森林凋落物生态功能研究进展

凋落物的生态功能包括凋落物对土壤理化性质、土壤生物学特性、植被更新、植物种子萌发、植物生长、演替、生产力及凋落物的水文生态效益等的影响。该文着重对凋落物对土壤理化性质、土壤生物学特性、土壤水文生态功能以及森林植被更新4个方面的影响进行综述。     

凋落物在森林生态系统中的作用及其研究进展

综述了凋落物在森林生态系统中的重要作用，包括其在物质循环中的地位、对土壤肥力的影响以及调水保土的生态作用；总结分析了凋落物研究的历史、存在问题及进展情况。     

我国森林凋落物研究进展

介绍了我国森林凋落物研究概况,包括森林凋落物量及组成、凋落量动态、凋落物组成成分份分析及养分动态、凋落物对土壤影响等,提出了森林凋落物研究的方向。     

森林凋落物及其分解过程的研究进展

森林凋落物是林地有机质的主要来源,其凋落量及分解过程对森林生态系统物质循环和能量流动影响极大。文章综述了森林凋落物的概念、组成及控制凋落量的主要因素;指出凋落物自身特性尤其是化学特性以及土壤生物、气候、土壤理化性质、人类活动等外部环境条件是影响凋落物分解的主要因子;分析了现阶段反映凋落物分解状况的分解率概算模型、时间衰退模型和影响因子关系模型;提出在全球环境变化背景下,森林凋落物各组分之间交互效应对其分解过程的影响,将是今后研究的热点。     

森林凋落物生态功能研究概况及展望

对森林凋落物生态功能的研究概况进行了综述，重点对凋落物对土壤肥力、幼苗更新生长、杂草生长和植物生长等方面的影响进行了分析。凋落物可以增加有机质、N、P、K的含量及土壤的含水量，降低土壤温度，增加土壤酶的种类，提高土壤酶的活力及土壤无脊椎动物的多样性；作为覆盖物的凋落物及其浸提液可以抑制杂草种子的萌发，促进幼苗的更新生长；凋落物还可以作为蚯蚓生物反应器的原料，生产出多功能有机肥。     

森林凋落物层水文生态功能研究

凋落物层作为森林生态系统独特的结构层次,不仅在森林土壤的发育、生态系统物质循环和能量流动过程中具有重要的作用,而且其水文生态效应显著.研究结果表明,凋落物层具有很强持水能力,最大持水率变化为178.4%～332.1%;凋落物层对降水的年截留率为5.7%～12.7%,截留量27.9～93.6 mm.阻滞径流速度的效应显著,坡面流速(V)与径流深度(q)、坡度(α)、凋落物层厚(L)之间的关系为:油松(Pinus tabulaeformis)凋落物层V=17.2q0.346α0.365L0.050;山杨(Populus davidiana)凋落物层V=18.2q0.365α0.360L0.048.林地凋落物层的分解,增加了土壤的有机质含量、改善了土壤结构和理化性质,提高了孔隙率,增强了土壤入渗性能,从而可以明显削减地表径流和冲刷量.林地去除凋落物层后,油松林地径流量比原林分增加了1.96倍,冲刷量增加了2.87倍;山杨林地径流量比原林分增加了1.67倍,冲刷量增加了8.15倍.     

森林凋落物层水文生态功能研究

凋落物层作为森林生态系统独特的结构层次,不仅在森林土壤的发育、生态系统物质循环和能量流动过程中具有重要的作用,而且其水文生态效应显著.研究结果表明,凋落物层具有很强持水能力,最大持水率变化为178.4%～332.1%;凋落物层对降水的年截留率为5.7%～12.7%,截留量27.9～93.6 mm.阻滞径流速度的效应显著,坡面流速(V)与径流深度(q)、坡度(α)、凋落物层厚(L)之间的关系为:油松(Pinus tabulaeformis)凋落物层V=17.2q0.346α0.365L0.050;山杨(Populus davidiana)凋落物层V=18.2q0.365α0.360L0.048.林地凋落物层的分解,增加了土壤的有机质含量、改善了土壤结构和理化性质,提高了孔隙率,增强了土壤入渗性能,从而可以明显削减地表径流和冲刷量.林地去除凋落物层后,油松林地径流量比原林分增加了1.96倍,冲刷量增加了2.87倍;山杨林地径流量比原林分增加了1.67倍,冲刷量增加了8.15倍.     

森林凋落物影响因子研究进展

森林凋落物的影响因素分为凋落量的影响因素和凋落物分解速率的影响因素,分别综述了这2种影响因素的具体情况。其中,凋落量的影响因素包括环境因子、林分因子和人为因子;而凋落物分解速率的影响因素包括内在因素和外在因素,内在因素是指凋落物的质量,外在因素包括气候、土壤状况以及全球变化等。     

林木凋落物分解及其化感作用研究进展

凋落物分解可释放养分维持森林生态系统养分平衡和正常的物质循环,也释放化感物质影响伴生植物生长发育,在群落竞争和种群调节中有重要生态作用。为林木凋落物分解和化感研究提供新思路,从林木凋落物分解影响因素、养分释放特征及对土壤生态环境和植物生长发育影响等方面综述了林木凋落物分解及化感作用的研究概况,并对未来凋落物分解研究进行展望。     

茂兰喀斯特森林凋落物量动态研究

对茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林凋落物的数量、组成及季节动态进行了研究,结果表明,茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林森林凋落物年凋落量为4711．42kg／hm^2,其中落叶量（3028．13kg／hm^2）和落枝量（748．02kg／hm^2）分别占64．27％和15．88％。常绿树种落叶量为2144．78kg／hm^2,落叶树种落叶量为883．35kg／hm^2。总凋落物量表现出明显的季节动态,在5、11和12月出现3个比较明显的峰值。落叶量最大值在11月,落枝量在1—2月出现峰值,落花果量主要集中在5和8月,其他量于5月出现全年最高峰。     

祁连山森林枯落物水文作用的研究

通过对祁连山寺大隆林区主要森林类型凋落物累积量、枯枝落叶持水能力以及截留作用测定分析,研究了枯落物层的蓄水防蚀效能,结果表明,祁连山寺大隆林区主要森林类型年凋落物累积量为２．７￣３．７ｔ／ｈｍ＾２,其累积量随时间变化符合Ｙ＝ａ＋ｂｔ＋ｃｔ＾２＋ｄｔ＾３方程 。     

森林凋落物对林地土壤肥力的影响

森林凋落物是指林内乔木和灌本的枯叶、枯枝、落皮及繁殖器官,野生动物殖骸及代谢产物,以及林下枯死的草本植物和枯死植物的根系。这些有机物通过腐烂分解,将有机物质和养分元素释出,进入生态系统和物质循环,据调查,有凋落物的土壤中有机物、N、P、K的含量均高于无凋落物土壤的含量,而且其含量随凋落物量增加而逐渐升高,使林地土壤疏松,吸水能力增强,土壤肥力提高。     

海南岛不同森林类型凋落物产量及其影响因素

利用凋落物收集器法,对海南岛不同森林类型凋落物的产量及其组成、季节动态、影响因素进行了比较研究。结果表明:1)不同森林类型的凋落物的年凋落量及其组成不同。其中,年凋落量大小依次为山麓灌木林(6.227 t·hm-2)季雨矮林(5.636 t·hm-2)南亚松林(5.403 t·hm-2)高山云雾林(5.305 t·hm-2)山地雨林(3.753 t·hm-2),总体表现为沿海森林比中部山区森林的凋落物量大,这可能是受台风影响的结果;叶凋落量以南亚松林所占比例最高(72.26%),枝凋落量以高山云雾林所占比例最大(30.42%),繁殖器官凋落量以山麓灌木林所占比例最大(17.18%);2)不同森林类型凋落物量的季节动态不同。山麓灌木林和季雨矮林年凋落量季节动态呈双峰型,春季和秋季为凋落高峰期;山麓灌木林的叶凋落量季节动态呈双峰型,季雨矮林则仅在秋季落叶多,为单峰型;枝凋落量季节动态除山地雨林有两个高峰外,其他均呈单峰型;繁殖器官凋落量季节动态除山麓灌木林呈双峰型外,其他均呈单峰型。3)山麓灌木林凋落物年凋落量及其组分与林分特征之间无显著相关性;季雨矮林叶凋落量与林分密度显著正相关(P0.05),年凋落量与林分密度显著正相关(P0.05)。在铜鼓岭同一森林类型中,凋落物的年凋落量及其组分与微地形没有明显关系。     

森林凋落物分解过程对土壤微生物影响研究综述

总结前人研究成果,选取了目前针对凋落物分解研究相对较多的几个方向进行总结,围绕凋落物组成、外源氮添加、季节和温度变化等常见因素在凋落物分解过程中对微生物群落的影响进行了比较分析,为未来进一步深入研究凋落物分解过程与土壤微生物互作关系提供理论依据。     

柳杉凋落物自毒作用研究

采用种子萌发法对浙江天目山柳杉Cryptomeria fortunei凋落物的自毒作用进行了研究,以探究这种凋落物的自毒作用对柳杉天然更新障碍的影响。结果表明,柳杉凋落物及其表层土壤浸提液在质量体积比为1 ∶ 10时,对柳杉种子萌发具有抑制作用。随着浸提液比例的降低（1 ∶ 100）,抑制作用减弱,甚至消失（1 ∶ 250）。自毒作用强度为未分解凋落物＞半分解凋落物＞表层土壤。而且未分解凋落物浸提液的化感作用强度随着样品含水率的增大而增强。通过高效液相色谱仪测定发现,柳杉凋落物和表层土壤中均含有酚酸类化感物质阿魏酸、肉桂酸和对羟基苯甲酸,而且未分解凋落物中的这3种物质的含量均是最高的。综合推测,这3种化感物质主要来自于未分解的柳杉凋落物。图2表4参22     

柳杉凋落物自毒作用研究

采用种子萌发法对浙江天目山柳杉Cryptomeria fortunei凋落物的自毒作用进行了研究,以探究这种凋落物的自毒作用对柳杉天然更新障碍的影响。结果表明,柳杉凋落物及其表层土壤浸提液在质量体积比为1 ∶ 10时,对柳杉种子萌发具有抑制作用。随着浸提液比例的降低（1 ∶ 100）,抑制作用减弱,甚至消失（1 ∶ 250）。自毒作用强度为未分解凋落物＞半分解凋落物＞表层土壤。而且未分解凋落物浸提液的化感作用强度随着样品含水率的增大而增强。通过高效液相色谱仪测定发现,柳杉凋落物和表层土壤中均含有酚酸类化感物质阿魏酸、肉桂酸和对羟基苯甲酸,而且未分解凋落物中的这3种物质的含量均是最高的。综合推测,这3种化感物质主要来自于未分解的柳杉凋落物。图2表4参22     

六盘水地区4种典型森林类型凋落物的水文特性

为给林业部门营造生态公益林树种的筛选提供理论依据,通过对六盘水地区4种典型森林类型光皮桦(Betula luminifer口H.Wilk.)林、柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr)林、华山松(Pinus armandii Franch)林和杉木CCunninghamia lanceilata(Lamb.)Hook.]林凋落物蓄积量的野外调查和凋落物水文特性的室内分析,揭示了不同林型的凋落物水文特性功能.结果表明:各林分枯(凋)落物蓄积量最大的为华山松林,达8.01 t/hm<'2>,最小的为柳杉林,仅2.65 t/hm<'2>.不同林分枯落物的最大持水量和最大持水率差异较大,分别表现为华山松林(16.17 t/hm<'2>)>光皮桦林(12.36 t/hm<'2>)>杉木林(7.82t/hm.)>柳杉林(6.55t/hm<'2>)和柳杉林(344.68%)>光皮桦林(330.46%)>杉木林(322.91%)>华山松林(297.81%).在浸水24 h内,不同林分枯落物的持水量与浸水时间成显著正相关关系,持水速率与浸水时间成负相关关系.持水速率在0.5 h前下降达到最高,在前2 h下降较为明显,在2 h以后下降幅度减小,逐渐趋于稳定.     

森林凋落物研究进展

主要论述了森林凋落物对森林生态系统的物质循环和能量流动所起的重要作用,森林凋落物分解的影响因素,以及在小尺度下对林木更新和群落演替的正副效应。森林凋落物在森林生态系统中发挥着重要的作用,它的分解使得被植物有效利用的养分元素重新释放到环境中去,参与生物地球化学循环,从而有机生命体赖以生存的营养物质不会因为植物的利用而枯竭,维持了植物种群、群落、生态系统乃至整个生物圈的持续生存和发展。但森林凋落物由于覆盖于森林地表,使得其对处于土壤表面的微环境系统产生重要影响,因为整个森林生态系统的发育就是从这个系统开始的,所以凋落物会对整个森林生态系统产生重要影响。以往的研究往往注重森林凋落物对森林生态系统的正面影响,忽略了其对森林更新的负面影响,而森林凋落物的负面影响是存在的,而且这些影响在一定程度上决定着森林的更新成败乃至整个生态系统的平衡、协调、持续和健康发展。     

我国森林地表凋落物现存量及养分特征

归纳总结了我国森林地表凋落物现存量、养分含量及贮量的变化规律,以及凋落物现存量的研究方法。结果表明:我国对地表凋落物的研究主要集中在亚热带,基本上涵盖了亚热带的各种林型,而热带和温带研究相对较少。从热带到亚热带和温带,随着纬度的增高,凋落物现存量增加,其平均值分别为4.62,28.44和68.90t.hm-2;L层所占比例逐渐增大,F和H层比例逐渐减小。此外,海拔、林型、林龄、群落演替及采伐强度等均影响凋落物现存量。地表凋落物的元素含量以有机C最高,其次为N或Ca,再其次是K和Mg,P含量最低。养分贮量具有明显的纬度地带性,即从热带、亚热带到温带,养分贮量逐渐增大,其范围大致是热带在68.7～147.9kg.hm-2之间,平均为117.6kg.hm-2;亚热带在15.1～1 504.4kg.hm-2之间,平均为199.5kg.hm-2;温带在367.2～1 499.4kg.hm-2之间,平均为767.7kg.hm-2。