滨海围垦湿地芦苇凋落物分解对模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTC)模拟增温,结合网袋法,研究了空气增温(1.984±0.7)℃对崇明东滩滨海围垦湿地代表植物——芦苇(Phragmites australis)不同凋落物组分(茎和叶)分解速率的影响,并分析增温和非增温条件下凋落物分解速率与1.2 m高度的空气温度、0～5 cm土壤温度及0～5 cm土壤湿度3种主要环境因子的相关性及其变化.结果表明:①增温与不增温处理下,OTC组和对照(CG)组芦苇茎的年分解率分别为49.20%和45.11%,而叶的年分解率分别为63.52%和58.53%,增温对叶的分解促进作用更加显著;②增温增大了湿地芦苇凋落物分解常数K值,OTC组和CG组茎的平均K值分别为0.028和0.027,叶的平均K值分别为0.093和0.080,叶的增幅显著大于茎的增幅;③3种主要环境因子与滨海围垦湿地芦苇凋落物的分解速率相关性由大到小依次是1.2 m空气温度>0～5 cm土层温度>0～5 cm土层湿度,且增温使分解速率与3种环境因子相关性程度均增大,其中,叶分解速率与土壤温度的相关性变化最显著,增大6.43%.综上所述,气温是影响滨海围垦湿地芦苇凋落物分解的关键环境因子,增温不仅会增大滨海围垦湿地芦苇凋落物的分解速率,同时也会改变芦苇凋落物分解速率与主要环境因子的相关性.     

互花米草凋落物分解微生物的群落组成和多样性对模拟增温和增氮的响应

为了探究互花米草凋落物分解微生物群落对全球变暖和氮输入增加的响应特点,采集天津滨海湿地原生态土壤和互花米草叶片凋落物,通过模拟增温和增氮的交互实验,分析不同实验处理条件下互花米草凋落物可培养细菌和真菌的数量、群落组成和多样性的差异及土壤因子对土壤微生物群落的影响.结果显示：(1)增温使互花米草凋落物可培养细菌数量减少,真菌数量增加,细菌和真菌群落的多样性均降低.(2)中等增氮水平提高了细菌和真菌数量及群落多样性.(3)增温响应比结果表明,氮输入增加可影响增温对互花米草凋落物细菌和真菌数量及群落多样性的作用.(4)土壤有效磷含量、亚硝态氮含量和硝态氮含量对细菌群落组成有显著影响,土壤铵态氮含量、亚硝态氮含量、有效磷含量和硝态氮含量对真菌群落组成有显著影响.本研究表明,全球变暖和氮输入增加将对分解滨海湿地植物凋落物的微生物群落产生显著影响,这将改变滨海湿地中微生物驱动的物质循环模式.     

不同落叶林林下凋落物的分解与养分归还

用分解袋法研究胡桃楸、落叶松纯林及其混交林下叶凋落物的分解及养分归还速率。结果表明：在1个生长季内，3种林分叶凋落物分解速率从大到小依次为：胡桃楸纯林、混交林、落叶松纯林。胡桃楸纯林叶凋落物归还氮的速率最快，落叶松纯林叶凋落物归还磷、钾的速率最快。二组成混交林后，混交林叶凋落物归还氮的速率较落叶松纯林明显提高，而归还磷、钾的速率较胡桃楸纯林明显提高。胡桃楸与落叶松混交后叶凋落物养分归还速率较其各自纯林的有所提高，可能是混交林增产机理之一。     

人工湿地3种植物凋落物分解及其对水位降低的响应

为了解人工湿地种植的3种植物凋落物分解特征,采用网袋法,通过1 a的凋落物分解实验,研究了人工湿地3种植物(美人蕉、狭叶香蒲和梭鱼草)凋落物储量、凋落物分解动态及其对水位降低的响应.结果表明：美人蕉、狭叶香蒲和梭鱼草3种植物凋落物储量分别为1 887.83、1 073.25、2 358.86 g·m－2;分解1 a后,3种凋落物年分解率各自为63.5%、46.5%、61.1%,且它们之间存在差异显著(p<0.05).通过Olson 经典指数模型拟合的3种凋落物分解方程,表明了美人蕉凋落物分解速率最高(k＝0.063),其次为梭鱼草(k＝0.047),最小为狭叶香蒲(k＝0.032);湿地植物立枯期间,模拟3种植物美人蕉、狭叶香蒲、梭鱼草的枯落物(叶)在立枯期间的分解速率比枯落物死亡后放置地表的分解速率各自减少6.9%、8.6%和6.9%.人工湿地岸带,水位降低,美人蕉、狭叶香蒲、梭鱼草3种植物凋落物的分解速率分别较水淹条件下增加了33.8%、42.5%和69.6%.这些结果表明气候变暖,可能降低湿地岸带水位,进而增强湿地碳释放.     

模拟酸雨对毛竹凋落物分解的影响

2006年9月开始,采用分解袋法,在酸雨危害较为严重的浙江省临安市,模拟研究了酸雨对毛竹叶凋落物分解的影响。实验设置中度(pH4.0)和重度(pH2.5)酸雨胁迫处理和对照实验(pH5.6),每种处理3次重复。结果表明,在酸雨胁迫条件下,凋落物分解速率受到不同程度的制约,毛竹的分解速率随酸雨胁迫强度的增强而减小。毛竹凋落物在对照组中分解速率最高(0.69),其次是在中度酸雨胁迫下的分解速率(0.57),而重度酸雨胁迫下分解速率最低(0.33)。在重度和中度酸雨胁迫下以及对照处理中,凋落物分解95%的时间分别为9.08 a,5.26 a和4.34 a。随着酸雨胁迫强度的增强,毛竹凋落物分解速率对酸雨胁迫的响应表现越敏感。     

苏北沿海不同土地类型土壤动物群落及其对凋落物分解的影响

明确苏北沿海不同土地类型土壤动物群落特征及其对凋落物分解动态的影响,选择江苏省东台林场不同土地利用类型(杨农复合林、杨树纯林、农田和草地)作为实验样地,采用网袋法对其开展定位观测研究,研究中共获得25 715个土壤动物标本,隶属于3门13纲35类; 在杨农复合林的网袋内土壤动物总个体数显著大于其他土地类型的,杨农复合经营在一定程度上刺激了中小型土壤动物数量的增长; 不同土地利用类型、不同孔径网袋凋落物残留率均存在显著性差异(p <0.01); 不同孔径网袋内凋落物分解残留率平均值为小孔(59.32%)>大孔(48.03%)>中孔(44.70%); 土壤动物的个体相对密度年均值(每克土壤含35.46～69.79个)和类群相对密度年均值(每克土壤含1.17～1.54目)均与凋落物分解残留率存在显著负相关; 各样地小型土壤动物对凋落物分解的平均贡献率(24.89%)均显著大于大型土壤动物的贡献率(0.70%)。因此,不同的土地利用类型导致样地凋落物输入的改变,可能影响土壤动物群落组成与结构,从而对凋落物分解产生一定的影响。     

中国森林凋落物分解速率的空间格局及 主控因子:基于最优线性混合模型

基于与中国森林生态系统凋落物的分解速率有关的国内外文献资料,共收集覆盖热带、亚热带与温带3大气候区的569个分解速率记录,在此基础上建立了最优线性混合模型,分析了环境因子、凋落物基质质量和自身物理特征对凋落物分解速率的影响,揭示了影响凋落物分解的主控环境因子和空间格局差异.结果表明:分解速率随温度、降水、初始N、K质量分数的增加而增加,随海拔、纬度、分解时间、初始C质量分数、w(C)/w(N)、w(木质素)/w(N)、w(C)/w(P)的增加而减小;天然林和人工林凋落物分解速率无显著差异,阔叶林分解快于针叶林,针阔混交林与针叶林分解无显著差异,凋落物枝的分解速率显著低于其他组分;在全国大的空间尺度上,环境因素很重要,它们能够解释森林凋落物分解速率85%的变异,其中网孔、分解时间和海拔是森林凋落物分解的主控因子,而网孔和温度、网孔和海拔、海拔和分解时间分别为阔叶林、针叶林和针阔混交林的分解速率的主控因子.反演的中国森林凋落物的分解速率存在较大的空间异质性,其值大多为0.2~2.0.     

雪灾对武夷山毛竹林凋落物分解动态的影响

为了研究雪灾干扰对森林生态系统物质循环与能量流动的影响,利用大样袋网袋法对武夷山3种程度受灾的毛竹林样地中凋落物的分解进行了连续1 a的观测研究。结果显示：毛竹凋落物的分解失重呈先快后慢的趋势,在夏季,不同样地毛竹凋落物分解速率随受灾程度的加重而显著加快,不同受灾样地秋冬两季凋落物分解速率没有显著差异,春季重度受灾竹林分解速率又显著快于中度与轻度受灾竹林。3种样地毛竹凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型,且分解系数k从大到小排序为：重度受灾样地、中度受灾样地、轻度受灾样地。不同受灾竹林凋落物的分解速率均与土壤温度、雪灾输入林地生物量呈显著正相关,与郁闭度呈显著负相关,与土壤湿度不相关。研究表明雪灾加快了森林生态系统的有机物质的分解。     

台湾桤木-扁穗牛鞭草复合模式下凋落物分解及其养分释放动态

采用凋落物分解袋法,对2种台湾桤木复合模式(A.台湾桤木-扁穗牛鞭草,B.台湾桤木-自然草)林地地上凋落物(叶、枝)、地下细根的分解及其养分释放动态进行了研究。结果表明:1经过1年的分解,凋落物叶分解最快,其次是细根(混合根),枝分解最慢,且3种凋落物干质量残留率均为A模式低于B模式,方差分析显示,扁穗牛鞭草的植入显著增加了凋落物枝和根的分解速率(P<0.05),而对凋落物叶分解速率影响不显著(P>0.05)。2凋落物初始木质素含量、m(C)/m(N)、m(木质素)/m(N)和m(木质素)/m(P)等与凋落物分解速率均呈显著的负相关关系(P<0.05,P<0.01);除B模式细根外N含量均与凋落物分解速率存在显著正相关关系(P<0.05)。3在凋落物叶、枝、根分解过程中,C、K元素呈现净释放状态,N元素动态呈现富集—释放规律,而P元素在凋落物叶分解过程中呈现快速净释放过程;扁穗牛鞭草的植入显著加快了3种凋落物中C(除凋落物叶)、N、P元素的释放(P<0.05)。     

铅污染对湘西地区毛竹凋落物分解的影响

【目的】深入了解毛竹凋落物在不同铅污染环境中的分解机制。【方法】通过外源铅污染添加试验, 采用凋落物分解袋法研究了毛竹凋落物质量损失、凋落物呼吸、真菌生物量和酶活性分解对重度(2000mg·m-2) 、中度(1000mg·m-2)、轻度(500mg·m-2 )铅污染的短期(60d)响应。【结果】在60d的分解期内施加外源铅整体抑制了毛竹凋落叶的分解,中度和重度铅污染处理组凋落叶质量存留率高于其他组;在分解期的前40d ,施加外源铅对毛竹凋落叶的二氧化碳释放量和菌丝量总体起抑制作用;在分解过程进行60d后,外源铅污染铅促使了毛竹凋落叶二氧化碳释放量和菌丝生物量的增加;在60d的分解期内,不同程度的铅污染均整体抑制了纤维素酶和漆酶活性,但对淀粉酶活性的增加稍有促进作用。【结论】重金属铅对毛竹凋落物分解产生了明显负面影响, 这为理解重金属矿区附近植被凋落物的分解机制提供了参考。
     

铅污染对湘西地区毛竹凋落物分解的影响

【目的】深入了解毛竹凋落物在不同铅污染环境中的分解机制。【方法】通过外源铅污染添加试验,采用凋落物分解袋法研究了毛竹凋落物质量损失、凋落物呼吸、真菌生物量和酶活性分解对重度(2 000mg·m-2)、中度(1 000mg·m-2)、轻度(500mg·m-2)铅污染的短期(60d)响应。【结果】在60d的分解期内施加外源铅整体抑制了毛竹凋落叶的分解,中度和重度铅污染处理组凋落叶质量存留率高于其他组;在分解期的前40d,施加外源铅对毛竹凋落叶的二氧化碳释放量和菌丝量总体起抑制作用;在分解过程进行60d后,外源铅污染铅促使了毛竹凋落叶二氧化碳释放量和菌丝生物量的增加;在60d的分解期内,不同程度的铅污染均整体抑制了纤维素酶和漆酶活性,但对淀粉酶活性的增加稍有促进作用。【结论】重金属铅对毛竹凋落物分解产生了明显负面影响,这为理解重金属矿区附近植被凋落物的分解机制提供了参考。     

不同林龄油松针叶凋落物初期分解特性比较

应用凋落袋法,研究了北京山区24、32、40年生油松(Pinus tabulaeformis)人工林针叶凋落物初始化学组成、分解速率以及养分释放过程。结果表明:凋落物初始基质无机养分含量、灰分、粗蛋白、C/N在3个林龄之间差异性明显(p<0.05)。凋落物失重率季节动态变化表现为双峰型,且季节变化明显。随着林龄的增大,针叶凋落物年平均分解速率、分解系数k值逐渐增大。通过重复测量设计的方差分析可知,随着分解时间的延长,失重率、N剩余百分率在不同林龄间均有显著性差异,而P、K、Ca、Mg元素的积累释放受林龄影响不明显(p<0.05)。     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。     

两种红树植物落叶分解速率的研究

研讨了红树林生态系统结构中的一个关键环节:落叶的分解速率。结果表明,春、夏、秋、冬四季,九龙江口主要的红树林种类秋茄(Kandelia candel)和白骨壤(Avicennia marina)落叶的半分解期分别为26、18、24、56d和14、6、11、25d;落叶中的主要元素氮、磷、钾在分解过程中也其有较快的释放速率;采用不同孔径分解网的对比结果表明,海洋动物通过啃食和破碎对落叶的分解可能起了重要作用。高分解率使红树植物提供的大量凋落物很快地进入河口海岸生态系统的其它方面。     

亚热带森林转换对凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构的影响

以地带性植被建群种米槠(Castanopsis carlesii)的凋落叶为研究对象,采用不同孔径凋落物袋排除土壤无脊椎动物的方法,分析常绿阔叶林转换为米槠人工林后凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构、多样性和功能群。以米槠凋落叶完全分解为研究期间,共捕获土壤无脊椎动物6 417头,隶属3门12纲27目114科,其中白蚁科为优势类群。2种林分凋落叶分解过程中总的、大型土壤无脊椎动物丰度均于30 d到达峰值,而中小型为15 d,类群数均在91 d达到峰值,整体的动态变化规律较为相似。常绿阔叶林转换为人工林后,土壤无脊椎动物丰度和类群数显著降低,其中中小型土壤无脊椎动物丰度的响应更为迅速,降低了33.67%;林型转换后,土壤无脊椎动物各功能群个体数量均有所减少,其中杂食性土壤无脊椎动物对林型转换最为敏感,降幅达37.85%;土壤无脊椎动物群落的多样性指数、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数也均有所降低。冗余分析表明,土壤有机碳含量和土壤温度是调控凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构的主要因子,总解释率达22.4%。可见,亚热带常绿阔叶林转换为人工林的森林林型转换会导致森林地表理化特征变...     

松嫩草原优势植物羊草和芦苇凋落物的分解对模拟增温及氮沉降的响应

以松嫩草原优势植物羊草和芦苇凋落物为研究对象,利用红外线加热器模拟大气升温,人工施氮肥模拟氮沉降,探讨了羊草、芦苇凋落物的分解对增温和施氮的响应.结果表明:增温和施氮不同程度地加快了两种凋落物的分解.羊草凋落物的残留率从小到大依次为:增温+施氮处理(69.3%),施氮处理(75.75%),增温处理(81.2%),对照(83.8%);芦苇凋落物残留率为:增温+施氮处理(78.85%),施氮处理(83.25%),对照(85.60%),增温处理(86.50%).通过Olson模型预测,增温和施氮处理将缩短羊草和芦苇凋落物的分解周期.对凋落物中细菌、真菌、放线菌的生物量与分解量进行的多元回归分析表现,细菌生物量偏回归系数最大,是影响两种凋落物分解的主要分解者.在整个分解过程中,凋落物有机碳含量与分解量具有显著的相关性.凋落物中全氮和全磷存在固持现象     

中国陆地生态系统叶凋落物分解的格局及控制因素

分析我国大空间尺度下气候对叶凋落物分解的调控机制,可以为预测中国生物地球循环对未来气候变化的响应提供理论基础和数据支持。针对我国大空间尺度下叶凋落物的分解建立数据库,中国叶凋落物平均分解速率为0. 726y-1,其中阔叶草本针叶。分解速率与年均温、年均降水、凋落物N、P和K含量正相关,而与凋落物C、纤维素和木质素含量负相关。本研究证明气候可以直接影响凋落物分解,但是并不支持气候通过凋落物性质而间接影响凋落物分解这一观点。年均降水和凋落物养分含量解释了全部叶凋落物分解速率85. 4%的变异,而年均降水和凋落物纤维素含量解释了阔叶凋落物分解速率84%的变异。这些结果表明,大空间尺度下,气候和凋落物性质直接影响着中国陆地叶凋落物分解,且气候比凋落物性质更重要。     

早春类短命植物多被银莲花分解动态

以早春类短命植物多被银莲花(Anemone raddeana)为研究对象,利用分解袋埋藏法研究多被银莲花分解过程中的质量残留率、分解速率及周转时间,为深入研究多被银莲花等早春植物养分循环奠定基础.结果发现:多被银莲花凋落物质量随分解时间的推移显著下降,分解初期(10 d)平均质量残留率在10%左右;分解30 d,多被银莲花凋落物质量损失率达到最大;在3种林分中,质量残留率总体上表现为阔叶红松林白桦林落叶阔叶混交林.分解30 d,多被银莲花在阔叶红松林中的平均质量残留率为56%,分别为白桦林(47%)和落叶阔叶混交林(37%)的1.2和1.5倍.多被银莲花平均分解速率为0.030 g/(g·d),在落叶阔叶混交林中分解速率最高(0.033 g/(g·d)).分解50%平均需要23 d,在3种林分中表现为落叶阔叶混交林(21 d)阔叶红松林(22 d)白桦林(27 d);平均周转时间为101 d,在白桦林中周转时间最长(115 d),落叶阔叶混交林中最短(91 d).多被银莲花分解速率与土壤温度呈显著正相关关系.     

增温和增氮对天津滨海湿地芦苇凋落物分解微生物群落组成和多样性的影响

为了探究全球变暖和氮输入增加对滨海湿地植物凋落物分解微生物群落的影响,在天津滨海湿地采集原状土壤和芦苇叶片凋落物,通过模拟增温和增氮实验,分析不同温度和氮输入水平条件下芦苇凋落物可培养细菌和真菌数量、群落组成和多样性的差异,并分析细菌和真菌群落组成与土壤理化因子间的相关关系.结果表明:增温处理能够使细菌数量下降,对真菌数量无显著影响.氮输入水平增加可使细菌数量下降,使真菌数量呈先上升再下降的趋势.常温处理中,细菌群落多样性随氮输入水平增加而上升,增温处理中,细菌群落多样性随氮输入水平增加而下降;增温和增氮处理均可降低真菌群落的多样性.冗余分析显示,对细菌群落组成起主导作用的土壤因子为土壤总磷含量(解释度16.40%)、亚硝态氮含量(解释度14.10%)和铵态氮含量(解释度12.70%);对真菌群落组成起主导作用的土壤因子为土壤亚硝态氮含量(解释度16.70%)和pH值(解释度12.40%).     

栽杉保阔法对杉木林凋落物性状的影响

１９８５ 年春用栽杉保阔法和传统育林法,在江西省吉安地区武功山林场营造杉木试验林,研究不同育林法对林地土壤肥力的影响。经１０ ａ 的观测初步取得林地土壤有机质、全氮量增加的试验结果。为进一步探讨其机制,采用凋落物层形态调查和室内堆腐实验相结合的方法,观察两种不同林分凋落物层性状和分解速率。分析表明,在营林过程中,栽杉保阔法保留了林地上萌生和侵入的阔叶树种,其凋落物层中增加了阔叶成分,林地凋落物的结构、性状和分解速率,均优于传统育林法,且凋落物层的酸度有所降低,土壤有机质含量略见增加。