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相似文献
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1.
湿地枯落物分解及其对全球变化的响应   总被引:7,自引:0,他引:7  
孙志高  刘景双 《生态学报》2007,27(4):1606-1618
综述了当前湿地枯落物分解及其对全球变化响应的研究动态。湿地枯落物分解研究已随研究方法的改进而不断深化;当前湿地枯落物分解过程研究主要集中在有机质组分和元素含量变化特征的探讨上;湿地枯落物分解同时受生物因素(即枯落物性质以及参与分解的异养微生物和土壤动物的种类、数量和活性等)和非生物因素(即枯落物分解过程的外部环境条件,包括气候条件、水分条件、酸碱度与盐分条件以及湿地沉积的行为与特征等)的制约;模型已成为湿地枯落物分解研究的重要手段,对其研究也在不断深化。还讨论了湿地枯落物分解对于全球变化的响应,指出全球变暖、大气CO2浓度上升、干湿沉降及其化学组成改变可能对枯落物分解产生的直接、间接和综合影响。最后,指出了当前该领域研究尚存在的问题以及今后亟需加强的几个研究方面。  相似文献   

2.
地上枯落物的累积、分解及其在陆地生态系统中的作用   总被引:12,自引:0,他引:12  
李强  周道玮  陈笑莹 《生态学报》2014,34(14):3807-3819
了解陆地生态系统地上枯落物的累积和分解过程对认识它的生态作用、通过管理地上枯落物调控陆地生态系统功能和服务有重要意义。综述了陆地生态系统地上枯落物的积累和分解过程及其影响因素,然后概括了通过这些过程地上枯落物所发挥的生态作用,最后,在全球变化背景下,基于当前研究进展提出陆地生态系统地上枯落物研究的前景。地上枯落物累积在时间尺度上一般遵循植物的生命周期,同时也受环境因子的调控。大的空间尺度上,枯落物累积主要受水热因子控制,伴随植被类型的变化,表现随纬度升高而减少的趋势。然而,在局域尺度内,枯落物累积除受水、热因子限制,还被群落结构、土壤条件、植食动物等因素影响,表现较大变异性。当前,人类干扰作为一个不可忽视的因素,正在强烈甚至不可逆转的改变地表植被覆盖和枯落物累积。地上枯落物的分解过程包括淋溶、光降解、土壤动物和微生物分解,这些过程同时进行并相互影响。尽管目前还不清楚,但区分这些分解过程和分解产物的去向对了解陆地生态系统物质循环有重要意义。枯落物分解首先被自身类型、化学组成、物种多样性决定,同时也受分解者群体、非生物环境影响。其中,枯落物分解与其化学特性、物种多样性及土壤养分状况的关系是研究的热点,也是广泛争议的焦点。通过累积和分解,地上枯落物对陆地生态系统有物理、化学、生物作用。目前,枯落物的物理和化学作用研究较为透彻,而由于受枯落物数量、环境条件、响应植物特征或一些有待挖掘的未知因素的共同限制,地上枯落物的生物作用,尤其对植物的作用在不同研究中仍没有达成普遍的共识。全球变化可能影响地上枯落物累积、分解和生态作用。在全球变化的背景,研究地上枯落物产量和性状变化、阐明枯落物分解的分室模型、继续分析枯落物性状和分解关系、深入揭示枯落物的生态作用及其制约因素,理解和预测地上枯落物数量和质量变化对陆地生态系统功能和服务的影响是必要的。  相似文献   

3.
枯落物分解在陆地生态系统物质循环能量流动中起着关键性作用,明确枯落物输入对土壤微生物群落的影响有助于理解土壤微生物生物多样性和陆地生态系统功能的相互关系。本文采用整合分析方法,以中国为研究区域,以不添加枯落物为对照组,探究土壤微生物(真菌、细菌、放线菌)及微生物生物量碳、生物量氮对枯落物输入的响应。结果表明:与不添加枯落物相比,添加枯落物后土壤微生物生物量碳、生物量氮分别显著增加3.9%和4.4%;土壤真菌PLFA、细菌PLFA及总微生物PLFA分别增加4.0%、3.1%和2.4%。枯落物输入对土壤微生物的影响受到气候条件、年降水量、植被类型及土壤酸碱度等因素的显著影响;不同气候类型下,土壤微生物对枯落物输入的响应呈现出亚热带季风气候区>温带季风气候区>温带大陆气候区的趋势,以及随着年降水量的增加呈现出先升高后降低的趋势;不同植被类型下,土壤微生物对枯落物输入的响应呈现出阔叶林>草地≈混交林>针叶林的趋势。  相似文献   

4.
三江平原典型湿地枯落物早期分解过程及影响因素   总被引:13,自引:0,他引:13  
武海涛  吕宪国  杨青  姜明  佟守正 《生态学报》2007,27(10):4027-4035
枯落物分解是湿地物质循环和能量流动的关键环节,是维持湿地功能的重要过程之一。采用分解袋法对三江平原3种典型湿地植物枯落物分解过程及影响因素进行了研究。研究表明,在164d实验过程中乌拉苔草分解速率始终最快;在分解前103d中毛果苔草分解速率大于小叶章,但在103~164d间小叶章分解速率大于毛果苔草;分解164d,小叶章、乌拉苔草和毛果苔草枯落物的失重率分别为初始重的31.98%、32.99%和28.91%。分解过程中小叶章和毛果苔草枯落物中有机碳浓度波动较大,而乌拉苔草枯落物中持续下降;3种枯落物有机碳绝对含量都表现为净释放。小叶章枯落物中N浓度波动较大,绝对含量发生净释放;毛果苔草枯落物N浓度持续增加,绝对含量净增加;乌拉苔草枯落物N浓度先增加后减少,绝对含量发生净释放。3种枯落物中P浓度都先迅速下降后缓慢上升,绝对含量都表现为净释放。3种枯落物中C/N和C/P也相应的发生变化。小叶章和乌拉苔草枯落物分解速率与枯落物C/P显著相关,而毛果苔草枯落物与枯落物N浓度显著相关;对应3种枯落物分解速率的主要环境因子分别为土壤含水量、土壤容重和土壤温度。3种枯落物分解速率和营养物质含量动态受到枯落物自身质量和温湿条件、周围环境营养状况等自然环境条件的共同影响,相比而言,受枯落物质量的影响更大。  相似文献   

5.
森林生态系统中枯落物分解速率研究方法   总被引:17,自引:3,他引:14  
刘增文 《生态学报》2002,22(6):954-956
林地枯落物分解率是研究森林生态系统养分循环的重要内容之一,传统的尼龙网袋实测法虽然能提供某一具体年份枯落物分解率的准确数据,但因其费时费力且不能反映整个历史时期的平均水平而难以推广,基于林地枯落物积累平衡原理,首次提出了利用枯落物平衡模型推算枯落物分解率的方法(简称平衡法),并将之应用于黄土残塬沟壑区刺槐林地枯落物分解率的计算。这种由平衡法推算所得枯落物分解率能反映林地的历史水平,弥补了尼龙网袋实测法的不足,建议在森林生态系统研究中推广应用。  相似文献   

6.
枯落物分解研究方法和模型讨论   总被引:16,自引:1,他引:15       下载免费PDF全文
由于研究目的、尺度范围和要求精度的不同,枯落物分解的研究方法各异:野外分解袋法是最直接和最准确的方法,但是耗时太长;室内分解培养法与野外分解袋法相似,但具有灵活设计试验方案的优越性;现量估算法方法简捷,但是只对进入稳定发展和动态平衡阶段的生态系统可以获得较好的精度;综合平衡法能反映整个生长历史时期的枯落物分解速率平均水平,但其准确性取决于对历年凋落物量预测的精度。在枯落物分解模型中,分解率概算模型只适合于林地枯落物积累达到动态平衡时的情况,所以作者提出了另外的枯落物动态平衡模型予以修正;时间衰减模型以Olson指数模型为典型代表,但由于在应用过程中存在一些问题,也提出了相应的修正办法;影响因子关系模型包括基质质量因子关系模型、非生物环境因子关系模型和生物因子关系模型等类型。作者提出构建过程模型将是未来枯落物分解模型研究的方向。  相似文献   

7.
三江平原沼泽湿地枯落物分解及其营养动态   总被引:36,自引:0,他引:36  
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.  相似文献   

8.
土壤微生物对气候变暖和大气N沉降的响应   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
 气候变暖和大气N沉降是近一、二十年来人们非常关注的全球变化现象,它们所带来的一系列生态问题已成为全球变化研究的重要议题。它们不 仅影响地上植被生长和群落组成,还直接或间接地影响土壤微生物过程,而土壤微生物对此做出的响应正是生态系统反馈过程中非常重要的环 节。该文分别从气候变化对土壤微生物的影响(土壤微生物量、微生物活动和微生物群落结构)和土壤微生物对气候变化的响应(凋落物分解、 养分利用与循环以及养分的固持与流失)两个角度,综述近期土壤微生物对气候变暖和大气N沉降响应与适应的研究进展。气候变暖和大气N沉降 对土壤微生物的影响更多地反映在微生物群落的结构和功能上, 而土壤微生物量、微生物活动和群落结构的变化又会通过改变凋落物分解、养 分利用和C、N 循环等重要的土壤生态系统功能和过程做出响应,形成正向或负向反馈,加强或削弱气候变化给整个陆地生态系统带来的影响。 然而,到目前为止土壤微生物的响应对陆地生态系统产生的最终结果仍是未决的关键性问题。  相似文献   

9.
在草地生态系统中,枯落物作为介导土-草界面过程的重要环节,主要调控地上-地下生态系统物质循环与能量流动,其分解对土壤食物网和土壤生物营养结构具有显著影响。土壤动物是枯落物与土壤之间物质循环与能量流动的重要媒介,是枯落物分解与养分释放过程的主要调节者。近年来,国内外学者对枯落物分解与土壤动物多样性的研究逐步深入,取得大量的研究成果。本文通过综述国内外文献,从放牧对枯落物分解过程的影响、放牧对土壤动物的影响及放牧对枯落物分解与土壤动物关系的影响等三个方面,总结分析了放牧通过采食、践踏和排泄行为改变枯落物分解,间接影响土壤动物多样性,从而降低了土壤微食物网的复杂性。另外,食草动物对草地枯落物分解和土壤动物关系的影响复杂,且这种关系往往对放牧强度、放牧季节、家畜种类等做出响应,进而会影响到整个生态系统的结构和功能。  相似文献   

10.
喀斯特针叶林枯落物层水文效应   总被引:1,自引:0,他引:1  
以喀斯特地区黄壤针叶林和石灰土针叶林为研究对象,结合野外调查和室内分析的方法,对其枯落物层的水文效应进行定量对比研究。结果表明:(1)枯落物总蓄积量表现为黄壤针叶林(52.14 t·hm~(-2))石灰土针叶林(32.98 t·hm~(-2));(2)枯落物的持水量与时间呈显著对数关系,R~20.94,吸水速率与时间呈幂函数关系,R~20.91。半分解层枯落物在浸泡4 h时已经达到饱和,而未分解层需浸泡9 h。枯落物在浸水20 min内吸水速率大幅下降,在20 min—4.5 h下降幅度减缓,到9 h时吸水速率基本稳定;(3)黄壤针叶林半分解层枯落物的最大持水量最大,为86.59 t·hm~(-2),石灰土针叶林未分解层最小,为8.39 t·hm~(-2)。最大持水率的均值表现为黄壤针叶林(194.11%)石灰土针叶林(152.68%);(4)枯落物最大拦蓄量表现为7.14—64.37 t·hm~(-2),有效拦蓄量变化范围为5.81—51.06 t·hm~(-2),黄壤针叶林各层枯落物最大拦蓄量和有效拦蓄量均大于石灰土针叶林。综合对比分析发现,黄壤针叶林枯落物层的持水性能比石灰土针叶林好,能更好地涵养水源和保持水土。  相似文献   

11.
降水变化和氮沉降影响森林叶根凋落物分解研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
谭向平  申卫军 《生态学报》2021,41(2):444-455
全球环境变化通过改变凋落物质量和产量、土壤生物以及非生物因子调控森林凋落物分解,从而对森林生态系统物质和能量循环产生重要的影响。就森林凋落物分解对当前我国面临降水格局变化和大气氮沉降增加的响应进行了回顾和系统的分析,发现降水格局改变如降水减少可能降低凋落物质量从而减缓凋落物分解,而氮沉降增加通常提高凋落物质量从而促进凋落物分解(间接效应);降水格局改变通过调节土壤含水量和溶解氧含量进而影响微生物参与的分解过程,或通过改变可溶性组分的淋溶量来影响凋落物分解的物理过程,而氮沉降增加主要通过提高外源氮素的有效性从而促进或抑制微生物参与的分解过程(直接效应)。现有研究大多是基于地上凋落物(例如叶凋落物)来理解和量化森林凋落物分解速率与环境因子之间的关系。但目前对降水格局变化及其与大气氮沉降增加的交互作用如何影响森林地上和地下凋落物分解,以及潜在的微生物学机制仍然缺乏统一和清晰的认识。从土壤性质、凋落物质量、微生物群落结构和功能3个方面构建了环境变化对森林地上和地下凋落物分解的概念框架,并进一步阐述未来研究的重点方向:(1)亟需查明地上和地下凋落物分解的驱动机制;(2)探明降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互作用对凋落物分解和养分释放的影响及其生物化学调控机理;(3)阐明微生物群落结构和功能对降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互的响应机制。以期为深入探讨全球环境变化对森林凋落物分解的影响,以及环境胁迫下森林土壤"碳库"维持机制的解释提供科学依据。  相似文献   

12.
陆地生态系统凋落物分解对全球气候变暖的响应   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
 陆地生态系统凋落物分解是全球碳收支的一个重要组成部分, 主要受气候、凋落物质量和土壤生物群落的综合控制。科学家们普遍认为全球气候变化将对陆地生态系统凋落物分解产生复杂而深远的影响。该文结合凋落物分解试验的常用方法——缩微试验、原位模拟实验和自然环境梯度实验, 归纳现有研究结果, 意在揭示全球气候变化对陆地生态系统凋落物分解的直接影响(温度对凋落物分解速率的影响)和间接影响(温度对凋落物质量、土壤微生物群落及植被型的影响)的普遍规律。各种研究方法都表明: 在水分条件理想的情况下, 温度升高往往能加快凋落物的分解速率; 原位模拟实验中, 凋落物分解速率因物种、增温方法和地理方位而异; 全球气候变化能改变凋落物质量, 但可能不会在短期内影响凋落物的分解速率; 凋落物质量和可分解性的种间差异远大于增温所引发的表型响应差异, 那么, 气候变化所引发的植物群落结构和物种组成的变化将对陆地生态系统凋落物分解产生更强烈的影响; 土壤生物群落如何响应全球气候变化, 进而怎样影响凋落物分解过程, 这些都还存在着极大的不确定性。  相似文献   

13.
全球气候变暖对凋落物分解的影响   总被引:6,自引:0,他引:6  
宋飘  张乃莉  马克平  郭继勋 《生态学报》2014,34(6):1327-1339
凋落物分解作为生态系统核心过程,参与生态系统碳的周转与循环,影响生态系统碳的收支平衡,调控生态系统对全球气候变暖的反馈结果。全球气候变暖通过环境因素、凋落物数量和质量以及分解者3个方面,直接或间接地作用于凋落物分解过程,并进一步影响土壤养分周转和碳库动态。气候变暖可通过升高温度和改变实际蒸散量等环境因素直接作用于凋落物分解。气候变暖可引起植物物种短期内碳、氮和木质素等化学性质的改变以及群落中物种组成的长期变化从而改变凋落物质量。在凋落物分解过程中,土壤分解者亚系统作为主要生命组分(土壤动物和微生物)彼此相互作用、相互协调共同参与调节凋落物的分解过程。凋落物分解可以通过改变土壤微生物量、微生物活动和群落结构来加快微生物养分的固定或矿化,以形成新的养分利用模式来改变土壤有机质从而对气候变化做出响应。未来凋落物分解的研究方向应基于大尺度跨区域分解实验和长期实验,关注多个因子交互影响下,分解过程中碳、氮养分释放、地上/地下凋落物分解生物学过程与联系、分解者亚系统营养级联效应等方面。  相似文献   

14.
季节性雪被变化对森林凋落物分解及土壤氮动态的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
全球气候变化引发的雪被格局变化将深刻影响植被的凋落物分解、陆地生态系统的土壤养分循环等过程.森林是陆地生态系统的主体,在全球生物地球化学循环中起着不可替代的作用.本研究综述了季节性雪被变化对森林凋落物分解及土壤氮动态的影响.全球气候变化情景下季节性雪被表现出因地域而异的增加或减少的变化格局,一方面通过改变环境温湿度、凋落物质量、分解者动态等直接影响分解过程,另一方面通过改变森林群落结构、植被物候、土壤养分等间接地作用于凋落物分解.同时,季节性雪被通过影响氮富集作用、雪被下土壤温湿度、冻融循环、森林群落、雪下动物和微生物等相关因子而改变森林土壤氮循环.本领域未来应开展的研究是: 1) 全面考虑全球气候变化情景下季节性雪被格局的变异性,开展不同季节性雪被格局变化的模拟研究;2) 开展季节性雪被融雪水淋溶作用对森林凋落物分解和土壤氮动态的影响研究;3) 阐明不同生态系统和气候带中季节性雪被格局变化对森林凋落物分解过程和土壤氮动态的驱动机制研究;4) 量化季节性雪被变化对森林凋落物分解和土壤氮动态在雪被覆盖期的瞬时影响和无雪期的延续影响,为阐明和模型预测陆地生态系统生物地球化学循环对全球气候变化的响应提供理论基础和数据支持.  相似文献   

15.
One of the major concerns about global warming is the potential for an increase in decomposition and soil respiration rates, increasing CO2 emissions and creating a positive feedback between global warming and soil respiration. This is particularly important in ecosystems with large belowground biomass, such as grasslands where over 90% of the carbon is allocated belowground. A better understanding of the relative influence of climate and litter quality on litter decomposition is needed to predict these changes accurately in grasslands. The Long‐Term Intersite Decomposition Experiment Team (LIDET) dataset was used to evaluate the influence of climatic variables (temperature, precipitation, actual evapotranspiration, and climate decomposition index), and litter quality (lignin content, carbon : nitrogen, and lignin : nitrogen ratios) on leaf and root decomposition in the US Great Plains. Wooden dowels were used to provide a homogeneous litter quality to evaluate the relative importance of above and belowground environments on decomposition. Contrary to expectations, temperature did not explain variation in root and leaf decomposition, whereas precipitation partially explained variation in root decomposition. Percent lignin was the best predictor of leaf and root decomposition. It also explained most variation in root decomposition in models which combined litter quality and climatic variables. Despite the lack of relationship between temperature and root decomposition, temperature could indirectly affect root decomposition through decreased litter quality and increased water deficits. These results suggest that carbon flux from root decomposition in grasslands would increase, as result of increasing temperature, only if precipitation is not limiting. However, where precipitation is limiting, increased temperature would decrease root decomposition, thus likely increasing carbon storage in grasslands. Under homogeneous litter quality, belowground decomposition was faster than aboveground and was best predicted by mean annual precipitation, which also suggests that the high moisture in soil accelerates decomposition belowground.  相似文献   

16.
Whether climate change will turn cold biomes from large long-term carbon sinks into sources is hotly debated because of the great potential for ecosystem-mediated feedbacks to global climate. Critical are the direction, magnitude and generality of climate responses of plant litter decomposition. Here, we present the first quantitative analysis of the major climate-change-related drivers of litter decomposition rates in cold northern biomes worldwide. Leaf litters collected from the predominant species in 33 global change manipulation experiments in circum-arctic-alpine ecosystems were incubated simultaneously in two contrasting arctic life zones. We demonstrate that longer-term, large-scale changes to leaf litter decomposition will be driven primarily by both direct warming effects and concomitant shifts in plant growth form composition, with a much smaller role for changes in litter quality within species. Specifically, the ongoing warming-induced expansion of shrubs with recalcitrant leaf litter across cold biomes would constitute a negative feedback to global warming. Depending on the strength of other (previously reported) positive feedbacks of shrub expansion on soil carbon turnover, this may partly counteract direct warming enhancement of litter decomposition.  相似文献   

17.
The decomposition of plant litter is one of the most important ecosystem processes in the biosphere and is particularly sensitive to climate warming. Aquatic ecosystems are well suited to studying warming effects on decomposition because the otherwise confounding influence of moisture is constant. By using a latitudinal temperature gradient in an unprecedented global experiment in streams, we found that climate warming will likely hasten microbial litter decomposition and produce an equivalent decline in detritivore-mediated decomposition rates. As a result, overall decomposition rates should remain unchanged. Nevertheless, the process would be profoundly altered, because the shift in importance from detritivores to microbes in warm climates would likely increase CO(2) production and decrease the generation and sequestration of recalcitrant organic particles. In view of recent estimates showing that inland waters are a significant component of the global carbon cycle, this implies consequences for global biogeochemistry and a possible positive climate feedback.  相似文献   

18.
Mass loss and nutrient release during litter decomposition drive biogeochemical cycling in terrestrial ecosystems. However, the relationship between the litter decomposition process and the decomposition stage, precipitation, and litter quality has rarely been addressed, precluding our understanding of how litter decomposition regulates nutrient cycling in various ecosystems and their responses to climate change. In this study, we measured mass loss as well as carbon and nutrient releases during the decomposition of 16 types of leaf litter under three precipitation treatments over 12 months in a common garden experiment (i.e., using standardized soil and climatic conditions). Sixteen types of leaves were divided into three functional groups (evergreen, deciduous, and herbaceous). The objectives were to understand the effects of decomposition stages and precipitation regimes on litter decomposition and to examine the relationship between this effect and chemical properties. The mass loss and release of nitrogen and potassium were significantly higher in the 6‐ to 12‐month stage of decomposition (high temperature and humidity) than in the 0‐ to 6‐month stage. Phosphorus was relatively enriched in evergreen leaves after 6 months of decomposition. The rates of mass loss and nutrient release were significantly greater in herbaceous than in deciduous and evergreen leaves. Increasing precipitation from 400 to 800 mm accelerated mass loss and potassium release but decreased phosphorus release in the 0‐ to 6‐month stage of decomposition. These results highlighted the contribution to and complexity of litter chemical properties in litter decomposition.  相似文献   

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