化趋势一致且无显著差异.除分解中期(60 d)外,对照P残留率始终高于高浓度O_3处理.C/P变化趋势与P相反,在整个分解过程中,高浓度O_3处理C/P高于对照,而且C、N、K残留率以及C/N与凋落叶干质量剩余率呈显著正相关.因此,高浓度O_3将对蒙古栎林的营养循环产生一定影响.     

三倍体毛白杨-黑麦草复合生态系统林木细根与草根的分解及养分动态

在天全县的退耕还林地中,对三倍体毛白杨细根与黑麦草草根的分解及其N、P、K、Ca和Mg养分动态进行了研究.结果表明,细根直径0～1、1～2和0～2 mm及草根的分解速率与时间呈负指数关系,第1年干重损失率分别为76.17%、69.80%、73.44%和79.3%,分解0%所需的时间分别为217、266、24和172 d.细根分解过程中,N和Ca浓度增加,而P、K、Mg浓度下降;草根分解过程中,其养分元素的浓度变化整体上没有规律.细根分解过程中P、K和Mg的养分残留率与其干重残留率的变化趋势相似,分解前期下降较快,随后下降比较平缓,N和Ca的养分残留率下降则比较平缓,并且养分的分解速率均以P最快,其次是K和Mg,而N和Ca最慢;草根分解过程中N、P、K、Ca和Mg的养分残留率初期下降比较快,随后趋于平缓,并且元素分解速率呈不规则变化,其中Ca分解速率最慢,其它元素的分解速率相近.     

高浓度O3对城市蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响

采用开顶箱(OTCs)模拟法和分解袋法,以O₃自然浓度(40 nmol·mol^-1)为对照,研究高浓度O₃(约120 nmol·mol^-1)对城市自然环境下生长的10年生蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响,分解时长达150 d.结果表明：高浓度O₃未对蒙古栎凋落叶的分解产生显著影响.高浓度O₃抑制了蒙古栎凋落叶C、K释放,分解150 d,高浓度O₃处理K残留率为23.9%,显著高于对照(17.1%).高浓度O₃在分解前期(0～60 d)抑制了凋落叶N、木质素的释放,在分解后期(60～150 d)起促进作用.高浓度O₃处理与对照木质素/N变化趋势一致且无显著差异.除分解中期(60 d)外,对照P残留率始终高于高浓度O₃处理.C/P变化趋势与P相反,在整个分解过程中,高浓度O₃处理C/P高于对照,而且C、N、K残留率以及C/N与凋落叶干质量剩余率呈显著正相关.因此,高浓度O₃将对蒙古栎林的营养循环产生一定影响.     

干旱区人工防护林带不同林分凋落叶分解及养分释放

2007年10月下旬至2008年11月,采用原位模拟分解网袋法,对新疆克拉玛依市区北郊人工防护林新疆杨、紫穗槐及二者混合凋落叶进行为期365 d的分解及养分释放动态试验.结果表明：树种不同,凋落叶质量损失率的动态变化不同;凋落叶组成对质量损失率有显著影响,与单优林凋落叶相比,紫穗槐与新疆杨凋落叶混合后更易于分解.经修正Olson负指数衰减模型分析,新疆杨凋落叶分解系数最低(k=0.167),混合凋落叶分解系数最高(k=0.275),估测3种凋落叶半分解和95％分解所需时间为2.41～4.19 a和10.79～17.98 a.不同的分解时期3种凋落叶中N、P和K的残留率不同,分解1年后,K为净释放,N和P为固持或从周围环境中吸收而富集.分解过程中,除紫穗槐凋落叶在分解中期有机碳分解率下降外,其他处理凋落叶有机碳分解率均不断上升,1年后分解率在35.5%～44.2%之间.C/N值基本呈下降趋势,分解前期和中期下降幅度较小,后期下降较快.     

几种水生植物腐解过程的比较研究

研究水生植物腐烂分解过程及其养分动态对认识水生态系统物质循环过程具有重要意义。通过室内植物分解模拟试验,对6种水生植物的腐解过程及腐解残余物成分的变化进行了比较研究。结果表明,在64 d的腐解过程中,浮叶植物的分解速率最快,沉水植物其次,挺水植物最慢;同种植物的分解速率及残余物成分变化在不同生物量密度组间存在一定差异,但总体趋势一致。分解过程中,植物残余物中P、纤维素、木质素含量的变化趋势种间差异较小,总体上P含量先迅速下降后缓慢上升,纤维素含量先下降后趋于稳定,木质素含量先上升后趋于稳定;植物残余物中C、N、半纤维素含量在分解初期种间的变化趋势不同,而分解后期则均为C含量上升,N、半纤维素含量趋于稳定。相关性分析结果表明,总体上,在整个分解周期中,初始N、P含量越大分解越快,初始纤维素、半纤维素、木质素含量、C/N、C/P、木质素/N等越大分解越慢;植物腐解不同阶段的质量指标对分解速率的影响有所不同,在分解前期,残余物中N含量越高分解越快,半纤维素含量、C/N、木质素/N越高,分解越慢,而后期木质素含量越高分解越慢,其它因子影响较小。     

格氏栲天然林与人工林凋落叶分解过程中养分动态

通过对中亚热带格氏栲天然林 (natural forest of Castanopsis kawakamii, 约150a)、格氏栲和杉木人工林 (monoculture plantations of C. Kawakamii and Cunninghamia lanceolata,33年生) 凋落叶分解过程中养分动态的研究表明,各凋落叶分解过程中N初始浓度均发生不同程度的增加后下降;除格氏栲天然林中其它树种叶和杉木叶P浓度先增加后下降外,其它均随分解过程而下降;除杉木叶外,其它类型凋落叶的Ca和Mg浓度呈上升趋势;凋落叶K浓度均随分解过程不断下降.养分残留率与分解时间之间存在着指数函数关系xt=x0e-kt.凋落叶分解过程中各养分释放常数分别为N(kN) 0.678～4.088;P (kP) 0.621～4.308;K(kK) 1.408～4.421;Ca (kCa) 0.799～3.756;Mg (kMg) 0.837 ～ 3.894.除杉木叶外,其它凋落叶分解过程中均呈kK>kP>kN>kMg>kCa的顺序变化.各林分凋落叶的年养分释放量分别为N 10.73～48.19kg/(hm2·a),P 0.61～3.70kg/(hm2·a),K 6.66～39.61kg/(hm2·a),Ca 17.90～20.91kg/(hm2·a),Mg 3.21～9.85kg/(hm2·a).与针叶树人工林相比,天然阔叶林凋落叶分解过程中较快的养分释放和较高的养分释放量有利于促进养分再循环,这对地力维持有重要作用.     

华北落叶松与阔叶树种混合凋落叶分解过程中养分释放和酶活性变化

森林凋落物是森林土壤的重要组成部分,凋落物分解在调控森林生态系统养分循环中发挥了关键作用。采用凋落物分解袋法,研究河北塞罕坝地区华北落叶松与白桦,华北落叶松与蒙古栎,华北落叶松、白桦和蒙古栎混合凋落叶及纯华北落叶松凋落叶分解过程中分解速率、养分释放和酶活性的变化。结果表明: 经过近2年的分解,混合凋落叶分解速率均显著高于纯华北落叶松凋落物叶;在所有处理中,华北落叶松与白桦混合凋落叶分解速率最高。在凋落叶分解过程中,不同处理养分含量变化一致,凋落叶N、P含量呈上升趋势,C、K含量和C/N呈下降趋势;相对纯华北落叶松凋落叶,各混合凋落叶分解可以促进凋落叶C、K的释放,但对N、P的释放有一定的抑制作用。在凋落叶分解过程中,不同处理凋落叶过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性呈上升趋势,蔗糖酶活性呈下降趋势;凋落叶分解速率与凋落叶过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性呈正相关,与蔗糖酶活性呈负相关。总体来看,华北落叶松和白桦、蒙古栎凋落叶混合可以促进华北落叶松凋落叶的分解,且凋落叶中酶活性动态变化与凋落叶的分解密切相关。     

川西高山林线交错带凋落叶分解速率与初始质量的关系

对我国川西高山林线交错带14种代表性植物凋落叶分解速率与初始质量的关系进行研究.结果表明: 高山林线交错带植物凋落叶分解速率（k）为0.16～1.70,乔木和苔藓凋落叶分解较慢,灌木凋落叶次之,草本凋落叶分解最快.凋落叶分解速率与N、木质素、酚类物质、C/N、C/P、木质素/N均具有显著的线性回归关系.通径分析得出,木质素/N和半纤维素含量可以解释k变异的78.4%,其中木质素/N可以解释k变异的69.5%,木质素/N对k的直接通径系数为-0.913.主成分分析表明,第1排序轴k、分解时间（t）的贡献率达99.2%,木质素/N、木质素含量、C/N、C/P与第1排序轴呈显著正相关,其中木质素/N与第1排序轴的相关关系最强(r=0.923).木质素/N是影响川西高山林线交错带植物凋落叶分解速率的关键质量指标,且凋落叶初始木质素/N越高,分解速率越低.     

秦岭火地塘林区四种主要树种凋落叶分解速率

利用野外分解袋法对秦岭火地塘林区油松、华山松、华北落叶松、锐齿栎凋落叶的分解速率和养分释放趋势进行研究。结果表明,分解2年后,4种树种凋落叶的干物质残留率在35.6%～58.6%,残留率大小顺序为油松>华山松>华北落叶松>锐齿栎。除油松与华山松凋落叶之间残留率差异不显著外,各树种之间凋落叶分解后的残留率差异显著。在2个试验年度中,4-9月凋落叶分解最快,在其他月份保持较平稳的分解速度,分解前12个月凋落叶失重速度明显大于后12个月,呈明显的季节和阶段性差异。利用Olson模型对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,结果显示,不同树种所需时间差异显著,其中锐齿栎凋落叶95%被分解所需时间最短,为5.43年,油松最长,为9.87年。凋落叶中N、P元素在分解第1年均表现出富集现象,直至1年后达到一个最高值后,开始释放,C含量则呈现出逐步下降的趋势。导致不同树种凋落叶分解速率及养分释放速率差异主要与不同凋落叶的初始质量和性质有关。     

米槠天然林树木根系分解和化学组分变化

运用网袋法,在福建建瓯万木林自然保护区米槠天然林内,将米槠根系按直径大小分成0～1、1～2和2～4 mm 3个级别进行分解研究.结果表明:在为期2年(720 d)的分解试验过程中,网袋内所有米槠根系的分解速率均呈现前期较快、后期较慢的变化特征,主要是可萃取物的淋溶损失使根系的前期分解较快,而酸不溶性物质浓度的上升抑制了其后期分解.根系分解1年(360 d)后,不同径级根系的分解速率由其初始可萃取物和N浓度控制;而分解2年(720 d)后,其根系底物中初始C/N、初始酸不溶物质与N、P浓度共同决定分解速率.在分解过程中,米槠3个径级根系都表现为N浓度不断上升、P浓度不断下降的趋势,其中N的释放呈现富集-释放格局,而P则为直接释放.     

青冈常绿阔叶林凋落物分解过程中营养元素动态

应用分解袋法研究了浙江建德青冈常绿阔叶林凋落物分解过程中的养分动态.结果表明,在2a的分解过程中,各凋落物元素的年均释放率为C 27.91%～44.06%,N 30.77%～39.58%,P 33.33%～42.86%,K 42.31%～48.19%,Ca 18.67%～36.22%,Mg 35.71%～47.22%,Mn 25.00%～37.50%,Cu 3.80%～16.21%,Zn -17.52%～26.60%.K和Mg流动性较大,Zn、Cu和Ca相对稳定,P、Zn、Cu、Ca、N和Mn在分解过程中有不同程度累积.干物质残留量与N、Ca、Mn、Cu和Zn的残留率呈负相关,与C、K和Mg呈正相关.C、N主要以线性衰减方式释放,P和Mg主要以复合函数方式释放,K主要以对数方式释放,Ca、Mn、Cu和Zn残留率具有3种以上的最优模型.Cu、Zn、Ca和Mn对干物质的分解有促进作用.C：N比是预示分解速率的最理想指标.枯叶中C：N比对于N固持和矿化的分界值在20：1左右,C：P比对于P的净矿化的临界值在600：1左右.     

干湿交替对科尔沁沙地人工林叶凋落物分解和养分释放的影响

在干旱/半干旱地区,土壤干湿交替现象非常明显.在全球气候变化背景下,预测未来科尔沁沙地的土壤干湿交替变化强度将进一步加剧.本研究采用室内原位土柱培养方法,模拟干湿交替对科尔沁沙地小叶杨和樟子松叶凋落物分解速率及养分释放的影响.试验设置3个处理:恒湿处理(CM)、轻度干湿交替处理(DW₁,10 d干燥+20 d湿润)和重度干湿交替处理(DW₂,20 d干燥+10 d湿润).整个培养试验共处理180 d,其中进行4次干湿交替循环处理,并在干湿交替处理结束后,将各处理置于相同土壤水分条件(60%田间持水量)延时培养60 d.结果表明: 小叶杨和樟子松叶凋落物分解及养分释放对干湿交替的响应一致.在干湿交替期间,DW₂处理显著抑制叶凋落物分解及叶凋落物C、木质素和总酚释放;与CM相比,DW₂处理叶凋落物质量、C、木质素和总酚残留率分别增加17.4%、23.8%、35.2%和32.7%,而干湿交替对叶凋落物N和P养分释放无显著影响.干湿交替处理结束和延时培养结束时,不同干湿处理叶凋落物分解及养分残留率的变化具有一致性.而延时培养期间DW₂处理凋落物分解速率、叶凋落物C和木质素释放加快,表明干湿交替对叶凋落物分解及养分释放具有短期延时效应.     

三江平原沼泽湿地枯落物分解及其营养动态

分解袋法研究了三江平原典型沼泽湿地枯落物的分解速率和N、P营养动态.湿地枯落物的分解速率（0.000612～0.000945 d^-1）在群落间差异显著,分解480d,分别损失初始重的45.36%（Carexpseudocuraica）、35.32%（Carex lasiocarpa）、33.72%（Deyeuxia angustifolia）和29.13%（Deyeuxia angustifolia-Shrub）,即随淹水深度由大到小、淹水时间由长到短,枯落物分解由快到慢,说明湿地的淹水状况是影响枯落物分解速率的主要因素.分解过程中,漂筏苔草和毛果苔草枯落物N浓度持续上升,N在枯落物中积累;小叶章枯落物N浓度在第1个月快速下降而后缓慢上升,分解使枯落物释放N.各类枯落物P浓度的变化大致呈不同程度的降低趋势,分解使湿地枯落物均发生P释放.结果表明,微生物的营养需求状况决定了湿地枯落物N、P的动态变化,而其积累或释放的强度则可能与枯落物初始C：N和C：P的大小有关.     

林下层植物在退化马尾松林恢复初期养分循环中的作用

以鼎湖山退化马尾松 (Pinusmassoniana)林恢复过程中林下层植物凋落物、分解和养分动态为对象 ,研究了林下层植物在退化马尾松林恢复初期养分循环中的作用。结果表明 ,林下层年凋落物量除在第 5年有所下降外均随时间逐年上升 ,但其增加速率随年份不同而异 ,总平均年增长速率为 3 8%。第 4年凋落物量为 0 .2 0 t· hm- 2 · a- 1,第 1 1年为 1 .1 7t·hm- 2·a- 1。凋落物养分元素平均浓度为 (% ) :N0 .95 ,P0 .0 4,K0 .5 7,Ca0 .1 3和 Mg0 .0 8,基本上以夏季和秋季最高冬春交替月份最低。第 1 1年凋落物各元素养分归还量为 (kg· hm- 2·a- 1) :N1 1 .1 0 ,P0 .47,K6.65 ,Ca1 .48和 Mg 0 .91。凋落物在分解过程中失重率呈直线模型变化 ,第 1年的分解速率为 3 1 % ,至试验结束时凋落物的残存量占起始量的 66%。在凋落物分解过程中 ,N和 P浓度随时间逐渐上升 ,但 N增加的速度较 P快 ,其余元素浓度均下降 ,但 K下降的速度最快。在凋落物分解过程中 ,N是唯一表现残留量呈先上升然后下降变化的元素。P的残留量变化与凋落物的失重率变化几乎一致。各元素在分解试验结束时残留量占起始量的百分比分别为 :N 90 % ,P 67% ,K 9% ,Ca 3 0 %和Mg 1 4%。可见 ,林下层凋落物在退化马尾松林恢复初期碳及其它营养元素循     

供磷水平对米老排苗木生长及养分状况的影响

为探讨供磷(P)对米老排(Mytilaria laosensis)生长和养分状况的影响,采用土培的方法,研究了不同供磷水平下米老排苗木的生长、养分含量、养分累积量和P吸收效率。结果表明,随着供P水平的提高,米老排苗木的苗高、生物量和养分累积量均呈先上升后下降的趋势;地径呈先增加后稳定的趋势;叶片和全株中的养分含量变化一致,氮(N)含量变化不明显,钾(K)含量呈先降低后升高的趋势,而P含量明显提高;P吸收效率呈现降低-升高-降低的趋势。在单株供P为30 mg时,米老排苗木的叶生物量、根生物量、叶片中N累积量及P吸收效率最大。当供P水平达到45 mg时,米老排苗木的苗高、茎生物量、总生物量、叶片中的P、K累积量和全株中的N、P、K累积量均达到最大值。而供P水平达60 mg时,米老排苗木苗高、生物量、养分累积量和P吸收效率均明显下降。这说明适合米老排苗木生长的供P水平为每株30~45 mg。