全球变化对陆地生态系统枯落物分解的影响

了解枯落物分解对大大二氧化碳浓度增高,气候变暖和降水变化的反应,对深入理解陆地生态系统土壤有机物形成和碳的固化能力（Carbonh sequestration)十分重要。通过分析业已发表的文献,实验室根系分解实验和美国西北部针叶林叶片的分解实验,旨在评估大气二氧化碳浓度增高,气候变暖和降水化对陆地生态系统枯落物分解的可能影响,大气二氧化碳浓度增高可通过降低枯落物质量和增加草原生态系统土壤水分间接地影响枯落物分离,根据17项研究结果,大气二氧化碳浓度加倍可导致木本和草本枯落物平均氮含量降低19．6％和9．4％;木质素／氮化值增高36．3％和5．5％,枯落物质地的降低通常导致枯落物分解减慢。气候变暖一般加速枯落物的分解,但是用于表示这种促进作用的Q10随着温度的增高而降低,全球降水变化对陆地生态系统枯落物分解的影响不但取决于现有水分条件而且还以决于降水变的程度。以美国西北部地的针叶林为例,降水改变对森林生态系统枯落物分解的影响将是 多元的,有的增加,有的降低,而有的相对不变,最后,指出了今后 在方该领域有待加强的几个研究方面。     

湿地枯落物分解及其对全球变化的响应

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。     

森林生态系统中枯落物分解速率研究方法

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。     

枯落物分解研究方法和模型讨论

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。     

放牧对草地枯落物分解和土壤动物群落及其相互关系的影响

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...     

湿地草本植物枯落物分解的影响因素

草本植物是湿地的主要植被类型之一,其枯落物是湿地有机物质的重要组成部分。本文概述了影响湿地草本植物枯落物分解的主要因素及研究进展,主要包括枯落物自身质量、生物因素、环境因素和人类活动与全球变化等。认为,枯落物质量是本质要素,生物是分解的主导因素,环境等外部因素起到重要作用。讨论了该领域有待深入研究的方向,指出要深入湿地枯落物分解机理的研究,加强多尺度、大环境梯度和多种影响因素的综合研究,加强全球变化对湿地枯落物分解的影响研究,增强实验方法研究等。     

上海市大莲湖池杉林三种优势植物枯落物分解动态

用枯落物分解网袋法,对上海市大莲湖湿地池杉林内3种优势植物池杉(Taxodium ascendens)、孔雀稗(Echinochloa cruspavonis)、日本看麦娘(Alopecurus japonicus)的枯落物进行了190 d的分解培养,测定了分解速率及其C、N、P养分元素释放动态.用收集器法对池杉林枯落物的数量进行了研究.结果表明,池杉林内池杉每年产生枯落物量为5.70t·hm-2,是该林地枯落物的主要来源.3种植物枯落物的分解速率(枯落物的干重量损失)依次为日本看麦娘＞孔雀稗＞池杉.C元素含量在3种植物枯落物中随时间显著下降;N、P元素在池杉枯落物中均有不同程度的富集,而在日本看麦娘和孔雀稗中则没有发生富集现象.     

AMF对喀斯特土壤枯落物分解和对宿主植物的养分传递

为探索丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在喀斯特土壤中养分利用机制,采用分室系统隔室装置(用20μm或0.45μm尼龙网双层隔离)对香樟(Cinnamomum camphora)幼苗进行幼套球囊霉(Glomus etunicatum)接种处理和施氮处理,并采用15N稳定同位素技术标记了黑麦草(Lolium perenne)枯落物作为土壤有机残体,幼苗生长15周后测定了隔室幼苗生长性状指标、氮、磷摄取量、植株和隔室土壤中的δ15N值、微生物量碳、微生物量氮以及菌丝体密度,结果表明:AMF具有腐生营养能力,促进了土壤枯落物的分解并吸收其释放的15N传递给宿主植物利用;香樟幼苗优先利用根际周围氮维持生长;在低氮状态下,香樟植株通过AMF菌丝体更多地利用了相邻隔室枯落物分解释放的15N;施加根际外源氮有利于AMF对隔室枯落物的分解,但降低了植株对枯落物氮的利用;根际高氮状态下植株的氮、磷摄取量较大;高养分状态下提高了相邻隔室微生物量碳、氮含量和菌丝体密度。     

三江平原沼泽湿地枯落物分解及其营养动态

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.     

闽江河口湿地枯落物分解及主要影响因子

以闽江河口湿地挺水植物本地种芦苇和入侵种互花米草的花和叶枯落物为研究对象,采用分解袋法分析其分解过程及主要影响因素.结果表明:立枯分解(0～90 d)是2种湿地盐沼植物重要的分解阶段,芦苇和互花米草的花和叶质量损失率分别为(15.0±3.5)％、(13.3±1.1)％和(31.9±1.1)％、(20.8±1.4)％.倒伏分解阶段(91 ～210 d),芦苇和互花米草的花和叶质量损失率分别为(69.5±0.6)％、(71.5±2.5)％和(76.8±1.9)％、(67.5±2.1)％.在立枯分解阶段,2种挺水植物枯落物的分解速率与C/N呈正相关,与N/P呈负相关,分解过程受到P的限制程度较大.倒伏分解阶段,枯落物C/N、C/P和N/P的影响降低,而大气温湿度、土壤水分、酸碱度、盐度和沉积物特性等的影响加大.不同分解阶段枯落物分解影响因子的差异主要与其所处的微域环境和潮汐因素有关.     

中国陆地生态系统对全球变化的敏感性研究

根据自然植被净第一性生产力综合模型和农业净第一性生产力模型计算了我国自然植被及农作物的净第一性生产力,结果表明:在所有可能的气候条件下,我国陆地生态系统的生产力表现出由东南向西北递减的趋势及明显的条带状分布,并在新疆地区形成明显的低值区。在年平均气温升高2℃且降水不变的情况下,湿润地区生产力增加幅度最大,约增加1～2tDW·hm~(-2)·a~(-1);在年平均气温升高2℃、年降水增加20％的情况下,干旱、半干旱地区生产力增加幅度最大,约增加0.5～3.0tDW·hm~(-2)·a~(-1);在年平均气温升高2℃、年降水减少20％的情况下,湿润地区生产力提高约0.5～1.0tDW·hm~(-2)·a~(-1),干旱、半干旱地区生产力降低约0.5～2.0tDW·hm~(-2)·a~(-1)。     

森林凋落物分解及其对全球气候变化的响应

凋落物分解是重要的森林生态系统过程之一,受到气候、凋落物质量、土壤生物群落等生物和非生物因素的综合调控．迄今,有关不同森林生态系统和不同树种地上部分的凋落物动态、凋落物分解过程中的养分释放动态、生物和非生物因素对凋落物分解的影响等研究报道较多,但对地下凋落物的分解研究相对较少．近年来,森林凋落物分解对以大气CO2浓度增加和温度升高为主要特征的全球变化的响应逐步受到重视,但其研究结果仍具有很多不确定性．因此,未来凋落物生态研究的重点应是凋落物分解对土壤有机碳固定的贡献、地上／地下凋落物的物理、化学和生物学过程及其对各种生态因子（例如冻融、干湿交替）及交互作用的响应、凋落物特别是地下凋落物分解对全球气候变化的响应机制等方面．     

全球变化对陆地生态系统的影响研究──兼介美国MINK和英国TIGER研究计划

全球变化对未来的农业、森林、南北极、生物多样性等陆地生态系统都可能会产生种种影响,并已引起世界各国科学家、政府的极大关注,纷纷开展了大量的研究工作,本文简要介绍了全球变化的概念、关于全球变化存在的一些已知和未知的事实,以及中外学者对全球变化对陆地生态系统的影响开展的一些研究工作及取得的成果,重点介绍了美国的MINK和英国的TIGER研究计划.     

三种常见挺水植物凋落物的分解动态及养分释放规律

湿地植物凋落物的分解对维持湿地生态系统结构和功能稳定具有重要作用。为探究湿地植物凋落物分解动态及养分释放规律,以芦苇（Phragmites australis Trin. ex Steud）、南荻（Triarrhena lutarioriparia L. Liu ex Renvoize & S. L. Chen）和菰（Zizania latifolia Stapf）3种常见挺水植物为研究对象,模拟受控实验,研究单一物种及两两混合物种分解过程中的分解速率、碳氮磷元素的含量及其比例的变化。结果显示,无论是单一物种还是混合物种,均呈现出前5 d分解最为迅速,随即分解速率急剧下降,而后缓慢降低直至趋于稳定的变化规律。分解速率与凋落物的初始氮、磷含量相关,养分归还与瞬时分解速率常数呈显著正相关。混合分解可能受到养分的迁移和分解的影响,在分解初期和末期呈协同效应,而在分解中期呈拮抗效应。研究结果说明混合分解并不是单一分解的简单加和,还需进一步深化对凋落物分解机理的研究。     

Global environmental changes in terrestrial ecosystems. International issues and strategic solutions: introduction

Human activities are having major impact on biogeochemical cycles and ecosystems worldwide. Rapid urbanization and changes in rural populations are affecting ecosystems in often-drastic ways. Ecologists are using long term monitoring and experimental studies to understand and to help mitigate the effects of these changes. The collection of 15 papers in this special volume “global changes in terrestrial ecosystems” describes some of these studies, particularly concentrating on effects on terrestrial ecosystems and landscapes, and demonstrating the importance of understanding the problems at both the multi-scale and international levels.     

菌根真菌对土壤呼吸以及凋落物分解的影响

土壤呼吸是植物固定的碳由陆地生态系统进入大气的主要途径之一; 凋落物分解是养分循环的重要环节。陆地植物的90%以上可同菌根真菌形成共生关系, 菌根真菌对于植物获取环境中的养分具有重要的作用。然而, 其对土壤呼吸和凋落物分解的影响却经常在生态系统对环境变化的响应研究中被忽视。本文系统地综述了国内外相关研究进展, 对菌根真菌如何影响土壤呼吸和凋落物分解这两个过程及这种影响如何受到环境变化的制约做了全面的分析, 并对以往研究中存在的问题以及未来的研究方向提出了展望。     

内蒙古锡林河流域大针茅草原土壤呼吸和凋落物分解的CO2排放速率研究

根据静态气室法对大针茅（ＳｔｉｐａｇｒａｎｄｉｓＳｍｉｒｎ）草原整个生长季土壤呼吸和地表凋落物分解释放ＣＯ２量的测定结果,分析了大针茅草原土壤呼吸和凋落物分解速率的季节动态,并探讨了其与地上、地下生物量及环境因子的关系。结果表明：（１）在整个观测期内,大针茅草原由土壤呼吸和地表凋落物分解所释放ＣＯ２速率的季节动态呈梯形曲线,８月下旬达到最大值２．５１ｇＣ·ｍ－２·ｄ－１;（２）ＣＯ２排放速率的季节变化趋势与地上生物量,尤其是地上绿色生物量部分的季节动态有一定同步性,而与地下生物量的季节变化趋势不同步,甚至相反;（３）地表凋落物层有减缓土壤向大气排放ＣＯ２的作用;（４）土壤呼吸和地表凋落物分解释放ＣＯ２的速率（ｙ）与土壤湿度（ｘ）显著相关,其对数回归模型为：ｙ＝３．４６９ｌｏｇ１０ｘ－２．０５３（ｒ＝０．９２,Ｐ＜０．０１）。     

Effects of mixing pine and broadleaved tree/shrub litter on decomposition and N dynamics in laboratory microcosms

This study was carried out to compare the ecological function of exotic pine (Pinus radiata—Pr) and native pine (Pinus tabulaeformis—Pt) in terms of litter decomposition and its related N dynamics and to evaluate if the presence of broad-leaved tree species (Cercidiphyllum japonicum—Cj) or shrub species (Ostryopsis davidiana—Od) litter would promote the decomposition of pine needles and N cycling. Mass remaining, N release of the four single-species litters and mixed-species (Pt + Cj; Pr + Cj; Pt + Od; Pr + Od) litters and soil N dynamics were measured at microcosm scale during an 84-day incubation period. The Pt and Pr litter, with poorer substrate quality, indicated slower decomposition rates than did the Cj and Od litter. Due to their high C/N ratios, the N mass of Pt and Pr litter continuously increased during the early stage of decomposition, which showed that Pt and Pr litter immobilized exogenous N by microbes. No significant differences of soil inorganic, dissolved organic and microbial biomass N were found between the Pt and Pr microcosm at each sampling. The results showed that the exotic Pr performed similar ecological function to the native Pt in terms of litter decomposition and N dynamics during the early stage. The presence of Cj or Od litter increased the decomposition rates of pine needle litter and also dramatically increased soil N availability. So it is feasible for plantation managers to consider the use of Cj as an ameliorative species or to retain Od in pine plantations to promote the decomposition of pine litter and increase nutrient circulation. The results also suggested that different species litters induced different soil dissolved organic nitrogen (DON). As a major soluble N pool in soil, DON developed a different changing tendency over time compared with inorganic N, and should be included into soil N dynamic under the condition of our study.