热带亚热带森林凋落物交互分解的养分动态

为了探究全球变暖对森林凋落物分解速率及养分释放的影响，笔者在跨气候带的大尺度下进行了森林凋落物的交互分解实验.在热带的尖峰岭和亚热带的鼎湖山各选样地1个，它们有相似的海拔高度、土壤类型、年均降雨量及干湿季节律，年均气温为主要差异，达3.7 ℃.各样地分别收集了10种当地的优势树种的凋落叶.其中2个样地各自的优势种青皮和锥栗，2个样地均有的共同种荷木做为单种样.10种凋落叶的等重量混合为混合样，共计6类凋落叶，交互置于2个样地分解.结果表明:6类凋落叶在尖峰岭的分解速率显著大于在鼎湖山的分解速率.凋落叶分解的表观Q10在3.7～7.5范围内.在这个增温范围内，凋落叶分解加快的程度可达1.36～3.06倍，鼎湖山凋落叶第1年归还的N、P和C将分别增加32.42、1.033和741.1 kg/hm[[sup]]2[[/sup]]只在鼎湖山的分解中，分解速率常数k值与凋落叶初始质量参数木质素/N、木质素、木质素/P、木质素纤维素商(HLQ)、C有显著的较高相关性，而在尖峰岭的分解中k值与凋落叶初始质量参数无显著相关性.      

降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响

  目的  凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节。探究降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响，有助于理解油松人工林碳（C）氮（N）循环对降雨减少的响应，可为气候变化情景下人工林生态系统功能预测与评估提供科学支撑。  方法  以北京八达岭林场油松人工林为研究对象，采用野外控制实验，通过设置3个减雨水平（100%减雨、50%减雨和对照），对比分析不同处理下油松人工林凋落叶分解过程中的质量损失和C、N动态。  结果  布设分解袋5个月后（2018年5—10月），100%减雨处理下的油松凋落叶未见质量损失，甚至出现微弱的物质积累；50%减雨处理下的凋落叶质量残留率、C残留率和N残留率分别为75.75%、49.31%和71.00%；对照下分别为73.18%、51.92%和75.50%。凋落叶质量和C、N残留率在50%减雨处理和对照间差异不显著。50%减雨处理和对照下的年分解速率k分别为0.64和0.92。油松凋落叶月分解速率与土壤含水量之间呈显著正相关。50%减雨处理和对照下的油松凋落叶N元素呈现出先富集（6月）后释放（7—10月）的动态。  结论  在北京油松人工林中，降雨减少对油松凋落叶分解的影响依赖于降雨减少的程度，在轻度和中度干旱下其分解速率仅略微下降，且C、N动态基本维持不变；而严重干旱下其分解速率和C、N周转均受到强烈制约。      

间伐对华北落叶松林凋落物分解的影响

  目的  凋落物是森林生态系统中养分循环的重要组成部分,凋落物的分解及其伴随的养分释放和土壤有机物结构的变化是森林生态系统运作的一个重要方面。采取措施加快凋落物分解,对于加快养分归还、促进林木生长具有十分重要的理论及现实意义。  方法  以河北省塞罕坝机械林场中4种间伐强度的华北落叶松人工林为研究对象,采用凋落物分解袋法布设凋落物,分别测定0（CK）、15%、20%、30% 4种间伐强度下（以下分别简称为CK、15%、20%、30%）凋落物、有机质、全碳（C）、全氮（N）、全磷（P）、全钾（K）的残留率等8项物理和化学养分指标,采用双因素方差分析及Duncan多重比较等方法研究华北落叶松凋落物的分解速率及养分动态变化。  结果  （1）间伐显著降低了华北落叶松凋落物的残留率,到2015年9月,残留率大小分别为:CK > 30% > 20% > 15%;（2）不同间伐强度下,华北落叶松凋落物分解速率大小依次为:15% > 30% > 20% > CK,其中,30% 和20%间伐强度下分解速率差异不大。（3）间伐强度和时间发生对有机质、C、N、P残留率有交互作用,且影响极显著,而K残留率几乎不受间伐强度影响。华北落叶松凋落物中的N、P残留率与分解速率呈显著正相关（P < 0.01）。凋落物中的N残留随时间增加发生淋溶?富集或富集的过程,P残留随时间增加发生淋溶?富集?释放或富集?释放的过程,而K残留随时间增加发生释放?富集的过程。（4）华北落叶松凋落物中C/N和C/P值与分解速率具有极显著相关性。其中,分解速率与C/N值呈中强度负相关、与C/P值呈显著负相关。到试验结束时,相较于CK和30%的间伐强度,15%和20%间伐强度下的C/N和C/P下降值更大,更有利于凋落物分解。  结论  间伐对塞罕坝华北落叶松凋落物的分解产生显著影响,其中,15%的间伐强度能最大限度地促进华北落叶松凋落物的分解。      

平朔露天煤矿复垦区刺槐油松混交林凋落物分解特性

采用凋落物分解袋野外埋置法,对平朔露天煤矿复垦区刺槐油松混交林凋落物分解过程及其养分动态进行了分析。结果表明,凋落叶年分解速率表现为刺槐(51.27%)混合(39.48%)油松(29.05%);由Olson模型拟合的年分解系数表现为刺槐(0.71)混合(0.46)油松(0.33);分解50%和95%所需时间均表现为油松混合刺槐;各类型凋落叶分解95%所需时间约为分解50%所需时间的4倍;在1 a的分解过程中,各类型凋落叶的C,K均表现为直接释放模式,刺槐的N和P表现为富集模式,油松的N和P表现为淋溶—富集—释放模式,混合叶的N表现为富集模式,P表现为淋溶—富集模式。刺槐和油松凋落叶的混合分解较油松凋落叶单独分解表现出明显的促进作用。     

红松阔叶林内凋落物表层与底层红松枝叶的分解动态

该文研究了原始红松阔叶林当年形成的凋落物层中表层和底层红松枝叶分解速率和C、N、P、K等养分元素的释放方式.结果表明, 凋落物底层的微环境可以加速凋落物的分解和养分元素的释放.枝的失重率和养分元素释放率要显著低于叶. 随着分解试验时间延长, 分解速率(k值)逐渐降低, 在所有分解阶段内表层枝叶的分解速率均小于底层枝叶.红松枝叶失重率与木质素、纤维素、C/N 和木质素/N有关, 同一时间段内影响凋落物表层和底层枝叶失重率的化学成分有所区别. 但在分解后期失重率主要与木质素浓度相关.表层枝叶N和P的净固化率高于底层枝叶而净矿化率则低于底层枝叶.K在红松枝叶的分解过程中一直进行矿化作用, 并且表层枝叶K元素的剩余百分率大于底层枝叶, 枝中K元素剩余百分率大于叶.结果说明在红松阔叶林凋落物分解研究中如果忽视凋落物层微环境效应将会低估红松针叶分解速率和N、P、K的释放率.      

间伐对杉木人工林凋落物分解和养分释放速率的影响

明确间伐对杉木人工林凋落物分解与养分释放的影响,以期为人工林持续性经营提供科学指导。以福建省洋口国有林场板桥管护站13年生杉木人工林为研究对象,2019年设置未间伐(CK,保留密度2 505株/hm²)、轻度间伐(LIT,保留密度1 500株/hm²)、中度间伐(MIT,保留密度1 200株/hm²)、重度间伐(HIT,保留密度900株/hm²)4个处理。2020年于试验林地内采用原位分解法分析不同间伐强度处理下杉木人工林凋落物,历经1年分解时间后,其分解速率和养分释放速率的变化。结果表明,未间伐、轻度、中度、重度间伐下杉木人工林凋落物年分解速率依次为0.27,0.34,0.32,0.30 g·g^-1·a^-1;相较于未间伐,轻度、中度、重度间伐处理下杉木林凋落物分解速率分别提升25.93%、18.52%、11.11%。不同强度间伐下,杉木林凋落物C含量在180 d前下降显著,之后波动相对平稳,N、P含量呈先释放后固持的模式。双因素方差分析表明,处理和分解时...     

外源性氮和磷对尾叶桉凋落叶分解的影响

通过研究外源性氮和磷对尾叶桉(Eucalyptus urophylla)凋落叶分解速率、分解过程中N、P含量变化的影响,为森林养分管理提供科学依据。采用尼龙网袋分解法,在广东的尾叶桉林内建立4块5 m×5 m的小样地,放置凋落叶样品,测定其分解速率和N、P含量变化。结果表明,外源性N在试验前期分解速率有促进作用,后期阻碍了凋落叶分解。24个月时对照、施N、P和N+P的凋落叶残留量分别为初始重量的0.23%、1.59%、0.19%和0.49%。凋落叶分解24个月时尾叶桉林地各处理的凋落叶N、P含量均大于初始值,对照、施N、P和N+P的凋落叶N的残留量分别为初始N重量的0.54%、2.41%、0.35%和0.81%,凋落叶P的残留量分别为初始P重量的0.48%、1.74%、0.56%和1.52%,表明4种处理的凋落叶N和P均为释放模式。施N抑制尾叶桉凋落叶的分解,而施P及N+P促进其凋落物的分解,表明施用P肥可以促进尾叶桉凋落叶的分解和养分循环。     

海南岛滨海木麻黄林凋落物分解及土壤养分动态

通过对海口市桂林洋海岸木麻黄(Casuarina equisetifolia)防护林地表的凋落物进行持续清除处理,与保留凋落物层的对照样地进行比较试验,研究防护林凋落物层的存在与否对土壤养分、木麻黄凋落物的分解速率、凋落物中不同养分元素在分解过程中的释放量的影响,为提高木麻黄林的土壤肥力与持续经营提供科学依据.结果表明:(1)在两种样地中,凋落物的分解速率处理样地[0.402g/(g·a)]低于对照样地[0.548g/(g·a)].经过18个月的分解,N、P、K3种元素的释放率均为处理样地小于对照样地,说明样地中凋落物层的清除对凋落物的分解与元素的释放有一定的减缓作用.(2)处理样地土壤N、P含量的变化较对照样地更平缓,说明在无新鲜凋落物输入的情况下,土壤腐殖层仍然进行着矿质化过程,进行着养分的分解和积累,但不如有凋落物输入时明显.     

马尾松人工林凋落物分解及养分释放规律

1995～ 1 999年在福建省洋口林场开展了马尾松凋落物收集和分解试验 ,结果表明 :不同坡位马尾松人工林的凋落量和凋落物养分积累量差异明显 ,凋落量叶 >枝 >皮 >球果 ,凋落物养分积累量 N>Ca>K>Mg>P;凋落物前期分解比较快 ,后期分解趋于缓和 ,凋落物的分解与气候因子密切相关 ,凋落物的失重率与时间之间遵循 W=2 3.1 2 3t0 .50 0 2 ( r=0 .98)的幂函数关系 ,凋落物 N、P的浓度随着分解时间的推进逐渐增加 ,K、Ca、Mg则正好相反 ,凋落物的养分释放速率 K>Mg>Ca>P>N,凋落物中 N的释放量最大 ,其次是 K、 Ca,P、 Mg的释放量最小     

不同密度巨桉人工林凋落物分解过程中基质质量的变化

【目的】研究林分密度对巨桉(Eucalyptus grandis)人工林凋落物木质素和纤维素降解及基质质量组成的影响。【方法】收集巨桉人工林凋落物(叶和直径3~5mm的枝),部分凋落物在65℃烘干至恒质量并测定含水量、纤维素、木质素、C、N、P;部分自然风干后装入尼龙分解袋中,将分解袋置于稀疏(833株/hm2,株距×行距=1.5m×8m)、中密(1 333株/hm2,株距×行距=1.5m×5m)和高密(2 222株/hm2,株距×行距=1.5m×3m)巨桉林中自然分解,凋落叶于分解第60,120,180,210,240,300,360天取样,凋落枝于第90,180,270,360天取样,测定凋落物中养分、纤维素、木质素含量,计算碳/氮、木质素/氮、纤维素/氮、碳/磷、木质素/磷、纤维素/磷值,并采用Olson负指数衰减模型对木质素和纤维素残留率进行拟合。【结果】经过360d的分解,同一密度巨桉人工林凋落物中木质素的降解率小于纤维素的降解率。其中稀疏林凋落叶中木质素、纤维素的降解率分别为82.41%和93.77%,而凋落枝中木质素、纤维素的降解率分别为39.12%和65.65%。木质素、纤维素残留率拟合结果表明,分解系数k随着林分密度的增大而减小,稀疏林凋落物中木质素和纤维素质量损失50%和95%所需时间均短于高密林和中密林。随着巨桉林密度的减小,凋落物木质素和纤维素降解率增大,凋落物C/N减小,其中稀疏林的凋落叶、枝中C/N较初始值分别下降了12.73%和47.24%。凋落叶中木质素/N、C/P、木质素/P和凋落枝中纤维素/N、纤维素/P随着林分密度的减小而减小。【结论】四川华西雨屏区巨桉人工林凋落物分解过程中,不同林分密度对巨桉林凋落物基质质量有明显影响。     

沿海沙地小叶龙竹林凋落物分解及养分归还动态

对沿海沙地小叶龙竹林的凋落物及养分月动态特征进行连续观测分析,研究结果表明,竹林凋落物量月动态波动较大,峰值分别出现在2004年10月、2005年4月和9月,2005年1月和7月处于低谷.凋落物各营养元素组分平均值大小为N>K>P.N、K养分含量月动态变化幅度相对较大,P变化相对平稳.凋落物N年归还总量最高,K年归还量次之,P年归还量最低.凋落叶分解速度最快,分解6个月残留率为51.43%,竹枝分解速度最慢,6个月后残留率为83.27%.分解1 a后竹叶残留最少,笋箨其次,竹根残留的最多.应用二次方程对小叶龙竹各器官分解剩余量与分解时间的关系进行拟合得出模拟方程.     

杉木人工林凋落物分解对氮沉降增加的响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落叶分解对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理:N0（0 kg/(hm2·a),对照）、N1（60 kg/(hm2·a)）、N2（120 kg/(hm2·a)）、N3（240 kg/(hm2·a)）,每种处理重复3次。经660 d分解后,N0、N1、N2、N3处理凋落物残留率分别为24.58%、21.99%、15.46%和25.17%,分解系数分别为0.776 4、0.807 6、1.018 8和0.760 8,95%的凋落物分解所需时间分别为3.99、3.95、3.06和4.11年,表明N1、N2 促进了凋落物的分解,而N3则表现出一定的抑制作用。模拟氮沉降在一定程度增加了凋落叶中的氮含量,从而降低了碳氮比。除N3处理外,凋落物分解系数与凋落物中的氮含量呈显著的正线性关系,而与碳氮比呈负相关。      

沿海沙地厚荚相思和木麻黄凋落叶分解及养分释放

采用野外分解网袋法对沿海沙地9年生厚荚相思（Acacia crassicarpa）和木麻黄（Casuarina equisetifolia）林分凋落叶的分解速率和养分释放进行了研究。结果表明:厚荚相思和木麻黄凋落叶6-8月分解速率最快,但残留率差异不显著（p>0.05）。用Olson衰减指数模型推算分解50%和95%所需时间,厚荚相思为1.10 a和4.73 a,木麻黄为1.14 a和4.93 a。2种凋落叶N、P和Ca元素在分解末期的质量分数均高于初始质量分数,C、K和Mg均低于初始质量分数。凋落叶分解速率与C、Mg初始质量分数、C/N和C/P比呈极显著负相关（p<0.01）,与N、P初始质量分数呈极显著正相关,与K质量分数呈显著负相关（p<0.05）,与Ca初始质量分数呈显著正相关。在滨海沙地2种凋落叶各营养元素在分解末期均表现出释放特征,厚荚相思凋落叶养分总释放率K>Mg>C>Ca>N>P,木麻黄则为Mg>K>C>Ca>N>P。厚荚相思凋落叶N、P质量分数高,养分净释放相对较多,可以作为改造沿海沙地木麻黄纯林的混交树种。     

寒温带地区非生长季典型森林群落凋落物分解及养分释放

[目的]研究寒温带森林凋落物在非生长季的分解及养分释放特征,可为寒温带地区森林养分循环及森林生产力评价提供理论依据.[方法]选取寒温带地区4种典型森林(白桦林、山杨林、兴安落叶松林和樟子松林)为研究对象,采用埋袋法进行分解试验,分析秋季、冬季和春季冻融期凋落物分解和养分释放动态变化.[结果]秋季是非生长季凋落物质量损失...     

桂西北细叶云南松天然林凋落物及土壤养分特征

细叶云南松(Pinus yunnanensis var.tenuifolia)是南盘江流域典型的植被类型,它在该流域的水土保持、水源涵养方面扮演重要的角色,然而鲜少有人关注其林下凋落物和土壤养分特征。本研究选择经不同历史干扰后恢复形成的3种树种组成不同的细叶云南松天然次生林为对象,研究其凋落物量、凋落物养分归还量及其与土壤养分含量的相关关系。结果表明,年凋落物生物量为12 462.90～14 273.49kg·hm^-2,其中凋落叶生物量为4 047.17～7 353.23kg·hm^-2,占总量的61.1%～67.0%。凋落物生物量的月动态呈双峰型,最大值出现在4月和11月,最低值出现在9月。凋落物养分归还量以N、Ca和K较高,P较低,各组分养分归还量为针叶(16.13kg·hm^-2)>阔叶(13.20kg·hm^-2)>树枝(4.02kg·hm^-2)>杂物(10.05kg·hm^-2)。不同林分间土壤养分与各组分的营养元素归还量关系密切,其中与针叶养分归还量呈负相关,与阔叶、枝和杂物呈正相关。     

金沙江干热河谷植物叶片元素含量在地表凋落物周转中的作用

叶片的化学计量学特征在植物响应环境变化,决定植物的生后效应中具有重要的偶联作用。为了阐明植物叶片生源要素含量对凋落物周转的影响,分析了金沙江干热河谷萨瓦纳草地生态系统植物叶片的化学计量学特征与凋落物周转时间的关系。结果显示:凋落物周转受到多重生源要素及其交互作用的影响,其中K与凋落物周转时间存在显著的正相关关系,而S、Mn、Mg元素具有负关系,表明K可能抑制凋落物的分解,而S、Mn、Mg元素可能会促进凋落物分解。在物种水平上K、S、Mn分别与凋落物周转时间存在显著的相关性, K、S组合解释了16.93%的凋落物周转时间变异;样方水平上,K、S、Mn、Mg分别与凋落物周转时间具有显著相关性,虽然N对凋落物的周转时间影响不显著,但当N与K及其交互作用对凋落物周转时间解释了37.42%的变异。其它元素组合也可在不同程度上解释了凋落物周转时间的变异。多元要素的互作效应表明元素间可能存在拮抗和协同效应,凋落物分解过程中可能受到多重分解者的共同作用,而不同分解者会受到不同的元素限制。未来的研究应当注重N、P以外的元素在生物地球化学循环中的作用。