森林凋落物分解过程中酶活性研究进展

凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程.森林凋落物和土壤中的酶在森林凋落物分解过程中起着重要的作用.本文对森林凋落物分解过程中酶活性的测定方法及影响因素进行了综述,结论为:提取技术的不断提高使得对森林凋落物分解过程中的酶进行定量测定及精确测定其活性成为可能;森林凋落物分解过程中的酶活性受生物因素、非生物因素及凋落物自身化学组成的影响;微生物群落是影响酶活性的主要生物因素,土壤有机质、温度和湿度等是影响酶活性的重要非生物因素;对凋落物分解与酶系统相互作用机制的研究将成为凋落物分解过程中酶活性研究的一个发展趋势.     

森林凋落物分解研究进展

森林凋落物是森林生态系统内地上植物组分产生并归还于地表,作为分解者的物质和能量来源,来维持生态系统功能的有机质总称。凋落物分解包含凋落物粉碎、淋溶和有机物的分解代谢3个过程。C/N、木质素含量等是影响凋落物分解的主要指标因素,凋落物的质量等内部因素与气候等外部因素共同影响着凋落物分解。凋落物分解是森林生态系统中养分归还的主要途径,是森林生态系统物质循环、能量流动的重要环节。对凋落物分解动态过程的研究可以帮助当地合理的、因地制宜的种植相关树种,有效的调节并提高林木的生长效率,并为维持土壤肥力,增强土壤的养分可利用性提供保障。     

森林凋落物研究开展

凋落物对维持森林生态系统功能、物质循环和能量流动方面起着重要作用。特别是在陆地生态系统中,90%以上的地上部分净生产量是通过凋落物的方式返回地表。本文在介绍森林凋落物作用和意义的基础上,阐述了凋落物分解过程及机理,主要介绍了影响凋落物分解的主要因子:气候(温度、湿度)、基质(C/N、C/P、木质素等)、土壤(土壤水分、地表温度和土壤pH等)和生物因子(土壤动物、土壤微生物)等,在此基础上对凋落物研究方法、手段及内容进行了展望。     

森林土壤酶的研究进展

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。目前 ,在几乎所有的森林生态系统研究中 ,土壤酶活性的监测似乎成为必不可少的研究内容。森林凋落物分解过程中的酶活性动态 ,植被特征与土壤酶活性的关系 ,土壤微生物与土壤酶的关系 ,植物 -土壤界面的土壤酶 ,森林土壤质量评价指标的土壤酶及人类活动干扰对森林土壤酶活性的影响等是当前森林土壤酶学的研究重点。由于土壤酶的功能和生态重要性 ,森林土壤酶研究可能包括 :(1 )土壤酶系统分异 ;(2 )作为森林土壤质量综合评价指标的土壤酶活性 ;(3)植被动态与土壤酶的关系 ;(4 )退化森林生态系统的土壤酶活性特征 ;(5 )人工林土壤酶活性特征 ;(6 )人类活动对森林土壤酶系统的影响。本文从土壤酶系统分异和生态系统的角度对土壤酶在森林生态系统中的作用和地位进行了综述 ,这对于加深理解森林生态系统中的物质循环、土壤酶的生态重要性以及森林生态系统退化机理有重要作用     

森林凋落物分解菌的种类和多样性分析

森林凋落物是森林生态系统中物质循环和能量流动的重要环节。通过对杂木林林型下凋落物分离培养，掌握小型真菌种群结构和相对数量，分析真菌种群多样性指数与凋落物小型真菌群落的关系。     

森林凋落物分解的影响因素

森林凋落物的分解与森林生态系统的物质循环有着密切的联系.凋落物的分解在很大程度上受制于凋落物自身基质质量这一内在因素,而树种、生长阶段以及养分再吸收率的差异使得凋落物的基质质量会有所不同,且森林病虫害也能影响凋落物的基质质量,从而间接影响凋落物的分解.此外,一些外在因素,包括气候条件(温度、光照、降雨)、立地条件(土壤肥力、海拔、坡向)和生物条件(土壤微生物、土壤动物)等也会改变凋落物的分解程度和向土壤释放养分的速率.本文论述了以上这些因素和凋落物分解的关系,为森林生态系统养分平衡研究提供依据.     

营林措施及环境与森林凋落物分解的相互关系研究进展

森林凋落物分解是生态系统养分循环中的重要过程, 通过分解向土壤释放植物所需养分, 且产生大量CO₂, 对森林土壤肥力的维持及提高森林生产力有着重要的作用, 并影响着陆地碳循环。文中评述了栽培密度、农林复合、混交林等营林措施及环境污染、温室气体、化感作用等环境问题与凋落物分解的相互关系, 为深入研究凋落物分解规律及其在森林生态系统养分循环中的作用提供参考。     

毛竹凋落物对阔叶林土壤微生物群落功能多样性的影响

林地凋落物分解在森林生态系统物质能量循环中有着重要地位,它是森林土壤养分的主要来源之一(蒋有绪,1981;曹群根等,1996).土壤微生物作为森林凋落物的主要分解者,其群落结构和功能以及微生物活性受到凋落物的影响(赵吉等,2002;Paul et al.,2005;Bragazza et al.,2006).     

杉木凋落物对土壤物理性质的影响

杉木凋落物归还林地供其再度吸收和利用是杉木人工林生态系统物质循环和能量流动的重要途径。虽然前人对杉木人工林、混交林凋落物的特性和养分循环进行了大量的实验与研究,并取得了一定的成果,对凋落物的特性与土壤养分循环有了较深的了解,但杉木凋落物对土壤各项物理性质影响的相关综合论述类文献较少。文章通过分析近年大量的研究成果和数据,运用对比、举例说明的方法阐述了杉木凋落物对土壤容重、孔隙度、通气性、水分、温度、团聚体等物理性质的影响,并对改善杉木人工林地的土壤性质进行了探讨。     

基于web of science的国际凋落物分解研究进展

凋落物分解是陆地生态系统物质循环和能量流动的关键环节,在维持生态系统结构和功能中占据着重要地位.为系统了解凋落物分解研究的现状、热点和趋势,基于Web of Science核心数据库,检索1980-2019年的相关文献并进行计量分析.研究结果表明:(1)凋落物分解研究呈整体上升趋势,研究方向逐渐深入,涉及学科从生态环境科学扩展到生态学、植物科学和农学等多学科.(2)形成了以Soil Biology and Biochemistry与Plant and Soil为主要刊载期刊,中国科学院与瑞典农业科学大学为主要研究机构及Cornelissen JHC、Wardle DA与Aerts R为核心研究人员的学术格局.(3)通过关键词分析与术语分析,凋落物分解的研究逐渐形成了凋落物与植物群落、微生物、环境相互交融的局面.未来该领域应注重全球变化背景下的凋落物分解过程研究,需将"植物-凋落物-土壤"作为一个整体,系统研究不同生态系统类型中元素的生物地球化学循环过程及调控机理,并深入理解凋落物分解的微生物学机制.     

Insights into seasonal variation of litter decomposition and related soil degradative enzyme activities in subtropical forest in China

We used a litterbag method to investigate litter decomposition and related soil degradative enzyme activities across four seasons in a broad-leaved forest and a coniferous forest on Zijin Mountain in s...     

Non-additive Effects of Leaf Litter Mixtures from Robinia pseudoacacia and Ten Tree Species on Soil Properties

ABSTRACT

Litter decomposition plays a critical role in both nutrient cycling and the interspecific relationships between tree species. In this study, leaf litter from Robinia pseudoacacia was mixed with litter from 10 other species, this mixture was then ground and incubated in soil. The soil indexes (i.e., quantity of microbes, activities of enzymes, and chemical properties) were analyzed to study the effects of litter decomposition on soil properties and the interaction between the litters. If mixed separately with Larix principis-rupprechtii or Betula platyphylla, R. pseudoacacia litter exerted synergistic effects on the activities of most enzymes. The mixed litters of R. pseudoacacia and Pinus sylvestris var. mongolica or Ulmus pumila exerted synergistic effects on the soil available P. With regard to the soil properties as a whole, the mixed litters of R. pseudoacacia and B. platyphylla, Pinus tabulaeformis, P. sylvestris var. mongolica, or L. principis-rupprechtii exerted synergistic effects on soil during their decomposition. However, the mixed litters of R. pseudoacacia and Populus simonii, Quercus liaotungensis, U. pumila, or Caragana microphylla did not. This indicated that R. pseudoacacia mixed with the litter of other needle-leaf tree species benefits the development and regeneration of soil and thus can be used for sustainable forest management.     

Ecological process of leaf litter decomposition in tropical rainforest in Xishuangbanna, southwest China. III. Enzyme dynamics

We tested the dynamics of nine enzymes during leaf litter decomposition in Xishuangbanna tropical rain-forest both in the field and laboratory to explore the response of enzyme dynamics to decomposition under different food-web structures. We used coarse and fine (1 mm and 100 μm mesh size, respectively) litterbags in the field to create different food-web structures during litter decomposition. Most soil macrofauna such as nematodes could access only the coarse mesh litterbags, leaving only microbiota, such as mites, in the fine mesh litterbags. In the laboratory, sterilization and inoculation were adopted to investigate different enzyme dynamics with nematodes or only microbiota participating in litter decomposition. Invertase and amylase increased more for shorter food webs at the early stages of decomposition, while activities of endocellulase, β-glucosidase, xylanase and polyphenoloxydase increased to their maxima at the later stages, but greater increase occurred with extended food webs. Invertase and amylase had negative relationships and endocellulase, β-glucosidase, xylanase and polyphenoloxydase had positive relationships with litter decomposition (mass loss). The activities of enzymes responded to the process of litter decomposition. Invertase and amylase played key roles for microbiota utilizing the substrates at early stages of decomposition, while endocellulase, β-glucosidase, xylanase and polyphenoloxydase worked on the further decay of recalcitrant compounds at later stages. All enzymes related to carbon decay acted as effective indicators of litter decomposition. The decomposition of plant organic matter was essentially an enzymatic process. __________ Translated from Journal of Plant Ecology (Chinese Version), 2008, 32(3): 622–631 [译自: 植物生态学报]     

滇中高原区主要森林类型枯枝落叶层对降雨的截留功能

枯枝落叶层是森林植被对降雨再分配的第２作用层，也是对土壤发育具有重要影响的层次。在实测本区主要森林类型枯枝落叶量及其持水能力的基础上，采用１００ｍ２最大截留能力、１００ｇ枯枝落叶最大持水能力及最大持水率等指标对不同森林类型枯枝落叶量、组成及其发育情况进行了综合评价。     

西藏自治区森林枯落物碳储量估算

利用典型样地采样,建立了枯落物碳密度与厚度关系方程,并结合森林资源连续清查的样地坡度与枯落物厚度因子,估算出西藏自治区森林枯落物碳储量.结果表明,西藏自治区丰富的森林植被生产了巨大的枯落物层碳库,有机碳分解和碳库消耗缓慢.研究该部分碳库状况,为估算和评价陆地生态系统碳储量并据此制定相应的对策提供了基础数据.     

凋落物输入对根系分泌物碳输入及土壤氮的影响

以马尾松人工林及林下灌木短柱茶为研究对象,采用根系分泌物原位收集法,分析凋落物处理[对照(保持原状凋落物不变,CK)、去除凋落物(LR)、添加凋落物(LA)]对两树种根系分泌物碳输入速率、根际土壤氮含量和氮转化相关酶活性的影响,并分析其相关关系。结果表明:凋落物输入量变化对马尾松和短柱茶根系分泌物碳输入速率无显著影响。同一凋落物处理下,马尾松和短柱茶根系分泌物碳输入速率无显著差异。凋落物输入量变化不显著影响根际土壤氮含量及马尾松根际土壤脲酶、羟胺还原酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性,短柱茶根际土壤硝酸还原酶活性表现为去除凋落物处理显著大于对照,其余氮转化相关酶活性未表现出显著差异。可能是凋落物处理时间较短,凋落物未完全分解或者是林分年龄较大有关。相关关系结果表明,单位根长根系分泌物碳输入速率与根际土壤全氮(TN)含量呈显著负相关关系,单位根表面积根系分泌物碳输入速率与根际土壤硝态氮含量(NO-3-N)含量呈显著负相关关系。表明根系分泌物碳输入与根际土壤氮素相互影响。     

大老岭自然保护区日本落叶松林凋落物分解及养分释放研究

[目的]研究外来引进树种日本落叶松林凋落物对土壤养分的影响。[方法]采用分解袋法分别对18年生和24年生日本落叶松林以及周围针阔混交林凋落物的分解和养分释放规律进行了研究。[结果]凋落物分解和养分释放速率均表现为针阔混交林日本落叶松纯林;24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。其中不同林分的凋落物残留率与时间呈指数相关,凋落物年分解系数(K)也表现为针阔混交林(0.555 6)24年生日本落叶松林(0.445 0)18年生日本落叶松林(0.366 2)。凋落物分解速率与初始N元素含量呈极显著正相关,而与C/N比呈显著负相关,高的木质素含量对凋落物的分解有一定影响。C元素、K元素表现为直接释放模式,而研究中C/N比和C/P比相对较高,使N元素和P元素均表现为先富集后释放的模式。各养分元素的残留率总体呈现出18年生日本落叶松林24年生日本落叶松林针阔混交林的格局。[结论]不同林分凋落物分解和养分释放速率差异较大。凋落物年分解系数表现为针阔混交林24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。