磨盘山天然次生林凋落物数量及动态

以磨盘山5.76hm2天然次生林群落固定监测样地为平台,均匀布设144个凋落物收集器,于2006年每月末(4—11月)连续收集其凋落物,用以分析群落尺度上的凋落物产量、组成及时空变化。结果表明,天然次生林年凋落量为3039.6 kg/hm2,以凋落叶(2499.2 kg/hm2)所占的比例最大,占年凋落量的82.22%,而凋落枝仅占年凋落量的9.92%,花果皮等所占比例更小,占总量的5%以下。1a内,凋落物收集器内共收集到42种树木的凋落叶,占样地内树种总数(46种)的91.30%,其中花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、核桃楸(Juglans mandshurica)和蒙古栎(Quercus mongolica)3个树种的凋落叶占落叶总量的82.97%,为叶凋落量的主要来源。不同收集器之间凋落量存在较大差异,99个收集器的年凋落量在200—400 g,2个收集器超过600 g;单个收集器全年最多可收集到19种树种的凋落叶,收集到凋落叶种数12种的收集器最多(29个)。凋落量月动态呈单峰型,69.78%的凋落量产生于9—10月份,叶凋落量月动态与凋落总量变化相同。落叶以秋季为主,但树种间叶凋落节律存在差异,其中核桃楸叶的凋落高峰集中在8—9月,花曲柳和春榆(Ulmus japonica)集中在9—10月,色木槭(Acer mono)为10月,蒙古栎叶为10—11月。     

蚯蚓对不同阔叶落叶的摄食作用

采取室内试验,研究蚯蚓对红松阔叶混交林中几种不同阔叶的摄食量及影响因素、蚯蚓在不同阔叶中的生长状况和对有机碳和全氮的影响,探讨蚯蚓在东北红松阔叶混交林阔叶分解中的作用。蚯蚓喜食枫桦、紫椴和色木槭分解落叶,不喜食水曲柳分解落叶。试验表明,温度、凋落叶种类和凋落叶的分解时间等因素影响蚯蚓摄食量的大小。蚯蚓对3种喜食分解落叶摄食量平均值为:枫桦>色木槭>紫椴。不同温度条件下蚯蚓摄食量平均值为:20℃>25℃>15℃。凋落叶分解时间越长,蚯蚓越喜食,其摄食量也越大。分解落叶的C/N比新鲜凋落叶低。蚯蚓在3种凋落叶中的日增重倍数和日排粪量随着温度的升高而增加。不同温度下蚯蚓日增重倍数的平均值为25℃>20℃>15℃。蚯蚓在紫椴凋落叶中日增重倍数高于枫桦和色木槭分解落叶,在色木槭分解落叶的摄食过程中日排粪平均值高于紫椴和枫桦凋落叶。微生物对落叶中有机碳分解40d的作用小于蚯蚓对落叶摄食20d。蚯蚓摄食20d对增加凋落叶中的全氮含量的作用大于微生物单独分解40d。在凉水国家级自然保护区,蚯蚓对阔叶凋落叶的分解占年平均凋落叶量的10.3%左右。蚯蚓在红松阔叶混交林中阔叶分解中的作用不可忽视。     

长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林种子雨组成及其季节动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林的种子雨组成及其在时间和空间上的动态变化,在长白山阔叶红松林25 hm2样地内,设置了150个种子收集器,收集掉落于种子收集器中的果实、种子等.所有收集到的样品分别鉴定其种类并分为成熟种实、未成熟种实、花序和果实或种子碎片及其附属物4类,计算各类别的数量,而后分别烘干秤重.从2005年6月到2006年11月,共收集到隶属11科12属20种的种实及其生殖器官残体.累计收集到121291粒种实,其中成熟种实23147粒,仅占所有种实总个体数的19.1%.种实数最多的树种是紫椴(Tilia amurensis)和水曲柳(Fraxinus mandshurica),两个树种种实的个体数占总个体数的90%.对2006年5月～11月种子雨季节动态的分析发现:种实在7月中旬至10月下旬数量极大,但主要由未成熟种实组成;在10月中旬出现成熟种实散落高峰,但未成熟种实仍占一定的比例.按每个收集器收集到的成熟种实数统计,成熟种实数量在100～200之间的收集器数量最多.按每个收集器收集到的树种数统计,收集器中最多收到的树种数为7,树种数为3和4的收集器个数最多.对6个主要树种成熟种实所在收集器的空间分布进行分析发现,紫椴和水曲柳的成熟种实在整个样地都有分布,春榆(Ulmus japonica)、糠椴(T. mandshurica)、色木槭(Acer mono)和假色槭(A. pseudo-sieboldianum)则只在样地的局部区域收集到成熟种实.成熟种实的空间分布与母树的空间分布大都表现出明显的相关性,表明这些树种的成熟种实并没有扩散到离母树较远的距离.     

长白山北坡主要森林群落凋落物现存量月动态

以长白山北坡4种主要森林群落类型为研究对象,于2006年群落生长季节(5-10月)每月初采用直接收获法对森林凋落物现存量进行连续定位调查研究。结果表明:各群落内凋落物现存量大小依次为阔叶红松林(6.43 t/hm²)>白桦林(6.02 t/hm²)>云冷杉林(5.51 t/hm²)>山杨林(5.50 t/hm²);凋落叶和枝现存量占现存凋落物总量的比例最大,达50%以上,其次为半分解物(>35%),花果皮等所占比例较少,各占总量的10%和5%以下。凋落物现存量月动态阔叶红松林、白桦林和山杨林呈双峰型变化,峰值出现在5月和7月;云冷杉林则呈单峰型变化,峰值仅出现在7月。位于相近海拔高度的阔叶红松林、白桦林和山杨林,凋落物各组分现存量月动态变化趋势相似,其中白桦林和山杨林变化趋势基本相同,凋落枝、皮及半分解物现存量5月和7月较高,凋落叶则呈现下降趋势,而阔叶红松林凋落叶和枝现存量5月和7月较高,而位于较高海拔的云冷杉林,则与前者呈现不同变化趋势,8月前波动较大,从5月开始明显上升,7月达到峰值,8月后曲线渐趋平缓或略有下降。进一步对阔叶红松林和云冷杉林内凋落叶现存量月动态进行比较得出,阔叶红松林7月份凋落叶现存量高不完全取决于红松叶现存量,主要由色木槭、紫椴和水曲柳等阔叶树种叶凋落物现存量变化决定,而云冷杉林则取决于红松和云冷落叶的凋落物的量。     

长白山阔叶红松林主要树种凋落叶分解速率及其与叶性状的关系

阔叶红松林是我国东北地区地带性顶级森林群落,对维持区域生态系统稳定性具有重要作用。对阔叶红松林内主要树种凋落叶分解过程及影响因素进行研究,有助于增加长白山阔叶红松林生态系统的基础数据,为明确阔叶红松林的养分循环和物质流动提供依据。选取了长白山阔叶红松林内30个常见乔灌树种和16个凋落叶性状,采用野外分解袋法和室内样品分析等方法研究了长白山阔叶红松林内主要树种凋落叶分解速率及其与凋落叶性状的关系。1年的野外分解实验表明,30个树种的凋落叶重量损失率表现出较大差异。不同树种凋落叶的重量损失率在20.56%—92.11%之间,以红松(Pinus koraiensis)质量损失率最低,东北山梅花(Philadelphus schrenkii)质量损失率最高。不同生活型树种的凋落叶在质量损失率上存在显著差异,以灌木树种凋落叶的质量损失率最高,小乔木次之,乔木树种质量损失率最低。Olson模型拟合结果表明,不同树种凋落叶的分解速率k以红松最低,瘤枝卫矛(Euonymus verrucosus)最高,分别为0.24和1.64。不同树种分解50%和95%所需的时间分别在0.43—2.86年,1.83—...     

地形对阔叶红松林幼苗更新的影响

依托黑龙江凉水国家级自然保护区9 hm²典型阔叶红松林动态监测样地的900个2 m×2 m多年生幼苗(H≥30 cm,DBH<1 cm)样方,基于2006、2008和2010年3次调查数据,分析了地形对幼苗建立的影响.结果表明: 样地内共有乔木幼苗26种,2006、2008和2010年的乔木幼苗总数分别为4514、6464和5611株·hm^-2.其中个体数前10位树种的幼苗数量占幼苗总数的90%以上.地形对8个主要乔木幼苗的分布有显著的影响,其中暴马丁香、冷杉、色木槭、春榆、花楷槭、紫椴和青楷槭幼苗与其成树分布基本一致,而红松幼苗的空间分布与成树分布有所不同.暴马丁香、冷杉、裂叶榆、青楷槭和紫椴幼苗的死亡与地形显著相关.暴马丁香、春榆、红松、冷杉、水曲柳、色木槭和紫椴新增幼苗与地形显著相关.
     

原始阔叶红松林下红松、蒙古栎混合凋落叶分解特征及相互作用研究

采用凋落物网袋（litter bag）分解法,模拟红松（Pinus koraiensis）(以下用P表示)和蒙古栎（Quercus mongolica）（以下用M表示）在不同演替阶段可能的组成比例(P、M/P1∶3、M/P1∶1、M/P3∶1、M）进行野外分解实验。分析不同比例的两种凋落叶混合的分解特征、相互作用及机理。结果表明：1.从质量损失率来看,与单种凋落叶分解情况相比,蒙古栎和红松凋落叶混合对凋落物分解具有促进作用,其中蒙古栎和红松（M/P）按1∶3混合分解最快,且随着蒙古栎凋落叶在混合比例中的增加,混合分解速率先减小后增大。2.从C、N元素动态看,C素在各处理的凋落叶主要表现为净释放,而N素在各处理中变现比较复杂,在各处理的红松凋落叶中表现为富集,而在各处理蒙古栎凋落叶中则表现为释放。蒙古栎凋落叶可以促进红松凋落叶C元素释放和N元素的富集,降低红松凋落叶的C/N比,促进红松凋落叶的分解。红松凋落叶能促进蒙古栎凋落物C元素释放,但对蒙古栎凋落叶N元素的释放作用不明显,对蒙古栎凋落叶的C/N比影响也并不一致。     

2006—2017年长白山阔叶红松林木本植物种子雨的时空动态

种子是森林更新的基础.为研究长白山阔叶红松林种子雨组成及时空变化,在长白山阔叶红松林25 hm²样地内设置150个面积为0.5 m²的收集器.自2006年5月至2017年12月收集252次,共收集到成熟、未成熟种子764299粒,隶属12科17属27种,其中,主林层树种13种704231粒,占总数的90%以上.种子最多的4个树种依次为紫椴、水曲柳、色木槭、假色槭,每年各个收集器都收集到这4个树种的种子;种子雨大爆发现象在各林层树种均存在,次林层和林下层较主林层树种滞后1~2年;各林层树种集中在秋季产生种子,各树种的种子雨都存在较大的时空变异性,相对而言,多数树种的空间变异性大于时间变异性;与科罗拉多岛(BCI)热带森林样地和浙江古田山亚热带常绿林样地种子产量的年际变异系数相比,长白山阔叶红松林种子产量年际变异系数较大,支持高纬度地区种子产量变异性高于低纬度地区的假说.     

沈阳城市森林凋落物数量及动态

在沈阳城市森林中设置20个样点,2005-2007年连续3年进行了森林凋落物数量和动态的观测.结果表明:研究期间,20个1 m2凋落物收集器中共收集30种树种凋落叶,占研究区树种的15.5％,种群个体数量和叶面积分别占研究区内树木的63.8％和69.9％.叶凋落量与该树种的叶面积呈显著正相关.不同树种的叶片凋落开始时间相差很大,落叶开始时间早的树种,落叶结束时间也提前.落叶开始时间与落叶持续时间和落叶结束时间极显著相关.年平均凋落量为4229.0 kg· hm-2,其中叶、枝和花果的凋落量分别占总凋落量的80.3％、11.0％和8.7％.凋落物的季节变化呈单峰型曲线,10月达到最大值,约占总凋落量的50.0％.大量凋落物为城市森林提供了营养物质和能量.     

小兴安岭典型阔叶红松林不同演替阶段凋落物分解及养分变化

2006年10月—2008年11月,以小兴安岭地区典型阔叶红松林不同演替阶段[白桦次生林、择伐后的阔叶红松林(简称择伐林)、原始阔叶红松林]的混合凋落叶以及阔叶红松林优势树种(枫桦、紫椴和红松)的凋落叶为对象,采用网袋分解法分析阔叶红松林演替阶段中凋落叶的残留率和养分元素的动态变化.结果表明:各种凋落叶的残留率与时间均呈指数关系,凋落叶年分解系数(k)在0.137～0.328,其分解50%和95%的时间分别在2.340～4.989 a和9.360～21.796 a;不同演替阶段凋落叶的k值差异不显著,其中混合凋落叶k值的大小顺序为阔叶红松林择伐林白桦林,而其他凋落叶没有表现出明显的规律;在凋落叶分解过程中,C、P和K不断释放,且形式有所差异,其中C为线性衰减模式,P和K为一元多次方程模式;N虽有不同程度的积累,但无明显规律性.     

四川红杉-岷江冷杉原始林凋落物K和Na的归还动态

以凋落物为载体的养分归还是生态系统物质循环的主要过程,也是林木生长所需养分的重要来源。相对于其他元素,钾(K)和钠(Na)在调节渗透压方面有着极其重要的作用,且淋溶作用强烈,极易流失,但缺乏必要关注。因此,以海拔3589 m高山峡谷区典型的四川红杉(Larix mastersiana)-岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,在2015年9月到2016年8月期间调查了不同类型凋落物中K和Na元素在不同时期的归还特征。结果表明:1)凋落物K和Na元素年归还量分别为25.34和4.44 kg·hm^-2,表现为:凋落叶>凋落枝>其他凋落物>凋落皮>附生植物>繁殖器官。其中,凋落叶和枝占总凋落物K和Na元素归还的85%以上;2)总凋落物、凋落叶和枝的K、Na元素归还动态呈现"双峰型",最大值出现在5月和10月;凋落皮和繁殖器官K、Na元素归还动态呈现"单峰型",最大值出现在5月;3)乔木层树种凋落物的K和Na元素呈现"双峰型"的归还模式,最大值在5月和10月,灌木树种凋落物的K和Na元素呈现"单峰型"归还模式,最大值在9-10月。这些结果说明了高山峡谷区典型针叶林不同类型凋落物元素归还的季节性特征,为进一步认识区域森林物质循环及相关的生态学过程提供了基础数据。     

凋落叶空间扩散模型在常绿阔叶林的适用性分析

利用凋落叶空间扩散模型研究单株植物的凋落叶扩散过程,这对预测凋落叶在地表的分布格局有重要意义.本文依据浙江天童20 hm²动态监测样地植被调查数据和叶凋落量数据,分别对20种目标树种进行凋落叶空间扩散模型的拟合,以及模型适用性分析.模型假设叶凋落量和植株胸径之间服从异速生长关系,并且叶凋落量随距离呈指数降低,通过极大似然法估计模型参数.结果表明： 所有树种实际叶凋落量和理论叶凋落量相关性显著;但树种间的模型预测精度相差较大,各树种理论叶凋落量解释实际叶凋落量变异的百分比为16.0%～74.0%,平均为49.3%.模型预测精度与叶凋落量数据的标准差、树种平均胸径、树种平均叶片干质量呈显著正相关.根据各树种的分布格局,使凋落物筐覆盖到不同胸径母树周围不同距离处,确定各树种的最优扩散函数,以及不断改进已有的扩散函数可以提高模型的预测精度.     

季节性冻融期间亚高山森林凋落物的质量变化

凋落物质量是影响凋落物分解的重要生物因子,其在季节性冻融期间的变化可能对亚高山森林生态系统过程产生显著的影响。因此,采用凋落物分解袋法,研究了岷江冷杉(Abies faxoniana)和白桦(Betula platyphylla)凋落物质量在一个季节性冻融期间(2006年10月至2007年4月)的变化。季节性冻融期间,岷江冷杉和白桦凋落物的木质素(L)和纤维素的降解率为全年降解的70%-75%,岷江冷杉和白桦凋落物的C/N、L/N和纤维素/N均显著增加,而纤维素/P均有所降低。岷江冷杉凋落物的C/P和L/P有所增加,但白桦凋落物的C/P和L/P有所降低。可见,季节性冻融期间,亚高山森林凋落物的质量发生了较为显著的变化,其显著影响了亚高山凋落物分解过程。     

A quantitative study of the forest floor biomass,litter fall and nutrient return in a Pinus roxburghii forest in Kumaun Himalaya

The present paper reports on the forest floor biomass, litter fall, nutrient return and turnover of organic matter in a Pinus roxburghii forest in Kumaun Himalaya. Peak values of fresh leaf litter, partially decomposed litter and wood litter on the forest floor occurred in April, May and September, respectively. The relative contribution of partially decomposed material to total forest floor biomass remained greatest throughout the annual cycle. The biomass of herbaceous vegetation was maximal in September with a total annual net production of 151 g m^-2. The total annual litter fall was 895 g m^-2, of which tree, shrub and herb litters accounted for 82.4%, 0.6%, and 16.8%, respectively. Annual nutrient return in kg ha^-1 through litter fall amounted to 278.6 ash, 73.9 N, 5.5 P, 79.7 Ca, 15.1Mg, 20.7 K and 3.6Na. The turnover rate for tree litter was 48% and that for various nutrients on the forest floor ranged between 40–79%.     

冬季雪被对青藏高原东缘高海拔森林凋落叶P元素释放的影响

雪被是影响高海拔森林凋落物分解的重要生态因子,其是否影响到生长季节与非生长季节凋落物中的P元素释放,尚未量化。为了量化季节性雪被对高海拔森林凋落物分解过程中P元素释放的影响,于2010年10月至2012年10月间,在青藏高原东缘川西高海拔森林不同厚度冬季雪被斑块下,设置凋落物分解袋实验。检测该地区代表性树种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albo-sinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)和方枝柏(Sabina saltuaria)凋落叶在雪被覆盖不同关键时期(雪被形成前期、完全覆盖期和消融期)以及生长季节的P元素动态。结果表明,凋落物质量与雪被厚度均显著影响了P元素的释放过程。雪被覆盖时期凋落物P元素释放率表现为有雪被覆盖大于无雪被覆盖,而生长季节中除岷江冷杉外的其他3种凋落物P元素释放率均为无雪被覆盖下最大。相对于无雪被覆盖斑块,冬季雪被的存在提供了保护绝缘层,促进凋落物P元素释放,提高了各物种冬季P元素释放贡献率。这些结果表明,全球变化情景下的雪被减少可能减缓高海拔森林凋落物P元素的释放过程,改变森林土壤P元素水平。所以在研究高寒、高海拔地区全球气候变化下生态系统功能的工作中,应注重雪被这一异质性环境因子对生态系统功能的影响。     

金沙江干热河谷植物叶片元素含量在地表凋落物周转中的作用

叶片的化学计量学特征在植物响应环境变化,决定植物的生后效应中具有重要的偶联作用。为了阐明植物叶片生源要素含量对凋落物周转的影响,分析了金沙江干热河谷萨瓦纳草地生态系统植物叶片的化学计量学特征与凋落物周转时间的关系。结果显示:凋落物周转受到多重生源要素及其交互作用的影响,其中K与凋落物周转时间存在显著的正相关关系,而S、Mn、Mg元素具有负关系,表明K可能抑制凋落物的分解,而S、Mn、Mg元素可能会促进凋落物分解。在物种水平上K、S、Mn分别与凋落物周转时间存在显著的相关性, K、S组合解释了16.93%的凋落物周转时间变异;样方水平上,K、S、Mn、Mg分别与凋落物周转时间具有显著相关性,虽然N对凋落物的周转时间影响不显著,但当N与K及其交互作用对凋落物周转时间解释了37.42%的变异。其它元素组合也可在不同程度上解释了凋落物周转时间的变异。多元要素的互作效应表明元素间可能存在拮抗和协同效应,凋落物分解过程中可能受到多重分解者的共同作用,而不同分解者会受到不同的元素限制。未来的研究应当注重N、P以外的元素在生物地球化学循环中的作用。     

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.     

Diversity and Decomposing Ability of Saprophytic Fungi from Temperate Forest Litter

This study was designed to examine saprophytic fungi diversity under different tree species situated in the same ecological context. Further, the link between the diversity and decomposition rate of two broadleaved, two coniferous and two mixed broadleaved-coniferous litter types was targeted. Litter material was decomposed in litter bags for 4 and 24 months to target both early and late stages of the decomposition. Fungal diversity of L and F layers were also investigated as a parallel to the litter bag method. Temperature gradient gel electrophoresis fingerprinting was used to assess fungal diversity in the samples. Mass loss values and organic and nutrient composition of the litter were also measured. The results showed that the species richness was not strongly affected by the change of the tree species. Nevertheless, the community compositions differed within tree species and decomposition stages. The most important shift was found in the mixed litters from the litter bag treatment for both variables. Both mixed litters displayed the highest species richness (13.3 species both) and the most different community composition as compared to pure litters (6.3–10.7 species) after 24 months. The mass loss after 24 months was similar or greater in the mixed litter (70.5% beech–spruce, 76.2% oak–Douglas-fir litter) than in both original pure litter types. This was probably due to higher niche variability and to the synergistic effect of nutrient transfer between litter types. Concerning pure litter, mass loss values were the highest in oak and beech litter (72.8% and 69.8%) compared to spruce and D. fir (59.4% and 66.5%, respectively). That was probably caused by a more favourable microclimate and litter composition in broadleaved than in coniferous plantations. These variables also seemed to be more important to pure litter decomposition rates than were fungal species richness or community structure.     

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.