早期分解中油松与阔叶树种凋落叶混合分解效应及其相互影响

以油松( Pinus tabuliformis Carrière)和5种阔叶树的凋落叶为对象,使用分解袋法在室内进行为期6个月的针阔混合分解实验,研究产生的混合分解效应、针阔凋落叶对彼此分解速率的影响及其可能产生机理。结果显示:(1)油松分别与红桦( Betula albo-sinensis Burk.)、灰楸( Catalpa fargesii Bur.)、太白杨( Populus purdomii Rehd.)凋落叶混合对分解速率均产生加性效应,但其中油松凋落叶分解受到显著促进,而阔叶凋落叶分解受到显著抑制。油松与杜仲( Eucommia ulmoides Oliver)凋落叶混合时两者分解速率均显著降低,油松与槭树( Acer tsinglingense Fang et Hsieh)凋落叶混合时两者分解速率均显著提高;(2)总体而言,在蔗糖酶、羧甲基纤维素酶和多酚氧化酶参与凋落叶分解的主要时期,红桦、灰楸、太白杨分别与油松凋落叶混合分解使土壤中这3种酶的活性较油松单独分解时显著提高,而较阔叶凋落叶单独分解时显著降低;油松与杜仲混合分解使这3种酶活性较两者单独分解时显著降低,而油松与槭树混合分解则产生相反效果。本研究结果表明,从凋落叶混合分解对物质循环影响的角度考虑,红桦、灰楸、太白杨和槭树可以用于油松纯林的混交改造,但应注意混交对阔叶树种分解的抑制;杜仲与油松凋落叶混合分解将会妨碍彼此养分循环,不宜混交改造。     

针阔叶凋落物混合分解对酚类物质释放的非加和性影响

凋落物在分解过程中释放的酚类物质是植物影响其周边环境的主要媒介之一，然而凋落物混合分解对酚类物质释放的非加和性影响尚不清楚。本文以秦岭地区云杉、华北落叶松和华山松以及槭树、红桦和灰楸的凋落叶组成9种1∶1(w/w)针阔叶混合凋落物，采用分解袋法在室内条件(20～25℃、恒湿避光)下进行6个月的分解实验，研究针阔叶凋落物的存在对彼此水溶性酚和缩合单宁释放的影响。结果表明：(1)云槭和落槭凋落物混合分解初期对水溶性酚释放产生总体拮抗效应，但在试验后期转为产生总体协同效应，其中针阔叶凋落物在试验初期显著抑制彼此水溶性酚释放，随后转变为相互促进(P<0.05)。其余7种混合物分解时对水溶性酚释放产生总体拮抗效应(P<0.05),其中在云桦、云楸、落楸和落桦混合物中，针叶凋落物的水溶性酚释放由受到显著抑制转为受到显著促进(P<0.05)或不受影响(P>0.05),而在华桦、华楸和华槭混合物中，针叶凋落物的水溶性酚释放倾向于受到显著抑制(P<0.05)。在以上7种混合物中，阔叶凋落物的水溶性酚释放则普遍受到显著抑制(P<0.05)。(2)所有混合组合均对凋落物缩...     

杉木与主要阔叶造林树种叶凋落物的混合分解

杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ）与主要阔叶造林树种叶凋落物混合分解实验是用网袋法进行的。目的是检验“杉木叶凋落物与阔叶凋落物混合分解时,杉木叶凋落物的分解速率和养分释放都可得到加强”这样一个假设。结果发现,杉木与火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａ ｍａｃｃｌｕｒｅｉ ｖａｒ．ｓｕｂａｌａｎｅａ）、桤木（Ａｌｎｕｓ ｃｒｅｍａｓｔｏｇｙｎｅ）叶凋落物混合分解时分解速率有较强的促进作用,而     

黄土丘陵区人工林刺槐和油松凋落叶在不同降雨时期的分解特征

凋落物分解是维持生态系统养分循环和能量流动的关键过程,但在雨热同期的黄土丘陵区,不同降雨时期凋落物基质质量动态对该区不同树种凋落物分解速率的影响还不清楚。采用凋落物分解袋法,基于野外原位分解实验分析黄土丘陵区主要人工林刺槐（Robinia pseudoacacia Linn.）和油松（Pinus tabulaeformis Carr.）凋落叶在不同降雨时期的分解特征和分解过程中凋落叶基质质量的变化与分解速率之间的关系。研究结果发现：（1）经过391 d的分解,刺槐凋落叶的平均质量损失速率为（51.0±8.44）mg/d,显著地高于油松凋落叶（36.7±4.83）mg/d;雨季期间两树种凋落叶的质量损失速率均显著地高于旱季,其中夏季多雨期间凋落叶的质量损失速率最高,冬季微量降雨期间质量损失速率最低。（2）在整个分解过程中两树种凋落叶C和N含量都表现为净释放且主要发生在雨季,P含量表现为释放与富集交替进行;刺槐凋落叶C/N比、C/P比和N/P比呈波动的趋势,油松凋落叶C/N比则显著地增加且在夏季多雨期出现峰值,C/P比呈波动的状态,N/P比变化较小。（3）不同降雨时期刺槐凋落叶的质量损失速率与凋落叶P含量动态显著正相关,与C含量、C/P比和N/P比动态显著负相关。油松凋落叶质量损失速率与C/N比动态显著正相关,与C、N含量动态显著负相关,与N/P比动态呈负二次函数的关系。这些结果说明黄土丘陵区刺槐和油松凋落叶在不同降雨时期分解速率之间的差异显著且两树种凋落叶的分解都集中在雨季期间;此外凋落叶分解主要受到凋落叶N含量和N/P比动态变化的制约,与刺槐凋落叶相比,N含量与N/P比对油松凋落叶的限制作用更强。     

沈阳城市和城郊油松凋落叶的分解动态

为了检测分解地点和凋落物类型对分解的影响,采用交互分解实验分析了油松凋落叶在城市林分和城郊林分中分解时不同立地条件(城市和城郊)以及不同油松凋落叶类型(城市油松凋落物和城郊油松凋落物)对凋落物的分解速率以及N、P残留率的相对作用。结果表明:不同的立地条件对油松凋落叶分解速率有显著影响(P<0.05):城郊林分中的油松凋落叶比城市林分中分解快,说明外在环境条件对分解的影响显著;在同一林分里,凋落物类型对凋落叶分解速率也有显著影响(P<0.05):城市凋落物分解快于城郊凋落物,说明凋落物内在特性对分解的影响显著。分解地点对于N、P残留率没有显著的影响,然而凋落物类型对N、P残留率有显著影响:城郊凋落物由于具有较高的C/N以及C/P初始值,比城市凋落物更容易富集N、P。     

高山森林林窗对凋落叶分解的影响

林窗对降水和光照等环境条件的再分配以及分解者群落的影响可能深刻作用于森林凋落物分解过程,但有关高山森林林窗大小对凋落物分解的影响尚无研究报道。采用凋落物分解袋法,研究了川西高山森林不同大小林窗对非生长季节和生长季节红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶质量损失的影响。结果显示,经过1a的分解,不同生境下红桦和岷江冷杉凋落叶分别分解了27.25%—30.12%和27.04%—27.96%,其中非生长季节占53.83%—60.18%和50.23%—59.09%。林窗对红桦和岷江冷杉凋落叶质量损失的影响因物种不同而呈现季节差异。总体上,林窗加快了岷江冷杉凋落叶的分解而延缓了红桦凋落叶的分解。与郁闭林下相比,林窗显著增加了2种凋落叶非生长季节的质量损失速率,显著降低了生长季节2种凋落叶的质量损失速率;2种凋落叶质量损失速率在非生长季节随林窗面积增大而加快,在生长季节随林窗面积增大而减慢。林窗显著影响了初冻期、深冻期和融化期岷江冷杉凋落叶的质量损失率,但对红桦凋落叶质量损失率影响不显著。可见,高山森林凋落物分解过程受到林窗的显著影响,并且阔叶和针叶凋落叶在非生长季节和生长季节对林窗的响应具有明显差异。     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中全碳释放的动态变化

为了调整低山丘陵区低效林林分结构,探明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的全碳（C）释放规律。本研究以华南广泛分布的马尾松、檫木（Sassafras tzumu（Hemsl.） Hemsl）、香樟（Cinnamomum camphora（Linn） Presl）以及香椿（Toona sinensis（A. Juss.） Roem.）凋落叶为研究对象,将这4个树种凋落叶按照不同树种搭配以及混合比例组合为35个处理后进行野外分解实验,探讨C释放最佳的凋落叶树种组合以及混合比例。研究发现：4个单一树种凋落叶之间,香椿凋落叶的C释放最快,檫木和香樟凋落叶次之,马尾松凋落叶最慢。31个混合凋落叶中,C释放的非加和效应随着分解时间的延长表现出先升增强后减弱的趋势,且相对于其他季节,凋落叶在秋季的非加和效应有所减弱。一针一阔树种组合中,香樟凋落叶占比≥30%的处理：PC73和PC64的协同效应较强;一针两阔和一针三阔组合中,阔叶占比≥30%且含有香椿凋落叶的处理：PST613和712、PCT631和613、PSCT7111和6121的协同效应较强。     

杉木与阔叶树叶凋落物混合分解对土壤活性有机质的影响

通过室内培养,研究了杉木叶凋落物及与桤木、刺楸和火力楠混合叶凋落物对土壤活性有机质的影响．结果表明：添加叶凋落物显著地增加了土壤微生物碳、氮及土壤呼吸强度和可溶性有机碳含量．其中,添加杉-阔混合叶凋落物对土壤活性有机质的增加效应大于纯杉木叶凋落物．在培养后期（第135天）,添加纯杉木叶凋落物和杉-阔混合叶凋落物处理土壤微生物碳含量分别比对照土壤高49％和63％,微生物氮高35％和75％,土壤呼吸强度高65％和100％,可溶性有机碳含量高66％和108％．添加叶凋落物对土壤微生物熵和微生物C／N的影响不显著（P〉0．05）．     

长白山地区溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系

长白山森林源头溪流每年11月至次年4月有约70%的河面被冰覆盖,季节性冻融过程特征明显.为了揭示溪流冻结初期凋落叶分解与底栖动物定殖的关系,在长白山地区1条源头溪流中,利用2种孔径(5和0.3 mm)的尼龙分解袋对色木槭、紫椴、蒙古栎的单一及混合凋落叶进行了为期35 d的分解研究.结果表明: 凋落叶质量损失率在单一树种间差异显著,表现为:色木槭＞紫椴＞蒙古栎,而在4种混合凋落叶间差异不显著;除紫椴和3树种混合凋落叶外,粗、细分解袋间凋落叶质量损失率差异不显著;凋落叶混合效应仅出现在紫椴-蒙古栎混合的粗分解袋内;定殖在不同凋落叶分解袋内的底栖动物群落结构差异较大,但撕食者密度在3种凋落叶间差异不显著,撕食者对凋落叶混合效应的响应也不显著.由结果可知,溪流冻结初期微生物是凋落叶的主要分解者,底栖动物的贡献率较低.虽然撕食者密度较低,但撕食者的活动是凋落叶混合效应出现的必要条件.底栖动物对食物和栖息地有一定的选择性,但由于定殖时间较短,凋落叶对撕食者定殖的影响不显著.本研究对源头溪流生态系统的冬季生态过程研究及生态系统管理具有一定的理论意义.     

森林叶凋落物混合分解的研究I.缩微(Microcosm)实验

采用缩微实验法 ,初步系统研究了杉木叶凋落物分别与火力楠、红栲和木荷 3个阔叶树种之一的叶凋落物两两混合分解的动态变化 ,以探明凋落物混合分解过程中可能存在的相互作用 .结果表明 ,杉木叶凋落物与 3种阔叶树种叶凋落物两两混合分解时所表现出不同的相互作用形式 :杉木与木荷表现出抑制作用 ,杉木与红栲或火力楠表现为较弱的促进作用 .     

秦岭山区人工林地枯落叶客置对土壤生物、化学性质的影响

通过对秦岭山区日本落叶松、油松、灰楸和锐齿栎4种典型人工纯林2年的枯落叶客置试验,探讨了枯落叶客置对土壤生物、化学性质的影响,以及不同树种的种间关系.结果表明：阔叶林枯落叶的年分解速率高出针叶林33.70%.当针叶林枯落叶被客置到阔叶林地后,年分解速率提高8.35%～12.15%,而当阔叶林枯落叶被客置到针叶林地后,年分解速率下降5.38%～9.49%.针阔树种间的枯落叶客置均能不同程度地提高土壤有机碳、速效氮、速效磷和速效钾的含量,且针叶林地的增幅(8.70%～35.84%)明显大于阔叶林地(3.73%～10.44%),其中针叶林地客置灰楸枯落叶后的增幅(24.63%～35.84%)大于客置锐齿栎枯落叶(8.70%～28.15%). 客置阔叶林枯落叶使针叶林地土壤由偏酸向中性方向发展, 土壤酶活性、微生物量C、N含量及其微生物数量提高,其中,客置灰楸枯落叶的增幅大于客置锐齿栎枯落叶;客置针叶林枯落叶后阔叶林地土壤酶活性、微生物量C、N含量及其微生物数量变化因树种而异,其中锐齿栎林地土壤酶活性和微生物量C、N含量有所提高,而灰楸林地却有所下降.客置阔叶林地枯落叶可改善针叶林地的土壤性质,而客置针叶林枯落叶后阔叶林地的效应则因树种而异.说明在人工纯林土壤退化的防治过程中,引入其他树种形成混交林或进行枯落叶客置都应注意种间关系的方向性.     

陆地生态系统混合凋落物分解研究进展

凋落物分解在陆地生态系统养分循环与能量流动中具有重要作用,是碳、氮及其他重要矿质养分在生态系统生命组分间循环与平衡的核心生态过程。自然生态系统中,植物群落大多具有较高的物种丰富度和多样性,其混合凋落物在分解过程中也更有可能发生养分传递、化学抑制等种间互作,形成多样化的分解生境,多样性较高的分解者类群以及复杂的级联效应分解,这些因素和过程均对研究混合凋落物分解过程、揭示其内在机制形成了极大的挑战。从构成混合凋落物物种丰富度和多样性对分解生境、分解者多样性及其营养级联效应的影响等方面,综合阐述混合凋落物对陆地生态系统凋落物分解的影响,探讨生物多样性在凋落物分解中的作用。通过综述近些年的研究发现,有超过60%的混合凋落物对其分解速率的影响存在正向或负向的效应。养分含量有差异的凋落物混合分解过程中,分解者优先利用高质量凋落物,使低质量的凋落物反而具有了较高的养分有效性,引起低质量凋落物分解加快并最终使混合凋落物整体分解速率加快;而凋落物物种丰富度对土壤动物群落总多度有轻微的影响或几乎没有影响,但是对线虫和大型土壤动物的群落组成和多样性有显著影响,并随着分解阶段呈现一定动态变化;混合凋落物改变土壤微生物生存的理化环境,为微生物提供更多丰富的分解底物和养分,优化微生物种群数量和群落结构及其分泌酶的活性,并进一步促进了混合凋落物的分解。这些基于植物-土壤-分解者系统的动态分解过程的研究,表明混合凋落物分解作用不只是经由凋落物自身质量的改变,更会通过逐级影响分解者多样性水平而进一步改变分解速率和养分释放动态,说明生物多样性确实在一定程度上调控凋落物分解及其养分释放过程。     

Establishment of mixed plantations of Pinus sylvestris var. mongolica and Populus × xiaozhuanica may not be appropriate: evidence from litter decomposition

Aims Mongolian pine (Pinus sylvestrisvar.mongolica) and Xiaozhuan poplar (Populus × xiaozhuanica) are two predominant afforestation tree species in the semi-arid sandy lands of northeast China, which are characterized by poor soil nutrients. Plant litter decomposition plays a critical role in regulating nutrient cycling in terrestrial ecosystems. Admixture of broadleaf litter to conifer litter is expected to improve litter decomposition and soil fertility, and thus productivity. However, the effects on the decomposition of litter mixture of the above two tree species are not well understood. Therefore, it is essential to assess the decomposition performance of litter mixture with the aim of improving forest nutrient management and the establishment of mixed plantation. Appropriate forest management practice is critical for the sustainability of site productivity in plantation forests.     

Effects of leachate from understory medicinal plants on litter decomposition and soil enzyme activities of Betula albo-sinensis and Eucommia ulmoides

Aims Forest litter decomposition is an important factor affecting nutrient cycling and ecosystem stability. In a complex system with forest and understory medicinal plants, leachate from the medicinal plants enriched in plant secondary metabolites (PSM) may inhibit litter decomposition and soil enzyme activity of forest trees. Thus, inspection on whether or not this phenomenon exits is one important basis for selecting understory medicinal plants.Methods In this paper, typical forest species Betula albo-sinensis and Eucommia ulmoides and six species of common medicinal plants (Corydalis bungeana, Mentha haplocalyx, Houttuynia cordata, Nepeta cataria, Gynostemma pentaphyllum and Prunella vulgaris) in Qinling Mountains area were taken as objects, and the litter decomposition experiment was carried out. The leachate (water-extraction solution) from the stems and leaves of the medicinal materials were sprayed onto the litter in order to study the effects of leachate from understory plants on forests litter decomposition, nutrient release (carbon, nitrogen and phosphorus) and soil enzyme activity.Important findings For litter of B. albo-sinensis, the decomposition half-life and the turnover period were extended by 76% and 4.3 times, respectively, under H. cordata leachate treatment and the inhibitory effects on the release of carbon and nitrogen were also significant. While under G. pentaphyllum leachate treatment, the half-life of litter decomposition and turnover period were extended by 35% and 2.7 times, respectively, and the inhibitory effects on the release of carbon, nitrogen and phosphorus were all significant. The leachate from these two species of medicinal plants displayed significant inhibitory effects on seven kinds of soil enzymes (invertase, carboxymethyl cellulase, β-glucosidase, dehydrogenase, polyphenol oxidase, protease and phosphatase) activity. For litter of E. ulmoides, the decomposition half-life and the turnover period were extended by 1.7 times and 4.2 times respectively, under H. cordata leachate treatment; while they were extended by 1 times and 9 times respectively, under G. pentaphyllum leachate treatment. The leachate from these two species of medicinal plants displayed significant inhibitory effects on the release of carbon, nitrogen and phosphorus from litter decomposition and the activities of all seven kinds of soil enzymes. Therefore, results suggested that H. cordata and G. pentaphyllum should not be planted under B. albo-sinensis and E. ulmoides forests, or the interplanting density must be low to reduce the inhibitory effects of litter decomposition.     

土壤动物对川西亚高山和高山森林凋落叶第一年不同分解时期N和P元素动态的影响

土壤动物对高寒森林凋落物养分元素动态具有重要影响, 但这种影响受控于凋落物质量及环境条件。为了解土壤动物对高寒森林凋落物不同分解时期凋落物中N和P元素动态的影响, 采用凋落物分解袋的方法, 于凋落物第一年分解的不同时期, 即冻结前期、冻结期、融化期、生长季节初期、生长季节中期和生长季节末期, 研究了3.00和0.04 mm孔径凋落物袋中川西亚高山和高山森林的代表性植物——康定柳(Salix paraplesia)、方枝柏(Sabina saltuaria)、红桦(Betula albosinensis)和岷江冷杉(Abies fargesii var. faxoniana)凋落物中的N和P元素动态特征。结果表明: 康定柳和红桦凋落物中的N元素呈现出释放—富集—释放的模式, 方枝柏、岷江冷杉凋落物中的N元素则表现为释放—富集模式; 凋落物P元素总体表现为释放模式, 但4种植物凋落物均在生长季节中期具有明显的富集过程; 从凋落物分解的第一年来看, 土壤动物明显促进了4种植物凋落物N的释放, 而抑制了P的释放; 不同时期土壤动物对凋落物中N和P释放量的影响存在显著差异, 且分别与正积温呈极显著正相关和极显著负相关关系; 相对于阔叶植物凋落物, 土壤动物对针叶植物凋落物中N和P元素动态的影响更为显著。这些结果为深入了解高寒森林生态系统土壤动物与凋落物分解等物质循环过程的相互联系具有重要意义。     

氮沉降对森林凋落物分解的影响

氮沉降增加作为全球变化的重要现象之一,已经并将继续对森林凋落物分解产生影响.综述了国内外氮沉降对森林凋落物分解影响及其机理的研究现状.氮沉降对凋落物分解的影响可分为直接影响和间接影响.氮沉降通过影响森林地被物组成和凋落物化学成分,间接影响凋落物分解.氮沉降对凋落物分解的直接影响表现为促进、无影响和抑制3种效果.分析了产生以上影响效果的作用机理,介绍了氮沉降对森林凋落物分解影响的研究方法,探讨了目前研究存在的问题,讨论了未来该方面研究的重点和方向.     

Mixing effects of litter decomposition at plant organ and species levels in a temperate grassland

Plant and Soil - Non-additive effects during the decomposition of mixed litter at species level have important consequences on ecosystem nutrient cycling, whereas such effect at plant organ level...     

杉木与伴生植物凋落物混合分解的相互作用研究

通过对杉木与9种伴生植物凋落物混合分解特征比较研究表明,8种植物对杉木凋落物的分解均有不同程度的促进作用,其中观音座莲对杉木凋落物分解的促进最大,而木荷对杉木凋落物分解的影响则表现出先有一定程度的促进而后又有微弱的抑制作用,促进大小表现出观音座莲＞杜茎山＞三龙爪＞狗脊＞苎麻＞丝栗栲＞闽粤栲＞芒萁。杉木 落物反过来对木荷和闽粤栲凋落物有一些抑制作用,而对丝栗栲则有一些促进作用,但这种相互作用未达到显著差异水平。说明杉木与某些伴生植物种类的凋落物在混合分解过程中存在着相互作用的现象,因此,合理保护和恢复林下植物对加快杉木人工林生态系统的养分循环和地力维护具有重要的意义。     

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。