桉-桤混合凋落物分解及其土壤动物群落动态

采用放置不同孔径凋落袋(6目、30目和260目)的方法,研究了四川省乐山市苏稽镇不同比例巨桉(Eucalyptus grandis)与台湾桤木(Alnus formosana)混合凋落物的质量损失率及土壤动物群落结构的变化.结果表明:不同比例桉-桤混合凋落物均表现出前期分解迅速,后期分解较慢的规律.不同孔径凋落物袋中凋落物的分解率表现为6目最大,30目次之,260目最小.同孔径凋落物袋中不同比例桉-桤混合凋落物的分解速率也有不同,6目中各种凋落物分解时长相差较小,而30目和260目中纯巨桉、纯台湾桤木凋落物分解率达95%的时间之差分别为1175 d和908 d.凋落物分解过程中大型土壤动物类群结构发生了明显变化,分解初期主要为啮虫目,中期为后孔寡毛目,后期为鞘翅目,末期为双翅目.这些结果为进一步研究桉桤混交林物质循环提供了重要数据.     

氮沉降与降雨变化下中小型土壤动物对凋落物分解的影响

土壤动物是凋落物分解、养分转化过程的重要调节者,全球变化驱动的氮沉降与降雨变化通过改变其分解环境和土壤动物群落结构,进而影响凋落物分解进程。为了探究中小型土壤动物对凋落物分解的贡献受氮沉降和降雨变化的影响,本研究利用不同网孔(2 mm和0.01 mm)的凋落物分解网袋法,以建群种短花针茅为研究对象进行野外分解试验。试验采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N₀)、30(N₃₀)、50(N₅₀)和100(N₁₀₀) kg·hm^-2·a^-1 4个氮素处理。结果表明: 1)降雨变化显著影响了凋落物的分解速率,增雨处理中凋落物的分解速率加快,且随着氮添加浓度的升高,凋落物重量残留率逐渐降低,100 kg·hm^-2·a^-1时分解速度最快;在减雨处理与对自然降雨处理中凋落物的分解速率则呈先降低后升高的趋势,在50 kg·hm^-2·a^-1时分解速度最快。氮沉降和降雨变化对凋落物分解无显著的交互作用。2)在整个分解过程中,共捕获中小型土壤动物1577只,隶属于1门3纲13目(含亚目)49科,优势类群为蜱螨目、鞘翅目幼虫和弹尾目;增雨施氮提升了中小型土壤动物群落的类群数和个体数。3)凋落物重量残留率与中小型土壤动物类群数、个体数均呈极显著负相关,增雨处理整体提高了中小型土壤动物对凋落物分解的贡献率。综上,荒漠草原上中小型土壤动物对凋落物的分解具有积极作用,且水分和氮素输入的增加提高了中小型土壤动物的类群数及个体数,增加了其对凋落物分解的贡献;在水分不足时,过量的氮素会抑制中小型土壤动物群落的发展,导致中小型土壤动物对凋落物分解的贡献降低。     

哀牢山不同类型亚热带森林地表凋落物及土壤节肢动物群落特征

分别于2005年4月（干热季）、6月（雨季）和12月（干热季）,采用样线法对哀牢山中山湿性常绿阔叶林、山顶苔藓矮林和滇山杨次生林地表凋落物及其中的土壤节肢动物群落进行了调查.结果表明： 凋落物现存总量、C储量和C/N在干、湿季均表现为苔藓矮林＞滇山杨林＞常绿阔叶林,N储量差异不大.蜱螨目和弹尾目是3林地凋落物层节肢动物群落的优势类群,双翅目幼虫、鞘翅目、蚁类和同翅目为常见类群,3林地凋落物层土壤节肢动物群落相似性系数极高.3林地凋落物层土壤节肢动物群落密度(ind·m^-2)没有显著差异,但相对密度(ind·g^-1)呈现出常绿阔叶林和滇山杨林显著高于苔藓矮林;土壤节肢动物密度季节变化呈现干季（4月和12月）显著高于雨季（6月）,群落香农多样性指数差异不显著.干热季(4月)3林地枯枝落叶现存量与其土壤节肢动物群落和主要类群密度呈显著正相关关系,而在干冷季(12月)凋落物总现存量与其土壤节肢动物群落及蜱螨目相对密度则呈显著负相关关系;弹尾目和鞘翅目密度与地表凋落物层的N储量也有显著的正相关关系.哀牢山亚热带森林凋落物及其土壤节肢动物群落的发展与森林植被结构密切相关, 其群落个体数量和多样性受森林地表凋落物的调控, 但林内其他环境因素如温湿度对森林凋落物层土壤动物个体数的季节变动也有明显影响.     

森林凋落物与大型土壤动物相关关系的研究

以针阔混交林及落叶阔叶林为例,探讨了森林凋落物与大型土壤动物的相关关系。研究表明,森林凋落物中大型土壤动物的个体数依林型、凋落物厚度、凋落物量不同而异,凋落物的分解程度影响大型土壤动物的种类、数量分布,凋落物中矿质元素含量与大型土壤动物体内矿质元素含量相关较好,凋落物中微量元素含量与大型土壤动物体内微量元素含量明显不相关。本研究为揭示大型土壤动物在凋落物分解中的作用,进而为森林的经营和保护提供科学依据。     

广州长岗山森林凋落物土壤动物群落结构及季节变化

为了解华南地区城市森林凋落物土壤动物群落结构特征及季节变化,对广州市长岗山自然保护区森林凋落物层土壤动物群落进行了为期1年的逐月采样调查,共采获凋落物土壤动物21 817头,隶属于3门9纲22类群,其中蜱螨目和弹尾目为优势类群,二者占全年土壤动物个体总数的70.3%;蠕形马陆亚纲、等足目、蜘蛛目、缨翅目、鞘翅目、膜翅目、鳞翅目幼虫和双翅目幼虫为常见类群,它们的个体数占全年土壤动物总个体数的27.0%.这些主要类群的相对多度和密度随采样季节而改变并与凋落物的湿度存在着一定的相关性.蜱螨目的密度高峰期出现在降雨量最多的5-8月;弹尾目的密度高峰出现在2-7月;缨翅目的密度高峰在8-12月,凋落物湿度过高或过低均使缨翅目密度降低;鞘翅目的密度高峰分别出现在5-8月、11月和翌年2月,而蠕形马陆亚纲的密度高峰期集中在5-6月,而其余月份的密度维持在低水平.蜱螨目(A)和弹尾目(C)个体数之比的大小不一定能反映同一气候带土壤动物的分布特征和规律,因为即使在同一地点,不同的采样时间也会造成A/C值差异悬殊.保留城市森林凋落物对提高城市森林土壤动物的多样性具有重要意义.     

天童常绿阔叶林五个演替阶段凋落物中的土壤动物群落

为探讨森林凋落物中土壤动物群落的结构特征以及土壤动物群落随植被演替而发生的变化 ,于 2 0 0 3年冬季 ,对浙江天童常绿阔叶林 5个演替阶段凋落物中的土壤动物群落 ,按代表不同分解阶段的新鲜凋落物层、腐叶层和腐殖土层进行了调查研究。共获得土壤动物 13381只 ,分别隶属于 2门 8纲 2 0目。优势类群为蜱螨目 (Arcarina)和弹尾目 (Collem bola) ,二者共占总数的 94 .2 4 % ,A/ C为 7.6 6 ;常见类群为双翅目 (Diptera)。研究结果表明 :(1)凋落物中的土壤动物群落存在明显的有别于真土层的垂直分布 ,类群数和个体数总体表现为向下递增的趋势。共有 19类、5 9.0 3%的土壤动物分布在底部腐殖土层 ,仅 8类、5 .35 %的土壤动物分布在新鲜凋落物层 ,其余共 8类分布在中间腐叶层。而且 ,不同类群在各演替阶段的分布表现出一定的差异 ;(2 )凋落物中土壤动物群落随植物群落的演替而发生明显的变化 :个体总数和类群总数在演替顶极阶段最高 ,其次为中期阶段 ,演替初期最低。但是 ,在目这一分类等级上 ,各演替阶段凋落物中土壤动物群落的主要类群基本一致 ,均为蜱螨目、弹尾目、双翅目和鳞翅目 (L epidoptera) ;(3)相似性分析表明 ,演替中期凋落物中土壤动物群落与顶极阶段最为相似 ;但它们的Shannon- Wiener多样性     

长白山牛皮杜鹃凋落物分解及土壤动物的作用

凋落物分解是生态系统养分循环的重要环节。土壤动物对凋落物分解具有重要作用。有关高山常绿小灌木凋落物分解及土壤动物作用的研究鲜有报道。采用凋落物网袋法对长白山北坡岳桦林带(42°03'41.23″N,128°03'12.75″E,1900 m)牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)凋落物的分解过程进行了为期1a的野外观测与室内试验研究,采用4、2 mm和0.01 mm三种网孔凋落物袋来控制不同体型的土壤动物的参与,以研究凋落物的分解率、养分动态及土壤动物在凋落物分解中的作用。结果表明,4、2 mm和0.01 mm网孔凋落物分解率分别为34.19%、31.22%和25.45%。分解率表现出显著的季节差异性。从总体上来看,网袋内凋落物的总氮含量先增后减;C/N呈下降趋势。对分解起主要作用的优势类群是甲螨亚目和等节跳科。土壤动物总个体数与养分元素的释放关系显著,中小型土壤动物对有机碳的释放起到重要作用。截至2012年10月末试验结束,全部土壤动物对牛皮杜鹃凋落物分解质量损失的贡献率为25.57%,中小型土壤动物贡献率(16.88%)大型土壤动物贡献率(8.69%)。大型土壤动物和中小型土壤动物在牛皮杜鹃凋落物分解过程中所起的作用,具有不同步性。     

广西主要人工林凋落物分解过程及其对淋溶水质的影响

为探讨不同人工林各组分凋落物分解过程特征及其释放物质对淋溶水质的影响,恒温(28 ℃)培养条件下,在室内人工定期淋水模拟自然环境中凋落物的淋溶过程,对1年生和4年生尾巨桉、7年生杂交相思、13年生马尾松以及软阔林5种人工林的凋落叶、凋落枝、凋落皮进行255 d的模拟淋溶.结果表明：1年生和4年生尾巨桉各组分凋落物分解0～105 d的淋溶液色度和化学需氧量（COD）、总N和总P含量显著高于杂交相思、马尾松、软阔林,淋溶液pH值显著低于其他3种林分人工林;至255 d,1年生和4年生尾巨桉凋落叶淋溶液的COD累积量（193.9和212.8 g·kg^-1）分别是杂交相思、马尾松、软阔林的4.2、4.0、4.3倍和5.3、4.4、4.7倍;1年生尾巨桉凋落叶质量损失率、N和P淋失率显著大于杂交相思、马尾松和软阔林,凋落皮显著大于马尾松,而凋落枝与后三者基本相当.1年生尾巨桉凋落叶和凋落皮比4年生尾巨桉更易被分解淋溶,但凋落枝差异不显著.5种林分凋落物不同组分间,凋落叶最易被分解淋溶,凋落枝难于被分解淋溶.尾巨桉凋落物淋溶液pH值与色度、COD含量呈显著负相关,COD与色度、总N和总P呈显著正相关.     

百望山土壤动物群落结构在枸树落叶分解中的变化

2002年4～11月,采用凋落袋法(5 mm、1 mm和1/300mm)对北京百望山土壤动物群落结构在枸树(Broussonetia papyrifera)凋落叶分解过程中的动态变化进行了研究.在56只分解袋中,共采集到土壤动物3 322只(未知17只),隶属5门12纲25目19科,其中摇蚊科(Chironomidae)、盲蛛目(Opiliones)、圆跳科(Sminthuridae)、等节跳科(Isotomidae)、棘跳科(Onychiuridae)、长角跳科(Entomobryidae)、蜱螨目(Acariformes)为优势类群.土壤动物以杂食性和植食性为主.3种凋落袋中,土壤动物总类群数和个体总数均5 mm＞1 mm＞1/300mm,并且前两者分别在10月份或7月份达到最大值.土壤动物多样性随月份变化幅度较大,多样性变化与反映群落变化的个体数量、类群数以及均匀性指数的变化不一致.鼠妇科(Porcellionidae)在凋落物中集聚的时间最长,后孔寡毛目(Oligochaeta opisthopora)集聚的时间最短,分别为12.48和8.00个月.     

雪被期川西高山林线交错带两种地被物凋落物分解与土壤动物多样性

以针叶林代表性地被植物锦丝藓和高山冷蕨为研究对象,采用凋落物分解网袋法,研究了高山林线交错带(暗针叶林-林线-高山草甸)的锦丝藓植物残体、高山冷蕨凋落叶及混合凋落物经过一个雪被期分解后的质量损失与土壤动物群落结构特征.结果表明: 雪被期林线交错带上两种地被物的质量损失率在高山草甸最大,锦丝藓表现更为显著,两种凋落物混合促进了分解过程且在林线上表现尤为显著.在交错带凋落物中共获取土壤动物968头,隶属于5纲10目35科,优势类群以弹尾目和蜱螨目为主.在林线上凋落物中获得的土壤动物个体数和类群数高于高山草甸和暗针叶林.典范对应分析(CCA)表明,土壤动物类群与雪被期平均温度关系最为密切,特有物种如等翅目和地蜈蚣目仅在暗针叶林出现,半翅目和啮目仅在高山草甸出现.地被物种类对土壤动物多样性的影响在暗针叶林和高山草甸大于林线.多元回归分析表明,日平均温度和雪被厚度能够解释凋落物质量损失率变异的30.8%,而土壤动物因子能解释质量损失率变异的8.3%,它们共同解释质量损失率变异的34.1%.雪被是影响高山两种地被物凋落物分解的最关键因子.     

Microbiota, fauna, and mesh size interactions in litter decomposition

Plant litter decomposition is a key process in carbon and nutrient cycling. The critical role of soil-faunal community composition in decomposition has been demonstrated using different mesh size litterbags to control exposure of litter to different faunal size classes. However, the faunal community surrounding the litterbags has not been manipulated despite potentially large indirect effects of their activity on biotic and abiotic processes that control litter decomposition at the habitat-scale.
We combined microcosm and litterbag techniques to facilitate a more comprehensive understanding of the role of direct and indirect effects of soil-faunal community composition on litter decomposition. We placed litterbags of three mesh sizes across model grassland miniecosystems manipulated to enable communities containing 1) microfauna; 2) micro- and meso-fauna; 3) micro-, meso- and macro-fauna. All communities contained bacteria and fungi. The approach permitted correction of mesh size artefacts inherent to field studies. Indirect effects have been divided into two separate terms, direct-indirect effects and indirect effects.
Decomposition in micromesh litterbags was significantly decreased by the indirect effects of meso- and macro-fauna. In macrofauna communities, increased mesh size significantly increased decomposition through mesh size per se and faunal effects. Relative effects of manipulated faunal community composition on litter mass loss and C:N ratio were equivalent for green and senesced litter. The presence of meso- and macro-fauna increased litter decomposition rate overall despite inhibiting decomposition by microfauna, bacteria and fungi through indirect effects.     

巨桉人工林土壤动物群落结构特征

为深入了解巨桉人工林生物养分循环及土壤肥力变迁,客观全面地评价巨桉人工林的生态效益,对比研究了四川省洪雅县巨桉人工林和青冈次生林土壤动物群落结构特征。研究方法,大型土壤动物采用野外分层手捡计数,中小型土壤动物用取土器分层取土,带回室内分别用干湿漏斗分离并镜检。结果表明：（1）洪雅巨桉人工林共获1312头土壤动物,分属6门10纲21目,其优势类群分别为蜱螨目、弹尾目、线虫纲、膜翅目;（2）巨桉人工林土壤动物群落的类群数和个体数均低于青冈次生林．其Shannon—Wiener指数和密度一类群指数分别为1．818和4．002,低于青冈次生林的1．963和8．091;（3）巨桉人工林土壤动物群落中腐食性同功能种团比例为81．78％高于青冈次生林的64．18％;（4）巨桉人工林与青冈次生林土壤动物密度剖面分布具明显表聚性,二者经F-检验无显著差异;（5）巨桉人工林与青冈次生林土壤动物群落有比较高的Jaccard相似性系数和Gower,系数,表明两类林分在土壤动物类群和个体数量分布上有比较大的相似度。     

Decomposition and nitrogen release from the foliage litter of fir (Abies sachalinensis) and oak (Quercus crispula) under different forest canopies in Hokkaido, Japan

When two tree species co-occur, decomposition and nitrogen (N) release from the foliage litter depend on two factors: the forest floor conditions under each canopy type and the species composition of the litter. We conducted an experiment using fir and oak to answer several questions regarding decomposition beneath canopies of the two species and the effects of litter species composition on decomposition. We compared the rates of decomposition and N release from three different litters (fir needle, oak leaf, and a mixture of the two) in 1-mm-mesh litterbags on the forest floor under three different canopies (a 40-year-old fir plantation, large oak trees, and mixed fir and oak trees) in Hokkaido, Japan, over a 2-year period. Beneath each of these canopy types, the litter decomposition rate and percentage of N remaining in the litterbags containing a mixture of fir and oak litter were not significantly different from the expected values calculated for litterbags containing litter from a single tree species. Oak leaf litter decomposed significantly faster than fir needle litter beneath each canopy type. The litter decomposition rate was significantly higher beneath the fir canopy than under the oak canopy, and was intermediate under the mixed canopy of fir and oak. No net N release, that is, a decrease in the total N compared to the original amount, was detected from fir litter under each canopy type or from oak leaf litter beneath the oak canopy. N increased over the original amount in the fir litter beneath the oak canopy and the mixed canopy of fir and oak, but N was released from the oak litter under the fir canopy and the mixed canopy of fir and oak. These results suggest that oak leaf litter blown onto fir forest floor enhances nutrient cycling, and this might be a positive effect of a mixed stand of conifer and broad-leaved trees.     

黄土高原樟子松和落叶松与其他树种枯落叶混合分解对土壤的影响

通过采集树木枯落叶与土壤进行室内混合分解培养试验,研究了黄土高原常见的樟子松和落叶松与其他树种枯落叶混合分解对土壤性质的影响及存在的相互作用,从而为不同树木种间关系的探索和该地区人工纯林的混交改造提供科学指导。结果表明:12种枯落叶单一分解均明显提高了土壤脲酶(54%—110%)、脱氢酶(85%—288%)和磷酸酶(81%—301%)活性以及有机质(29%—55%)和碱解N(12%—49%)含量,但对土壤速效P含量和CEC的影响存在较大差异。综合而言,樟子松分别与白桦、刺槐、白榆、柠条和落叶松枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互促进作用,而分别与小叶杨、沙棘、紫穗槐、侧柏和辽东栎枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互抑制作用;落叶松分别与刺槐、白桦、小叶杨和紫穗槐枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互促进作用,而分别与柠条、侧柏、辽东栎、沙棘、油松和白榆枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互抑制作用。     

Interacting effects of leaf litter species and macrofauna on decomposition in different litter environments

The leaf litter environment (single species versus mixed species), and interactions between litter diversity and macrofauna are thought to be important in influencing decomposition rates. However, the role of soil macrofauna in the breakdown of different species of leaf litter is poorly understood. In this study we examine the multiple biotic controls of decomposition – litter quality, soil macrofauna and litter environment and their interactions. The influence of soil macrofauna and litter environment on the decomposition of six deciduous tree species (Fraxinus excelsior L., Acer pseudoplatanus L., Acer campestre L., Corylus avellana L., Quercus robur L., Fagus sylvatica L.) was investigated in a temperate forest, Wytham Woods, Southern England. We used litterbags that selectively excluded macrofauna to assess the relative importance of macrofauna versus microbial, micro and mesofauna decomposition, and placed single species bags in either conspecific single species or mixed species litter environments. The study was designed to separate plant species composition effects on litter decomposition rates, allowing us to evaluate whether mixed species litter environments affect decomposition rates compared to single species litter environments, and if so whether the effects vary among litter species, over time, and with regard to the presence of soil macrofauna. All species had faster rates of decomposition when macrofauna were present, with 22–41% of the total mass loss attributed to macrofauna. Macrofauna were most important for easily decomposable species as soon as the leaves were placed on the ground, but were most important for recalcitrant species after nine months in the field. The mass loss rates did not differ between mixed and single species litter environments, indicating that observed differences between single species and mixed species litterbags in previous field studies are due to the direct contact of neighbouring species inside the litterbag rather than the litter environment in which they are placed.     

The effect of litter type and macrofauna community on litter decomposition and organic matter accumulation in post-mining sites

Field microcosms consisting of mineral soil (spoil substrate) and two types of litter taken either from an unreclaimed site with spontaneously developed vegetation (mostly Salix caprea) or from an alder plantation (a mixture of Alnus glutinosa and A. incana) were exposed in spontaneously developed or reclaimed sites at a post-mining heap near Sokolov (Czech Republic) for one year. The litter types differed remarkably in C:N ratio which was 29 for spontaneous litter and 14 for alder litter. The two microcosm types were either accessible or not accessible to soil macrofauna. The effect of macrofauna exclusion on soil mixing was complex and depended on litter quality and the site that determined soil fauna composition. In reclaimed sites where macrofauna was dominated by saprophags, mainly earthworms, the macrofauna access increased soil mixing. In sites where predators dominated, the macrofauna exclusion probably suppressed fragmentation and mixing activity of the mesofauna.     

杨树和桤木落叶混合分解对土壤微生物生物量的影响

通过室内培养,研究了杨树和江南桤木落叶混合分解过程中两种落叶的混合比例及落叶添加方式对土壤微生物生物量的影响.结果表明:落叶混合比例对土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)均有显著的影响.培养30 d,江南桤木落叶比例为50％以上的土壤MBC和MBN显著高于纯杨树落叶处理及对照;75 d时,江南桤木落叶比例≥40％的土壤MBC和≥30％的土壤MBN均显著高于纯杨树落叶处理及对照;135 d后,江南桤木落叶比例≥20％的土壤MBC和≥40％的土壤MBN均显著高于纯杨树落叶处理及对照.不同混合比例的土壤MBC/MBN无显著差异,总体呈前期增长后期下降的变化趋势.杨树和江南桤木落叶混合分解对土壤MBC和MBN有显著的协同促进作用.在整个培养过程中,落叶添加方式对土壤MBC、MBN和MBC/MBN无显著影响.     

赤杨对辽东落叶松人工林土壤氨基糖积累的影响

微生物残留物是土壤稳定性碳库的重要组成部分,然而其对固氮树种的响应还不清楚。以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工纯林和落叶松-赤杨混交林为研究对象,以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,研究了赤杨对落叶松人工林根际和非根际土壤氨基糖积累的影响。结果表明,混交林中落叶松根际和非根际各氨基糖单体含量均显著高于纯林,说明赤杨引入有利于土壤微生物残留物的积累。其中,混交林落叶松根际及非根际土壤氨基糖葡萄糖含量分别比纯林高出99.5%(P0.01)和154%(P0.01);胞壁酸含量分别比纯林高出66.1%(P0.01)和132.3%(P0.01)。赤杨引入对氨基葡萄糖/胞壁酸比值的影响不显著,但显著增加氨基糖对土壤有机碳的贡献。冗余度分析表明全氮是驱动土壤中氨基糖发生变化的主要因子。表明赤杨引入显著提高微生物固持的土壤碳库和有机碳稳定性,这对落叶松人工林合理经营具有重要意义。