模拟N沉降下不同林龄马尾松林凋落叶分解-土壤C、N化学计量特征

模拟N沉降对森林生态系统的影响是当今全球变化生态学研究的一个热点问题,土壤碳库对N沉降比较敏感,N沉降增加了凋落叶分解过程中外源N含量,间接影响凋落叶分解的化学过程并改变凋落叶分解速率,因此,研究模拟N沉降下凋落叶分解-土壤C-N关系对预测森林C吸存有重要意义。利用原位分解袋法研究了模拟N沉降下三峡库区不同林龄马尾松林(Pinus massoniana)凋落叶分解过程中凋落叶-土壤C、N化学计量响应及其关系;N沉降水平分对照(CK,0 g m~(-2)a~(-1))、低氮(LN,5 g m~(-2)a~(-1))、中氮(MN,10 g m~(-2)a~(-1))和高氮(HN,15 g m~(-2)a~(-1))。结果表明:分解540 d后,N沉降促进20年生和30年生马尾松林凋落叶分解,46年生马尾松林中仅低氮处理促进凋落叶分解,4种处理均是30年生分解最快,说明同一树种起始N含量低的凋落叶对N沉降呈正响应,N沉降处理促进起始N含量低的凋落叶分解,起始N含量高的凋落叶分解过程中易达到"N饱和"。N沉降抑制20年生和46年生凋落叶C释放(低于对照0.62%—6.69%),促进30年生C释放(高于对照0.28%—5.55%);30年生和46年生林分N固持量均高于对照(高于对照0.15%—21.34%),20年生则低于对照(5.70%—13.87%),说明模拟N沉降处理促进起始C含量低的凋落叶C释放和起始N含量低的凋落叶N固持。N沉降处理下仅30年生马尾松林土壤有机碳较对照增加,且土壤有机质与凋落叶C、N和分解速率呈正相关,与凋落叶C/N比呈显著负相关;土壤总氮与凋落叶分解速率、凋落叶N含量呈正相关,土壤有机碳/总氮比与凋落叶C、N含量呈正相关;对照处理中凋落叶分解指标对土壤养分影响顺序是分解速率凋落物C含量凋落物C/N比凋落物N含量,低、中、高氮处理中则是凋落物C含量分解速率凋落物N含量凋落物C/N比。研究表明低土壤养分含量马尾松林对N沉降呈正响应,N沉降促进低土壤养分马尾松林凋落叶分解并提高土壤肥力;凋落叶质量和土壤养分含量低的生态系统土壤C对N沉降响应更显著。     

亚热带红壤丘陵区四种人工林凋落物分解动态及养分释放

应用网袋分解法,连续2a对我国亚热带红壤丘陵区内有代表性的人工林类型马尾松（Pinus,massoniana）、湿地松（Pinus elliottii）、杉木（Cunninghamialanceolata）、木荷（Schimasuperba）＋马尾松（Pinus,massoniana）混交林的凋落物的分解速率,及其C、N元素释放动态进行了研究,凋落物样品分地上、地下两组处理方式。4种林分凋落物地上组的第1、2年分解速率（凋落物的年失重率）依次为马尾松林〉混交林〉湿地松林〉杉木林,马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林;地下组的第1、2年分解速率顺序分别为马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林,马尾松〉杉木林〉湿地松林〉混交林。各林分地上组凋落物分解速率明显快于地下部分,马尾松林凋落物的分解速率在不同时期均高于其它林分。4种林分凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型。根据拟合方程得出的凋落物分解95％时间为4～01a,介于暖温带常见树种凋落物95％被分解所需时间8～17a,地处南亚热带季风区的鼎湖山凋落物分解95％所需的时间2～8a。养分元素释放率的变化因不同林分和分解时期而异。C在各林分中始终表现为净释放,地上组凋落物的释放率大多数时间均高于地下组。N则于湿地松林、马尾松林和混交林中前期表现出富集现象,而后开始净释放,其中湿地松林凋落物的N富集现象最为显著,释放速率在两个试验年度均为各林分中最低,凋落物中初始的高C／N比是导致上述现象的原因。杉木林凋落物具有最低的初始C／N比,没有出现N富集现象,且在两个试验年度末期均维持了较高的N释放率.     

不同林龄和密度对马尾松人工林凋落叶养分变化的影响

该文选择广西南宁市横县镇龙林场的4种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)和4种密度(低密度林、中低密度林、中高密度林和高密度林)马尾松人工林共8种林分作为研究对象,分析了未破碎和破碎两个不同降解阶段的凋落叶C、N、P含量及其生态化学计量学特征。结果表明:(1)不同林龄中,凋落叶初始C、N含量在过熟林和成熟林中较高,P含量没有显著变化,且C∶N比值和C∶P比值从幼龄林到成熟林逐渐升高,说明较高林龄马尾松对N和P重吸收较低,而较低林龄马尾松对N和P重吸收较强,需要较大。(2)不同密度林中,随着林木密度的增加,凋落叶初始C含量逐渐升高,N含量无显著变化,P含量降低;高密度林凋落叶的初始C∶P比值和N∶P比值较高,说明高种植密度下马尾松可能对N和P养分的需求较大,P重吸收较强。(3)不同林龄和不同密度马尾松林的破碎凋落叶C含量、C∶N比值、C∶P比值和N∶P比值比未破碎凋落叶的低,N和P含量较高,说明凋落物在降解过程中出现N和P养分的富集现象。(4)中林龄和较高种植密度的马尾松破碎凋落叶与未破碎凋落物的C含量差值最大,C∶N比值和C∶P比值较低,说明这两种林分的凋落叶C的降解速率可能较大。上述结果说明,中龄林和中高、高密度林的马尾松可能对N和P养分的需求较大,重吸收效率较高,且凋落叶C的潜在分解速率较高,可能利于有机碳较快进入土壤中。     

辽东山区不同森林类型生态化学计量特征

森林生态系统化学计量对于阐明养分元素在生态系统中的供应状况及其耦合关系,揭示影响森林结构与功能恢复的限制性因子具有重要作用。本研究以辽东山区主要森林类型——次生阔叶混交林、柞树林、油松林和落叶松人工林、红松人工林为研究对象,通过测定叶片、凋落物和土壤的C、N、P含量,分析了不同林型的化学计量特征及差异。结果表明:1)不同林型的C、N、P含量差异显著,且各林型叶片和凋落物C、N、P含量均大于土壤;其中阔叶混交林土壤N含量最高,而柞树林土壤N含量最低。2)5种林型C∶N和C∶P变化趋势均为凋落物叶片土壤,N∶P为叶片凋落物土壤;其中叶片N∶P平均值为12.16,表明该地区植物生长可能存在N限制。阔叶混交林和柞树林与油松林、落叶松林和红松林N∶P差异显著,前者受N、P共同限制,后者受N限制。3)辽东山区森林植被叶片与凋落物的N、P、C∶N和N∶P均表现为正相关关系,土壤与叶片和凋落物N、C∶N均呈负相关关系。本研究表明,理解养分元素在"植物-凋落物-土壤"之间的生态化学计量特征,对于揭示整个森林生态系统的养分状况和生物化学循环过程极为重要。     

人工调控措施下马尾松凋落叶化学质量变化及与分解速率的关系

马尾松凋落叶分解缓慢,促进其凋落物分解,提高养分归还速度,维持地力稳定,已成为马尾松人工林可持续经营中的关键问题。基于此,采用正交试验L_9(3~4)设计,选择菌剂、表面活性剂、不同碳氮营养液和有机肥料4种人工调控因素,在马尾松林下开展凋落叶分解调控试验,以掌握不同调控组合对凋落叶分解速率和化学质量的影响及作用效果等。结果表明:有机肥料和菌剂显著影响马尾松凋落叶分解速率,腐解剂2和鸡粪联合作用更利于分解。马尾松凋落叶在林下自然分解过程中,化学质量参数向着利于分解的方向变化,N、P以积累为主,C/N、C/P、L/N和L/P呈降低态势,人为调控措施加速了这一变化进程;不同调控措施对凋落叶化学质量参数的影响不尽相同,添加有机肥料有利于剩余凋落叶N、P含量升高,C/N、C/P、L/N和L/P的降低;菌剂腐解剂2有利于L/P、C/P的降低;表面活性剂OP-10有利于凋落叶L/N的降低。人工调控下,调控因素可通过改变凋落物化学质量影响其分解速率,N含量和C/N是影响马尾松凋落叶分解速率的主要因素;而P浓度、L/N、C/P、L/P对分解速率的影响不规律或不显著。     

不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系

凋落物的质量、数量及分解速率在一定程度上代表了土壤的营养状况。为了精确估算凋落物分解对土壤碳库的年净归还量及凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,从凋落物基质质量的角度分析了三峡库区不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的作用关系,结果表明:中龄林、近熟林、成熟林马尾松凋落物基质质量中的C、C/N比、C/P比、木质素/N比、木质素/P比差异显著,其中近熟林凋落物叶木质素/N分别比中龄林和成熟林的高33.65%、39.24%,N、P、K、木质素含量差异不显著;但各组织器官的N、P、K含量差异显著,均是皮<枝<叶<杂物,C/N比、C/P比的变化则相反。不同林龄马尾松0-20 cm(0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm)土壤有机质、总氮、有效磷含量均表现出近熟林<中龄林<成熟林,0-5 cm最大,10-20 cm最小,且随着土壤深度的增加而明显降低,总磷则是中林龄最低,成熟林最大,pH值则各土层均表现为中龄林<成熟林<近熟林,平均pH值为4.55-5.51。凋落物基质质量指标与土壤养分之间冗余分析(RDA)表明:马尾松凋落物基质质量和土壤养分之间关系紧密,N、P、纤维素、半纤维素、木质素、木质素/N比、C/N比对土壤养分影响比较大;凋落物中木质素/N比、C/N比与土壤有机质呈显著负相关,其含量越高越不利于土壤有机质的形成,土壤养分积累的越慢;凋落物基质质量氮含量与土壤氮含量呈显著正相关;土壤pH值、容重与N含量呈显著负相关,与凋落物C/N比、木质素/N比呈显著正相关。马尾松土壤表面有机质、N、P养分含量与凋落物基质质量对应养分含量变化规律一致,土壤养分高,凋落物基质质量相对较高,土壤贫瘠,凋落物基质质量相对较低。     

减雨对南亚热带马尾松人工林凋落物分解的影响

为探究气候变化背景下降雨格局改变对马尾松人工林凋落物分解及养分释放过程的影响,以南亚热带马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,设置穿透雨减少50%和不减雨(对照)处理,开展连续观测野外降水控制实验。采用凋落物分解袋法,研究了减雨处理对南亚热带马尾松人工林凋落叶分解速率及养分释放的影响,以及凋落叶分解速率的影响因素。结果表明:凋落叶分解2年后,减雨处理和对照林凋落叶残留率分别为38.09%和38.06%;凋落叶分解过程中碳元素表现为淋溶-富集-释放,而氮元素表现为富集,减雨50%在一定程度上促进了氮的富集,但未达到显著水平。相关分析表明,凋落叶的残留率与氮浓度和月积温呈显著负相关,与碳/氮呈显著正相关。本研究发现,减雨50%并未改变马尾松凋落叶分解速率和养分释放模式,凋落叶的残留率与氮浓度、碳/氮及月积温密切相关。     

UV-B辐射对马尾松凋落叶分解和养分释放的影响

由大气臭氧层减薄导致的UV-B辐射变化将直接影响到凋落物的分解。目前,有关UV-B辐射影响木本植物凋落物分解的研究还很少,在国内还没有开展。采用分解袋法开展了马尾松凋落叶在自然环境和UV-B辐射滤减两种辐射环境下的分解试验。结果表明：在UV-B辐射滤减环境下的马尾松凋落叶年分解速率比对照环境减慢了47.74%。UV-B辐射极显著(p<0.01)地加快了马尾松凋落叶的分解速率,促进了凋落叶中碳、磷、钾的释放和木质素的降解,对氮的释放无明显影响。研究结果意味着UV-B辐射将加快马尾松林的营养循环速度,降低马尾松林凋落物层的碳储量。     

不同林窗马尾松凋落叶与土壤养分变化研究

以现有42年生的马尾松(Pinus massoniana)人工纯林,经过采伐形成4种不同大小有效面积的林窗(100、400、900和1 600 m2)为研究对象,以未经采伐的42年生马尾松人工纯林为对照样地,采用凋落叶分解袋法,研究不同大小有效面积林窗对马尾松凋落叶、土壤C、N、P及化学计量比和养分损失率的影响。研究结果表明:(1)不同大小有效面积林窗下的马尾松凋落叶、土壤C、N、P含量及养分损失率除土壤P含量和马尾松凋落叶P养分损失率外,均存在显著差异。随着林窗有效面积G1~G4的增大,马尾松凋落叶C、N、P含量均呈降低趋势,三者均在G3林窗体现出较小值。马尾松凋落叶C、N、P养分损失率、土壤C、N、P养分含量多呈抛物线趋势,且均在G2或G3林窗体现出最大值。(2)不同大小有效面积林窗下的马尾松凋落叶、土壤C/N/P均存在显著差异。随着林窗有效面积G1~G4的增大,马尾松人工林土壤C/N/P基本呈抛物线变化趋势,土壤C/N在G3林窗出现最大值,土壤C/P、N/P均在G2林窗体现出最大值;土壤C/N、C/P、N/P变异系数分别为13.31%、16.51%、17.21%。马尾松凋落叶C/N、C/P均在G3体现出最小值。(3)马尾松凋落叶C、N含量与土壤C、C/N/P及环境因子的相关性较强,P含量与它们的相关性较弱;C/N与土壤P、C/N/P及环境因子的相关性较强,C/P、N/P与土壤C/P及环境因子的相关性较强;C、N养分损失率与土壤C、C/N、C/P及环境因子的相关性较强,P养分损失率与土壤C、N、P含量及其化学计量比和环境因子的相关性较弱。土壤C、N、P含量及其化学计量比与环境因子的相关性较强。     

地表覆盖栽培对雷竹林凋落物养分及其化学计量特征的影响

为了解不同覆盖栽培年限雷竹林凋落物养分及其化学计量特征,分析了换叶期雷竹林凋落物的凋落量,C、N、P、K养分含量,养分季节归还量以及养分元素生态化学计量比值在不同覆盖年限之间的差异。结果表明:(1)雷竹林在连续覆盖3a后,叶凋落量极显著性提高(P＜0.01),在总凋落量中比例增加,但枝凋落量变化不明显。(2)连续3a覆盖对雷竹林凋落物中的养分含量影响极显著(P＜0.01),C、N养分含量极显著降低,P含量极显著升高,而K养分含量在覆盖2a时就出现了显著增加的变化响应;林地凋落物的养分归还量同时还受凋落量的影响,其伴随覆盖年限增长的变化趋势与养分含量并不一致。(3)覆盖2a内的雷竹林地凋落物表现出稳定的高N∶P以及低P含量,表明凋落物分解速率较低;连续覆盖3a的林地凋落物P含量极显著升高,N∶P极显著下降(P＜0.01),表明此时凋落物分解速率加快。(4)线性回归分析表明,凋落物中K元素随覆盖年限增长而消耗的规律与N、P元素无显著相关关系。     

Effect of legume understorey on decomposition and nutrient content of eucalypt forest litter

Summary In Jarrah (Eucalyptus marginata Donn ex Sm.) forest of south-western Australia dense germination and regeneration of the native legumeAcacia Pulchella R. Br. can occur following moderate to high intensity fire. The effect of this legume understorey on rate of decomposition and change in nutrient content ofE. marginata litter was investigated using the mesh bag techniques and by examining four components of forest floor litter representing increasing stages of decomposition. E. marginata leaf litter confined in mesh bags lost 37% of its initial dry weight in the first 8 months on the forest floor and 44% of its initial dry weight after 20 months. During this period weight loss was similar for leaf litter located in forest without legume understorey and for leaf litter placed under dense stands ofA. pulchella. MixingA. pulchella litter withE. marginata litter had no significant effect on rate ofE. marginata litter breakdown. The presence of understorey vegetation had a marked effect on chemical composition of decomposingE. marginata leaves. After 8 and 20 months exposure on the forest floor, leaf litter in mesh bags placed underA. pulchella understorey had significantly (P<0.001) higher concentration and contained significantly (P<0.001) greater amounts of N, P, K, S, Ca and Mg than leaf litter placed in areas without legume understorey. This effect was particularly marked for N and P. In forest without legume understorey the amounts of these two nutrients inE. marginata leaf litter changed little during the first 20 months of decomposition, but forE. marginata leaf litter in mesh bags underA. pulchella there were absolute gains of up to 68% in the amount of N and 109% in the amount of P during this period. This represents accumulation of N and P from sources outside the litter bags. The concentration of N, P, S, Ca and Mg were higher at each of the four stages of decomposition in eucalypt leaf litter collected from the forest floor beneathA. pulchella compared to eucalypt leaf litter collected in forest without understorey. Concentrations of N, P and S increased with stage of decomposition. Levels of these three nutrients in eucalypt litter from under the legume were 1.5 to 2.9 fold higher than in the same component of litter from forest without understorey. The effect of legume understorey on nutrient concentrations in the forest floor and on Cielement ratios in decomposing litter is discussed in relation to long term rates of litter breakdown and net mineralisation of litter nutrients.     

马尾松人工纯林凋落松针数量及基质质量动态

凋落物是森林生态系统的重要组成部分,其产量与基质质量是影响植物-土壤间养分循环的重要因素。以3种密度马尾松人工纯林为研究对象,分析松针凋落模式及基质质量变化规律,比较不同林分密度间松针凋落特性差异,探讨松针基质质量、产量及气候因素间的关系。结果表明:松针凋落数量动态变化属双峰型,在2月呈现一个小高峰,在10/11月达最高峰。3种密度林分中各月凋落松针的N、P浓度均差异显著(P0.05),全年最高值出现在4—6月,8—12月的松针N、P浓度显著低于其他时段;不同月份凋落松针木质素浓度也差异显著(P0.05),在2月木质素含量达峰值,7、8月含量较低;3种密度林分中各月凋落松针的C/N、C/P、L/N和L/P比存在显著差异(P0.05),4—6月呈现最低值,9/11/12月则出现最高值,相差达2—3倍,且均高于养分释放临界值,不利于松针N素和P素的释放。林分密度对松针凋落数量和N浓度影响显著(P0.05),中等密度林分松针凋落数量高于低、高密度林分,中、高密度林分凋落松针N浓度显著高于低密度林分。凋落松针基质质量与自身凋落数量密切相关,并且受气温和降水量的影响。凋落松针N、P浓度与凋落数量呈显著负相关(P0.05),C/N、C/P、L/N、L/P比与凋落数量呈显著正相关(P0.05),说明更多凋落物产量将伴随着更低的基质质量,将有更慢的分解速度。     

川西亚高山针叶林树种云杉和冷杉土壤酸碱性差异及其机制

比较了川西亚高山针叶林主要树种粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)样地各土层(0—5 cm、5—10cm、10—20 cm)土壤pH值差异,并从两树种养分吸收和养分归还相关累积H~+输入方面探究其差异原因。研究结果表明:云杉样地各土层土壤pH值均显著高于冷杉样地(P0.05);云杉样地地被物累积H~+输入显著低于冷杉样地(P0.05);云杉样地凋落物中P、Mg、N、C平均浓度显著低于冷杉(P0.05),而Ca、C/N、木质素/N、C/P显著高于冷杉样地(P0.05),两树种凋落物中木质素、K平均浓度无显著差异。云杉和冷杉凋落物化学特性主成分分析PC_1、PC_2方差贡献率分别为73.7%和15.6%,累积方差贡献率为89.4%,其中PC_1主要综合Ca、C/P、C/N、木质素/N、P、N、Mg的信息;PC_2主要综合木质素、K、C的信息。各土层土壤pH值均与地被物累积H~+输入显著负相关,与PC_1样本分数显著正相关。研究结论:云杉和冷杉样地土壤pH值存在显著树种差异,且云杉使土壤pH值变大,冷杉使土壤pH值变小,这主要与地被物形成以及凋落物化学特性有关,即与凋落物的量和凋落物分解速率、凋落物养分归还率密切相关。     

不同林龄杉木人工林植物-凋落叶-土壤C、N、P化学计量特征及互作关系

以贵州8年、16年、28年生杉木人工林为研究对象,分析植物-凋落叶-土壤的C、N、P化学计量特征及其内在联系,探讨林龄对杉木人工林生态化学计量的影响,为杉木人工林可持续经营提供参考。结果表明:(1)杉木人工林植物-凋落叶-土壤均呈高C低N、P元素格局,两两组分间差异显著(P0.05);成熟叶C/N(38.58)、C/P(376.67)偏低,其养分利用效率较低;与成熟叶相比,凋落叶N、P偏低,C/N、C/P偏高;土壤C/P、N/P偏低,C/N较高,说明土壤P素分解较快而N保存较好,反映了凋落叶分解不利。(2)成熟叶C、P以及根、凋落叶、土壤的C、N、P、C/N、C/P、N/P均受林龄的显著影响;从8年到28年,C、N、P含量在植物体呈先增后减趋势,而在土壤中相反,呈先减后增趋势,但在凋落物中C、P显著减小,且C/P,N/P显著增加,反映杉木林早期对养分需求旺盛,随年龄增大需求减小,凋落物分解受制于P素,加剧中幼期杉木生态系统养分供需矛盾。(3)成熟叶与凋落叶N、C/N、N/P之间显著正相关,凋落叶养分源自成熟叶;成熟叶重吸收率P(0.518—0.645)N(0.292—0.488),即对P的利用效率高于N。凋落叶与土壤C、C/N之间显著负相关,表明土壤C、N来源于凋落叶分解,但凋落叶分解缓慢,导致大量元素滞留于凋落叶,土壤损耗元素得不到补给,两者间养分循环缓慢。土壤与根C、P、C/N、C/P、N/P之间均显著正相关,土壤与成熟叶的C、N、P均不相关,表明土壤养分是杉木生长养分的主要来源,但土壤C、N、P含量对成熟叶C、N、P含量影响不大。     

Litter decomposition contrasts in second- and old-growth Douglas-fir forests of the Pacific Northwest, USA

Litterfall and its subsequent decomposition are important feedback mechanisms in the intrasystem cycling of nutrients in forest ecosystems. The amount of litterfall and the rate of decomposition are expected to vary with stand age and climate. Over a 2-year period, decomposition of five litter types were measured in two second-growth forest stands and one old-growth stand in the Cascade Mountains of southern Washington state, USA. Both second-growth stands were dominated by Douglas-fir [Pseudotsuga menziesii (Mirb.,) Franco] but one had a significant proportion of red alder (Alnus rubra Bong.), a nitrogen (N) fixer. The old-growth stand was dominated by Douglas-fir and western hemlock [Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg.]. All stands had a relatively shallow layer of forest floor mass. The five litter types were placed in each stand to evaluate decomposition patterns. Despite significant differences in stand age, microclimate and mean residence times for carbon (C) and N, the rates of litter mass loss varied only slightly between sites. The relative order of species litter mass loss was: vine maple ≫ salal = western hemlock > Douglas-fir (from the youngest stand) > Douglas-fir (from the N rich stand with red alder). The initial litter lignin concentration, not lignin:N, was the primary determinant of decomposition rates, although the initial N concentration was the predictor for mass loss after 2 years in the N rich Douglas-fir-alder stand. All litter types showed immobilization of N for nearly 2 years. Data for Douglas-fir litter suggest that higher levels of N may retard decomposition of tissues with greater amounts of lignified material. The retention of N by the litter appeared influenced by the nutrient capital of the stands as well as the forest floor C:N ratio. Decomposition was minimal during the cold winter months, but displayed a definitive peak period during early Fall with wet weather, warm soils, and fungal activity. Thus, long-term climatic change effects on forest floor C storage may depend more on changes in seasonality of precipitation changes than just temperature changes.     

马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶质量损失和养分释放的影响

马尾松人工林乔木层植物凋落物的分解对林地养分平衡和系统物质循环具有重要意义,并可能受不同大小林窗下微环境差异的影响。采用凋落物袋分解法,以马尾松(Pinus massoniana)人工林人为砍伐形成的7个不同大小林窗(G1:100 m~2、G2:225 m~2、G3:400 m~2、C4:625 m~2、G5:900 m~2、G6:1225m~2、G7:1600 m~2)为研究对象,林下(G0)为对照,研究林窗大小对红椿(Toona ciliata)、桢楠(Phoebe zhennan)、香樟(Cinnamomum camphora)和马尾松4种乡土树种凋落叶质量损失及养分释放的影响。结果显示:1)林窗大小(G0-G7)显著影响林窗中心放置的红椿和桢楠凋落叶N和P释放率、香樟凋落叶失重率和N、P、K释放率以及马尾松凋落叶P和K释放率。相对于林下,中小型林窗(G1-G4)的凋落叶失重率和N、P释放率明显较大,而大型林窗(G6-G7)的凋落叶K释放率明显较大。2)林窗内放置位置显著影响红椿、桢楠和马尾松凋落叶的K释放率及香樟凋落叶的P释放率。红椿和桢楠的凋落叶K释放率从林窗中心到边缘显著减少,而马尾松凋落叶K释放率及香樟P释放率从林窗中心到边缘显著增加。3)4种凋落叶类型中红椿凋落叶分解最快,其分解50%和95%所需时间分别为5.29和23.14个月。上述结果表明,林窗大小和林窗内位置对凋落物质量损失及其养分释放具有显著影响,但影响大小及趋势随物种初始基质质量的差异具有明显变化,研究结果为亚热带低山丘陵区马尾松人工低效林的科学经营及管理提高了一定的科学依据。     

Leaf litter decomposition in temperate deciduous forest stands with a decreasing fraction of beech (Fagus sylvatica)

We hypothesised that the decomposition rates of leaf litter will increase along a gradient of decreasing fraction of the European beech (Fagus sylvatica) and increasing tree species diversity in the generally beech-dominated Central European temperate deciduous forests due to an increase in litter quality. We studied the decomposition of leaf litter including its lignin fraction in monospecific (pure beech) stands and in stands with up to five tree genera (Acer spp., Carpinus betulus, Fagus sylvatica, Fraxinus excelsior, Tilia spp.) using a litterbag approach. Litter and lignin decomposition was more rapid in stand-representative litter from multispecific stands than in litter from pure beech stands. Except for beech litter, the decomposition rates of species-specific tree litter did not differ significantly among the stand types, but were most rapid in Fraxinus excelsior and slowest in beech in an interspecific comparison. Pairwise comparisons of the decomposition of beech litter with litter of the other tree species (except for Acer platanoides) revealed a “home field advantage” of up to 20% (more rapid litter decomposition in stands with a high fraction of its own species than in stands with a different tree species composition). Decomposition of stand-representative litter mixtures displayed additive characteristics, not significantly more rapid than predicted by the decomposition of litter from the individual tree species. Leaf litter decomposition rates were positively correlated with the initial N and Ca concentrations of the litter, and negatively with the initial C:N, C:P and lignin:N ratios. The results support our hypothesis that the overall decomposition rates are mainly influenced by the chemical composition of the individual litter species. Thus, the fraction of individual tree species in the species composition seems to be more important for the litter decomposition rates than tree species diversity itself.