红松针叶的凋落及其分解速率研究

在长白山森林生态系统研究中,对红松（pinus koraiensis)针叶凋落情况及其分解过程进行研究,表明,红松针叶一般可存活3－4a,调查中存活的为6a。红松叶的寿命与光照密度相关,在针中密集及透光不足的地方针叶寿命较短。红松针叶凋落后,在林地上分解较快,一般4a后其干重保持率为16．6％。模拟实验证明,红松针叶的分解率与海拔和植被类型密切相关。在海拔低的红松阔叶林下,因气温高,分解较快;在海拔较高的云冷杉红松林和岳桦林中分解速度变慢,在高山苔原带分解最慢。     

还田秸秆分解与氮素释放的动态模拟

还田秸秆的分解与氮素释放动态是作物养分管理的重要依据。建立了秸秆分解氮素释放动态的“整吞”式动态模拟模型。模型由秸秆有机质分解和残余有机质含氮率动态模拟两部分组成,有机质分解的温度效应用指数函数描述,水分效应用分段线性函数描述,用“标准天”反映温度与水分的综合影响,残余有机质含氮率动态变化用“标准天”为变量的函数模拟,初始秸秆含氮量与残余秸秆含氮量之差即为秸秆分解的氮素净释放。“整吞”式较之“吃馅饼”式建模构思,所需参数少且易通过实验获得,增加了模型的可用性,利用在淮北滨海地区小麦的试验资料对模型的有效性进行了验证。     

瘠薄红壤中有机物质的分解特征

通过田间定位试验观测,研究了瘠薄红壤条件下主要有机物质的分解速率和过程特征及控制因素。结果表明：瘠薄红壤中有机物质的分解速率较慢,不同有机物质的腐殖化系数在0.28-0.64之间,平均为0.45,此值约比一般红壤高34%;这与瘠薄红壤粘粒含量较高,酸度较大,原土有机质含量低有关,但在红壤地区导致有机物质分解速率差异的土壤性质诸因素中,土壤酸度占主导地位,其次是原土有机碳含量,瘠薄红壤中有机物质的分解速率在第1年比一般红壤中慢,第2年反而分解较快,其后这种差异逐渐缩小,瘠薄红壤条件下每100kg有机物质每年所能形成的土壤有机质量约在30kg左右,因此,适当施用有机肥可以较快地增加瘠薄红壤的有机碳含量。     

降水量对川西北高寒草甸牦牛粪分解速率的影响

青藏高原高寒草甸的降水年际变化很大,而且在未来全球气候变化的背景下可能进一步增大.为了研究降水量变化对川西北高寒草甸牦牛粪分解的潜在影响,通过塑料膜覆盖(去除降水)、模拟额外增水(增水量为实际降水量的50％)和对照(野外无干扰情形)形成3种不同的水分处理.测定了牛粪的含水量、干重及氮磷含量,并统计了主要分解者(手捡法获取粪食性甲虫及其幼虫)的种类和数量.结果发现:覆盖处理显著地降低了牛粪含水量、牛粪中的粪食性甲虫数量与牛粪分解量,但增水处理并没有显著影响牛粪的分解进程,可能与实验期间降水量较高有关.在牛粪分解前期,粪食性甲虫数量与牛粪含水量之间正相关,而牛粪分解量与粪食性甲虫数量之间正相关,说明牛粪含水量的高低影响了粪食性甲虫数量,进而决定了牛粪分解量.但是,降水量的人为增加或减少均没有显著地改变牛粪中的全氮和全磷含量.总体上看,在高寒草甸的放牧生态系统中,降水量的减少将会降低牛粪的分解速率、延长牛粪分解过程,从而可能会降低生态系统的生产力水平.     

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。     

全球气候变暖对凋落物分解的影响

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。     

黄土高原不同树种枯落叶混合分解效应

混交林中不同树种枯落物混合分解是否产生促进或抑制作用是评价种间关系和混交适宜性的重要依据之一。以黄土高原主要树种为对象,通过室内枯落叶混合分解模拟试验,结果表明:(1)沙棘、白榆、柠条和小叶杨枯落叶分解最快(周转期1 a左右),其次为旱柳、侧柏和白桦枯落叶(周转期略大于1 a),紫穗槐、辽东栎和刺槐枯落叶分解稍慢(周转期1.5 a左右),而樟子松、落叶松和油松枯落叶分解最慢(周转期略大于2 a)。(2)对于针叶树,与油松枯落叶混合,存在明显促进分解作用的是侧柏、落叶松,其次是白桦、沙棘和刺槐;与樟子松枯落叶混合,存在明显促进分解作用的是落叶松、侧柏、沙棘、白榆,其次是柠条、紫穗槐和小叶杨,而存在明显抑制分解作用的是刺槐,其次是白桦和辽东栎;与落叶松枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是白榆、白桦和辽东栎,存在较明显抑制作用的是刺槐;紫穗槐与侧柏枯落叶混合存在较明显的抑制分解作用。(3)对于阔叶树,与小叶杨枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是紫穗槐,其次是辽东栎和刺槐;与刺槐枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是白榆和沙棘,存在明显抑制分解作用的是柠条,其次是辽东栎和白桦;与白桦枯落叶混合,存在较明显促进分解作用的是辽东栎和紫穗槐,存在较明显抑制分解作用的是柠条;白榆与辽东栎、旱柳枯落叶混合均存在较明显的促进分解作用,而白榆与柠条枯落叶混合存在较明显的抑制分解作用;紫穗槐与旱柳、沙棘枯落叶混合均存在较明显的促进分解作用,而紫穗槐与柠条枯落叶混合有较明显的抑制作用。     

羊草草原枯枝落叶分解的研究——主要优势植物的分解速率和损失率

分解速率和损失率从不同侧面反映了枯枝落叶分解动态,羊草草原主要优势植物,羊草（Leymus chinensis),拂子茅（Calamagrostis epigejos),减蓬（Suaeda glauca),碱茅（Puccinellia tenuiflora),五脉山黎豆（Lathyrus quinqueneruivs),碱蒿（Artemisia anethifolia)分解速率的季节变化动态近似倒“V”字型,损失率的季节变化呈S型,反了枯枝落叶的失重情况,枯枝落叶的化学组成成分是造成不同种植物间分解差异的主要原因,特别是C／N比与分解快慢有密切关系,分解初期,枯枝落叶的损失符合指数衰减模型,枯枝落叶损失95％所需时间,羊草群落约为8．8a,杂类草群落约为9．7a,碱茅群落约为7．1a,碱蓬群落约为4．7a。     

有机碳质量对黄河三角洲芦苇凋落物分解及其温度敏感性的影响

凋落物分解速率及其温度敏感性Q_(10)能够影响凋落物对土壤的碳归还及其对全球变暖的响应。然而,凋落物有机碳质量对凋落物分解及其温度敏感性的影响研究仍不充分。以黄河三角洲芦苇(Phragmites australi)为例,通过凋落物袋法、室内模拟实验及固态~(13)C核磁共振技术,研究有机碳质量对凋落物分解及其温度敏感性的影响,探讨预测凋落物分解及其温度敏感性的指标。结果表明:(1)随着凋落物分解,易分解碳组分(烷氧碳、双烷氧碳)相对含量逐渐降低,而难分解碳组分(芳香碳)相对含量显著增加,疏水碳/亲水碳、芳香碳/烷氧碳比值逐渐增大,凋落物有机碳更加稳定,凋落物呼吸速率及失重率呈下降趋势。(2)凋落物失重主要受烷基碳、烷氧碳相对含量及C/N的影响,凋落物CO_2累积释放量主要受烷氧碳及双烷氧碳相对含量的影响。羰基碳相对含量可以用来解释Q_(10)的变异。因此,相对于生态化学计量比,烷基碳、烷氧碳、双烷氧碳、羰基碳相对含量是预测凋落物分解及其温度敏感性的敏感性指标。     

西沙永兴岛抗风桐与海岸桐群落凋落叶分解及中型土壤动物的贡献

我国南海诸岛主要是珊瑚岛。植物凋落物分解是生态系统元素循环的关键环节,但目前关于南海珊瑚岛生态系统凋落物分解的研究还是空白。以我国西沙群岛的优势树种抗风桐（Pisonia grandis）和海岸桐（Guettarda speciosa）为研究对象,采用凋落物袋法,分别于分解期间的第3、6、9、13和15个月取样,探究中型土壤动物对两种植物群落中凋落物分解过程中质量损失和养分释放的影响。结果表明：与没有中型土壤动物存在的情况（0.1 mm凋落物袋）相比,分解开始后的6个月内,中型土壤动物存在（2 mm凋落物袋）使抗风桐和海岸桐凋落叶分解速率分别提高了12.3%和4.8%（P<0.05）;分解6-15个月期间,中型土壤动物存在使抗风桐和海岸桐凋落叶分解速率分别提高了33.0%和12.3%（P<0.05）。中型土壤动物排除显著影响了不同分解阶段凋落叶总碳（Total carbon,TC）、总氮（Total nitrogen,TN）、纤维素、木质素和半纤维素的残留率变化。中型土壤动物群落组成受土壤温度显著影响（P<0.05）,它们对凋落叶分解的贡献可能主要受优势类群如真螨目和寄螨目的影响。相较海岸桐,抗风桐凋落叶的分解周期更短,中型土壤动物对其的贡献更大;选用抗风桐作为南海珊瑚岛退化植被恢复或新建的先锋种对促进生态系统元素循环更有利。