长白山次生针阔混交林叶凋落物中有机物分解与碳、氮和磷释放的关系

采用分解袋法,研究了长白山次生针阔混交林内9种树种叶凋落物34个月的分解过程.结果表明:在次生针阔混交林中,不同树种叶凋落物的初始N和P浓度存在很大差异,叶凋落物分解速率(k)与初始N浓度和C/N显著相关.有机物剩余百分率与C剩余百分率呈显著的线性正相关关系,与N和P剩余百分率之间呈显著的二项式回归关系. N和P剩余百分率在初期阶段随有机物分解而增加,达到峰值后逐渐降低. 随着有机物剩余百分率的下降,C/N和C/P均呈逐渐降低趋势,各种叶凋落物之间C/N和C/P的差异逐渐减小,分解末期分别趋近于23和350. 随有机物剩余百分率的降低, N/P变化不明显,当有机物剩余百分率低于25%时,不同树种叶凋落物之间N/P差异显著下降. 有机物剩余百分率可用来预测C、N和P的剩余百分率.      

杉木人工林下杉木、楠木和木荷叶凋落物分解特征及营养元素含量变化的动态分析

采用网袋法,对0～360 d内杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb. ) Hook. ]、楠木[Phoebe bournei (Hemsl. ) Yang]和木荷(Schima superba Gardn. et Champ. )叶凋落物在杉木人工林下的分解特征及营养元素(N、P、K和C)含量的变化动态进行了比较分析.结果显示,经过360 d的分解,杉木、楠木和木荷叶凋落物的干质量损失率分别为40.6%、42.0%和51.6%,平均腐解率分别为0.001 3、0.001 6和0.002 0 d-1,叶凋落物的分解半衰期分别为537、482和372 d.在整个分解过程中,3个树种叶凋落物中P含量总体上均呈波动且缓慢的上升趋势;K含量在分解过程前期均急剧下降,然后随分解时间的延长变化趋缓;N含量变化差异较大,随分解时间的延长,杉木叶凋落物中N含量呈缓慢上升趋势,另外2个树种叶凋落物中N含量总体上呈先下降后上升的变化趋势;C含量基本上呈前期上升、中期下降、后期又略有上升的趋势,而C/N比则呈前期略上升而后期逐渐下降的趋势.3个树种叶凋落物分解过程中N、P、K和C的释放率及其动态变化也存在一定差异.3个树种叶凋落物中K的释放率均较高、变化趋势较接近,且均处于净释放状态;杉木叶凋落物中N、P和C的释放率总体上低于另2个树种,且木荷叶凋落物中N、P和C基本均处于单调净释放状态,而杉木叶凋落物中N、P和C以及楠木叶凋落物中P和C在分解过程前期均略呈净富集状态,之后N和C基本上呈净释放状态、P则呈波动式净释放状态.结果表明,在杉木人工林下,阔叶树种(楠木和木荷)叶凋落物比针叶树种(杉木)叶凋落物易分解,且阔叶树种叶凋落物中的营养元素也较易释放.     

中亚热带几种针、阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物群落碳代谢多样性的影响

土壤微生物群落功能如何响应凋落物物种组成的改变,对于指导我国的人工林种植具有重要意义。通过小盆模拟试验,用BIOLOG微平板培养的方法研究了南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合,与单一针叶凋落物分解时相比,针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明：(1)针叶和阔叶混合分解提高了土壤微生物群落碳代谢的强度、丰富度以及多样性,针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落的碳源代谢方式与单一针叶分解时差异显著;(2)凋落物分解前期土壤微生物群落碳代谢强度、丰富度和多样性与凋落物初始C/N呈显著负相关,分解后期土壤微生物群落碳代谢强度与凋落物初始木质素/N比呈显著负相关,碳代谢多样性与初始P含量呈显著正相关;(3)通过改变凋落物物种组成,进而改变凋落物元素组成(C/N、木质素/N和P),能显著影响土壤微生物群落的碳代谢强度和代谢多样性。在南方红壤丘陵区,针-阔叶混合的凋落物比单一针叶凋落物更有利于提高土壤微生物群落的功能。     

九寨沟国家自然保护区4个典型树种叶片凋落物在林下及高山湖泊中的分解及养分释放特征

叶片凋落物分解对生态系统的养分循环和生产力有着重要意义。该文利用网袋分解法对九寨沟国家自然保护区内黄果冷杉(Abies ernestii)、油松(Pinus tabulaeformis)、红桦(Betula albo-sinensis)和高山柳(Salix cupularis) 4个典型树种叶片凋落物在林下及高山湖泊中的分解及养分释放特征进行了对比研究。结果表明: 1)叶片凋落物分解质量损失规律符合Olson的负指数衰减模型(r > 0.93, p < 0.01), 4个树种叶片在林下完全分解(99%)的时间依次为: 高山柳(6.80 a) <红桦(10.34 a) <黄果冷杉(18.88 a) <油松(27.21 a), 且分别是其在水体中分解的1.48倍、1.55倍、1.80倍和1.65倍。2)分解1年后凋落物质量剩余率(MR)和氮素剩余率(NR)均与叶片初始N含量极显著负相关, 而与叶片初始C:N值极显著正相关。3)不同树种间叶片N和P释放特征差异明显, 且在林下和水体间的释放模式也存在差异; 高山柳叶片凋落物在林下和水体分解过程中N元素从分解初期便开始释放, 而其他树种叶片凋落物N元素释放前存在明显的富集过程; 各树种叶片凋落物P元素释放模式为释放—富集—释放。研究表明: 叶片凋落物分解是一个受其自身性质和外界环境因素共同作用的复杂过程, 而凋落物在高山湖泊中的快速分解将对保护区现有的水体景观产生潜在影响。     

内蒙古典型草原4种优势植物凋落物的混合分解研究

混合凋落物的研究对预测生态系统群落水平的分解以及相应的养分释放和进一步的循环等生态学过程具有重要意义。该研究使用网袋法, 对克氏针茅(Stipa krylovii)、糙叶黄芪(Astragalus scaberrimus)、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)和羊草(Leymus chinensis) 4种凋落物单种及其混合物的分解速率及分解过程中的养分动态进行了野外实验研究, 以探讨凋落物多样性对内蒙古典型草原生态系统分解速率和过程的影响。通过对凋落物分解速率和养分含量变化历时1年的实际测定, 得到下列研究结果(1)分解341天后, 单种凋落物的剩余重量与初始氮(N)含量呈显著负相关关系(p < 0.001, r = - 0.979)。混合凋落物中, 糙叶黄芪-星毛委陵菜组合剩余重量的实测值比期望值高7.5%, 表明凋落物混合具有显著的正效应, 但在其他几种组合中没有发现显著的凋落物混合效应; (2)在分解初期的N释放阶段, 克氏针茅-糙叶黄芪和克氏针茅-羊草组合的实测N剩余率分别比期望值低4.7%和10.0%, 表明混合凋落物对初期N元素释放具有显著的负效应。不同凋落物混合组合的磷(P)释放或累积在不同分解时期都得到了一定程度的促进, 尤其是星毛委陵菜-克氏针茅、克氏针茅-羊草和克氏针茅-糙叶黄芪组合, 它们在分解前期、中期和后期, 实测P剩余率与期望值的差异分别为31.1%、23.1%和21.8%。研究结果表明, 在内蒙古典型草原生态系统, 多数混合凋落物对分解速率不产生显著的混合效应; 相反, 大多数混合凋落物对分解过程中的养分动态, 尤其是P元素, 具有显著的混合效应, 而混合效应的方向(正或负)可能是十分复杂的。     

大针茅草原6种主要植物叶凋落物和根系分解特征与功能性状的关系

开展凋落物分解特征与植物功能性状间的关系研究对于认识生态系统功能的维持机制至关重要。为了阐明不同物种叶凋落物和根系分解的主要影响因素, 该研究以大针茅(Stipa grandis)典型草原的大针茅、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、知母(Anemarrhena asphodeloides)、羊草(Leymus chinensis)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)和黄囊薹草(Carex korshinskyi) 6种植物的叶凋落物和根系为研究对象, 采用凋落物袋法通过501天的野外分解实验对叶凋落物和根系的分解速率常数进行研究, 并测定6种植物的叶片干物质含量、根比表面积、根组织密度以及叶凋落物和根系的碳(C)、氮(N)含量、纤维组分含量等功能性状, 探讨了6种植物叶凋落物和根系的分解特征与其功能性状之间的关系。结果表明, 6种植物叶片和根系性状的种间差异显著, 大部分性状的最大值和最小值的比值在1到2之间, 而个别性状如根系的C:N和根比表面积相差近4倍。叶凋落物和根系在分解过程中质量剩余率与分解速率常数整体变化趋势都表现出前期分解迅速, 中期相对变缓, 后期分解最慢的规律; 并且糙隐子草的叶凋落物和根系分解最慢, 而银灰旋花的叶凋落物分解最快, 知母根系分解最快。通过相关分析和逐步回归分析发现, 在不同分解时期, 叶凋落物和根系的分解过程受到不同性状的影响。结构性碳水化合物含量是叶凋落物前期和后期分解以及根系前期分解的主要影响因素, 非结构性碳水化合物含量则是根系中期和后期分解的主要影响因素; 另外, 叶凋落物在分解中期的分解速率主要受叶片干物质含量的影响, 根系在分解中期和后期的分解速率还分别受到根系C:N和N含量的显著影响。研究结果对于预测大针茅草原的碳和养分循环过程具有重要指导意义。     

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。     

毛竹凋落叶组成对叶凋落物分解的影响

毛竹混交林具有较高的生产力和较好的生态功能,可能与混合凋落物的养分归还特征有关。本研究采用凋落物分解袋法对不同混合比例毛竹凋落叶分解特征进行了为期1年的研究,共设置5个处理,分别为Ⅰ(毛竹纯叶)、Ⅱ(毛竹、楠木叶比例为8:2);Ⅲ(毛竹、杉木叶比例8:2)、Ⅳ(毛竹、楠木叶比例5:5)和Ⅴ(毛竹、杉木叶比例5:5)。结果表明,不同处理凋落物分解速率符合Olson指数分解模型,R2均高于0.92。5个处理分解系数的排列顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ,分别为0.68、0.66、0.58、0.55和0.49。处理Ⅰ和Ⅱ的分解速度显著高于其他处理,说明并非所有类型毛竹混合凋落叶均会促进凋落物分解,只有合适的比例和树种会促进凋落物分解。其中,竹阔混合凋落叶的分解速度高于竹针混合凋落叶的分解速度,竹阔混交可能更有利于竹林持续生产力的维持。N、P、K3种元素养分释放模式不同,N元素表现为净富集与净释放交替出现;P元素在经过4个月的快速富集后,4—5个月有短暂的净释放过程,其后呈富集状态;K元素浓度先升高后降低,在放置的前3个月净释放,随后呈富集状态。竹林凋落叶的养分含量对凋落物养分归还有重要影响,尤其是C/N和P可能作为竹林凋落...     

亚热带常绿阔叶林6个常见树种凋落叶在不同降雨期的分解特征

地处长江上游的四川盆地亚热带常绿阔叶林具有典型雨热同季的气候特点,季节性干湿交替可能显著影响凋落物分解,但迄今缺乏相应的报道。因此,采用凋落物分解袋法,研究了常绿阔叶林区最具代表性的马尾松(Pinus massoniana)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliata)、麻栎(Quercus acutissima)等6种凋落叶在第1年不同雨热季节的分解特征。结果表明,经历1a的分解,6种凋落叶质量残留率大小顺序依次为:红椿(27.90%)柳杉(41.39%)杉木(48.93%)麻栎(49.62%)马尾松(68.82%)香樟(72.23%),6种凋落叶在不同干湿季节质量损失差异显著(P0.05)。阔叶树种在旱季(MRS、SRS和WRS)的质量损失显著高于针叶树种。雨季(ERS和LRS)对6种凋落叶质量损失的贡献率(69.73%—89.68%)均明显大于旱季(10.32%—30.27%)。6种凋落叶在不同时期中质量损失速率差异显著(P0.05),且6种凋落叶在雨季的质量损失速率明显高于旱季。相关分析结果表明,凋落叶质量损失及其速率均与降雨量和温度呈极显著(P0.01)正相关关系。凋落叶质量损失与初始C、木质素含量及C/N、木质素/N极显著(P0.01)负相关,与N含量极显著(P0.01)正相关。这些结果表明亚热带地区森林凋落物分解的质量损失主要发生在雨季,雨季温湿度的改变可显著影响凋落物分解过程。     

凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响

凋落物分解是生态系统营养物质循环的核心过程,而土壤微生物群落在凋落物分解过程中扮演着极其重要且不可替代的角色。随着生物多样性的丧失日益严峻,探讨凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响,不仅有助于了解凋落物分解的内在机制,而且可为退化草原生态系统的恢复提供参考。以内蒙古呼伦贝尔草原退化恢复群落中的草本植物为研究对象,依据植物多度、盖度、频度和物种的重要值及其在群落中的恢复程度筛选出排序前4的羊草（Leymus chinensis）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、麻花头（Serratula centauroides）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）的凋落物为实验材料,通过设置3种凋落物多样性水平（1,2,4）,包括11种凋落物组合（单物种凋落物共4种,两物种凋落物混合共6种,四物种凋落物混合共1种）,利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法来研究分解60 d后凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响。结果表明：（1）凋落物物种多样性仅对C残余率具有显著影响,表现在两物种混合凋落物C残余率显著低于单物种凋落物,而凋落物组成对所观测的4个凋落物分解参数（质量、C、N残余率以及C/N）均具有显著影响;（2）凋落物物种多样性对细菌（B）含量具有显著影响,而凋落物组成对真菌（F）含量具有显著影响,两者对F/B以及微生物总量均无显著影响;（3）冗余分析结果表明凋落物组成与凋落物分解相关指标（凋落物质量、C、N残余率及C/N）和土壤微生物（真菌、细菌含量）的相关关系高于凋落物多样性。（4）进一步建立结构方程模型（Structural Equation Model,SEM）发现,凋落物初始C含量对凋落物质量、C、N残余率及C/N有显著正的直接影响;凋落物木质素含量对凋落物质量、C、N残余率有显著正的直接影响;凋落物初始N含量对N残余率有显著正的直接影响,而对C残余率及C/N有显著负的直接影响;凋落物初始C/N对凋落物质量、N残余率有显著正的直接影响,而对C/N有显著负的直接影响。此外,凋落物初始C、N、木质素含量及C/N均对真菌含量具有显著正影响,并可通过真菌对凋落物质量分解产生显著负的间接影响。以上结果表明该退化恢复区域优势种凋落物分解以初始C、木质素为主导,主要通过土壤真菌影响凋落物的分解进程,这将减缓凋落物的分解速率进而减慢草原生态系统的进程。这些结果为凋落物多样性及组成对自身分解和土壤微生物群落的影响提供了实验依据,也为进一步分析凋落物分解内在机制以及草原生态系统的恢复提供了数据参考。     

Foliar decomposition in a broadleaf-mixed Korean pine (Pinus koraiensis Sieb. Et Zucc) plantation forest: the impact of initial litter quality and the decomposition of three kinds of organic matter fraction on mass loss and nutrient release rates

Foliar litter decomposition of nine species in broadleaf-mixed Korean pine plantation forests, northeast China was assessed over a 34-month field experiment using litterbag method. Litter mass loss generally followed a sequential decomposition of water-soluble fraction (WSF), acid-soluble fraction (ASF), and acid-insoluble fraction (AIF). WSF decomposition contributed most of litter mass loss in the first 6 months, while ASF accounted for most of litter mass loss thereafter. There existed significant autocorrelations among the initial litter quality indices. Initial N, K, Ca, AIF, AIF/N, ASF/N, and WSF/N were significantly related to the percent remaining of litter mass, N, P, Ca, and Mg in both month 12 and month 34. No litter quality can significantly predict the percent remaining of AIF and K. N and P were immobilized by all litters, but Ca, Mg, and K exhibited minor or no immobilization phase. N was the most limiting element in this forest based on the results of correlation analysis and nutrient elements release dynamics. The relationships between WSF, ASF, and AIF loss and N or P release rate fitted the polynomial regression. The decomposition of WSF and ASF were faster than N and P were mineralized during the study. AIF loss rate relative to N and P loss varied greatly among species, with high-N litter showing slower AIF decomposition rates than N and P. The loss rates of WSF and ASF were in proportion to that of K, Ca, and Mg, while AIF decomposed slower than K, Ca, and Mg. This suggested that the decomposition of WSF and ASF caused the net release of K, Ca, and Mg. Responsible Editor: David E. Crowley.     

漓江流域岩溶区檵木群落不同恢复阶段凋落物分解初期动态

为探究漓江流域岩溶区檵木群落不同恢复阶段凋落物的分解情况,运用凋落物袋法研究其凋落物分解初期动态。结果表明:经过1a的分解,檵木群落凋落物失重大小顺序为:灌木阶段乔灌阶段乔林阶段。檵木群落灌木阶段、乔灌阶段和乔林阶段凋落物分解50%所需的时间分别为1.28a、1.38a、1.41a,分解95%所需的时间分别为5.54a、5.97a和6.09a。经过1a的分解,凋落物养分动态变化为:灌木阶段和乔灌阶段C含量总体上升,乔林阶段C含量总体下降;3个恢复阶段N和纤维素含量总体上升;灌木阶段和乔林阶段P含量总体下降,乔灌阶段P含量总体上升;灌木阶段木质素含量总体上升,而乔灌阶段和乔林阶段木质素含量总体下降。相关分析表明,灌木阶段凋落物分解速率分别与C,N,P,C/P,N/P之间呈显著或极显著相关性,乔灌阶段凋落物分解速率与N和木质素/N之间呈显著或极显著相关性,乔林阶段凋落物分解速率分别与N,纤维素、C/N和木质素/N之间呈显著或极显著相关性。     

The Effect of Phosphorus Availability on Decomposition Dynamics in a Seasonal Lowland Amazonian Forest

Once the weathering of parent material ceases to supply significant inputs of phosphorus (P), vegetation depends largely on the decomposition of litter and soil organic matter and the associated mineralization of organic P forms to provide an adequate supply of this essential nutrient. At the same time, the decomposition of litter is often characterized by the immobilization of nutrients, suggesting that nutrient availability is a limiting factor for this process. Immobilization temporally decouples nutrient mineralization from decomposition and may play an important role in nutrient retention in low-nutrient ecosystems. In this study, we used a common substrate to study the effects of native soil P availability as well as artificially elevated P availability on litter decomposition rates in a lowland Amazonian rain forest on highly weathered soils. Although both available and total soil P pools varied almost three fold across treatments, there was no significant difference in decomposition rates among treatments. Decomposition was rapid in all treatments, with approximately 50% of the mass lost over the 11-month study period. Carbon (C) and nitrogen (N) remaining and C:N ratios were the most effective predictors of amount of mass remaining at each time point in all treatments. Fertilized treatments showed significant amounts of P immobilization (P < 0.001). By the final collection point, the remaining litter contained a quantity equivalent to two-thirds of the initial P and N, even though only half of the original mass remained. In these soils, immobilization of nutrients in the microbial biomass, late in the decomposition process, effectively prevents the loss of essential nutrients through leaching or occlusion in the mineral soil.     

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。     

Litter Decomposition of Scirpus maritimus L. in a Mediterranean Coastal Marsh: Importance of the Meiofauna during the Initial Phases of Detached Leaves Decomposition

Growth, senescence and decomposition rates of Scirpus maritimus were studied in a Mediterranean brackish wetland. Plant tussocks were tagged in March, 2002 and were totally dead by September, 2002. Decomposition rates were determined over 360 days using litter bag technique and mass loss, nutrient dynamics, fungal biomass, meiofauna and macroorganisms were determined. Decomposition rate of detached S. maritimus litter was 0.00196 (k, day^–1) with a 54% of mass lost observed in 1 year. The pattern of mass loss was characterized by an initial phase of fast loss of organic matter with high density of meiofauna and a decrease of oxygen content, followed by two slower phases, with no significant losses from 50 to 180 days and with 21% of mass lost from 180 to 360 days. Nitrogen (N) and phosphorus (P) content of plant litter increased during decomposition process whereas atomic C:N and C:P ratios decreased, suggesting a nutrient immobilization on plant detritus. Fungal biomass measured as ergosterol content decreased after submersion of leaves, indicating that their importance in litter decomoposition decreases in submerged leaves during the first days of decomposition. An inverse relationship (r = –0.79, P < 0.005) was observed between ergosterol content and nematodes density on S. maritimus litter. Our results suggest that in Mediterranean brackish marshes, where large amounts of dead organic matter is accumulated over the sediment surface, decomposition process is greatly affected by extremely high temperatures in summer that, if water is available, accelerates microbial activity decreasing oxygen content thus slowing decomposition. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

三峡库区森林凋落叶化学计量学性状变化及与分解速率的关系

凋落物分解是森林生态系统生物元素循环和能量流动的重要环节,其过程是植物与土壤获得养分的主要途径。为了量化凋落叶化学计量学性状变化过程对分解的影响及对凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,用凋落物分解袋法研究了不同林型各自凋落叶化学计量学性状变化及与分解速率关系,结果表明:林下各自凋落叶分解速率是马尾松林栓皮栎林马尾松-栓皮栎混交林,马尾松林、栓皮栎林、马尾松-栓皮栎混交林凋落叶分解50%和95%的时间分别是2.11 a和9.15 a,1.93 a和8.45 a,1.76 a和7.77 a;凋落叶分解过程中,化学计量学性状变化明显,分解450 d后马尾松-栓皮栎混交林碳释放最快,栓皮栎林最慢;3种凋落叶起始N含量是栓皮栎林最高,马尾松林最低,分解450 d后马尾松林、栓皮栎林和马尾松-栓皮栎混交林N含量分别增加了66.67%、44.91%和44.52%,而P含量分别释放了30.80%、38.89%和42.29%。凋落物不同化学计量学性状与分解速率关系不同,3种林型凋落叶分解速率均与N含量呈正相关(P0.01),与C含量(P0.01)、C/N比(P0.01)呈负相关,与N/P比呈负二次函数关系(P0.01),而P含量与3种林型关系不同,与栓皮栎林(P0.01)和马尾松林(P0.05)呈负线性关系,与马尾松-栓皮栎混交林呈负二次函数关系(P0.05)。研究表明,不同林型凋落叶分解中的养分动态趋向利于分解变化,N、P养分动态是生态系统碳平衡和凋落物分解速率的主要因素,混交林中混合凋落物的养分迁移是分解相对较快的原因。     

Nature and nurture in the dynamics of C, N and P during litter decomposition in Canadian forests

We measured changes in carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations and mass of 10 foliar litters decomposing over 12 years at 21 sites across Canada, ranging from subarctic to temperate, to evaluate the influence of litter quality (nature) and forest floor (nurture) on N and P dynamics. Most litters lost P faster than N, relative to C, except in one litter which had a high initial C:P quotient (2,122). Net N loss occurred at mass C:N quotients of between 33 and 68, positively correlated with the C:N quotient in the original litter, and net P loss likely occurred at C:P quotients between 800 and 1,200. Forest floor properties also influenced N and P dynamics: the higher the C:N or C:P quotient in the surface soil organic matter, the smaller the proportion of initial N or P left in the decomposing litter, relative to C. There was a convergence of C:N and C:P quotients as the litters decomposed, with an overall mass ratio of 427:17:1 when the litters reached 20% original C remaining. These results, covering a wide range of sites and litters and thus decomposition rates, showed that the C:N:P quotients followed similar trajectories and converged as the litters decomposed. The relative loss of N and P was affected by both the initial litter nutrient concentration and the chemistry of the site forest floor, with the former being more important than the latter, resulting in spatial variations in nutrient content of the forest floor.     

川西高山林线交错带凋落物纤维素分解酶活性研究

以川西高山林线交错带3种典型植被类型(针叶林、高山灌丛、高山草甸)下两个层次(LF层: 新鲜凋落物层和发酵层; H层: 腐殖质层)的凋落物为研究对象, 分别模拟凋落物分解的前期和后期阶段, 对凋落物分解过程中的纤维素酶活性及凋落物质量进行了研究。结果表明, 凋落物分解前期的纤维素酶活性和纤维素含量均显著高于分解后期, 但植被类型对LF和H层的纤维素含量的影响都不显著。双因素方差分析结果表明, 凋落物分解阶段对纤维素酶活性和纤维素含量的影响比植被类型对纤维素酶活性和纤维素含量的影响更大。不同种类的纤维素酶活性在分解前期和分解后期受到不同因子的限制。凋落物分解前期, 微晶纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性可能受N、P含量的限制, 而羧甲基纤维素酶主要受底物纤维素含量控制; 凋落物分解后期, 羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶可能受C、N含量的限制。生态化学计量学的理论预测, 底物质量比C:N > 27或C:P > 186时会限制微生物生长, 因此判断高山林线交错带凋落物微生物生物量和纤维素酶活性同时受到底物N、P的限制, 尤其是高山草甸上微生物生物量在凋落物分解前期受到底物N、P的限制比分解后期更显著, 这充分说明了底物质量调控着凋落物分解过程中的纤维素酶活性和微生物生物量。     

不同水分条件下毛果苔草枯落物分解及营养动态

于2009年5月至2010年5月采用分解袋法,研究了三江平原典型湿地植物毛果苔草枯落物分解对水分条件变化的响应,探讨了典型碟形洼地不同水位下枯落物分解1a时间内的分解速率与N、P等营养元素动态。分解1a内,无积水环境下枯落物失重率为34.99%,季节性积水环境下为27.28%,常年积水环境下随水位增加枯落物失重率分别为26.99%与30.67%,表明积水条件抑制了枯落物的分解。枯落物的分解随环境变化表现出阶段性特征,分解0—122 d内随水位增加枯落物失重率分别为16.09%、24.25%、23.53%与26.60%,即生长季内积水条件促进了枯落物有机质的分解及重量损失。而随实验进行,分解122—360 d内随水位增加毛果苔草枯落物的失重率分别为18.90%、3.02%、3.46%、4.03%,即在非生长季土壤冻融期积水条件抑制了枯落物分解(P<0.05)。水分条件对毛果苔草枯落物N元素的影响表现为积水条件促进生长季内枯落物的N固定,水位最高处毛果苔草N浓度显著高于无积水环境(P<0.05)。但进入冻融期后积水环境下枯落物N浓度与含量降低;其中季节性积水限制了枯落物的N积累能力,至分解360d时与初始值相比表现出明显的N释放(P=0.01)。毛果苔草枯落物分解61d时P出现富集,其中积水条件下P的富集作用增强,但与水位不相关。分解1a后毛果苔草枯落物表现为P的净释放,不同水分条件下枯落物P元素损失没有明显差异(P>0.05)。