两种森林凋落物分解及其土壤效应的研究

本文对田林老山杉木林和常绿落叶阔叶混交林凋落物的分解状况、微生物数量及凋落物分解的土壤效应进行了初步研究。结果表明:经287d 杉木林和常绿落叶阔叶混交林凋落物的失重率地表样分别为23.8%和24.9%,埋置样分别为35.8%和37.2%;C:N 缩小地表样分别为41.0和32.4,埋置样分别为22.4和20.0。凋落物腐解过程中微生物数量明显上升,但冬季显著下降。凋落物腐解刺激相应土层土壤微生物增长,有机质含量和腐殖质 C,N 含量亦有提高。     

不同间伐强度下天然次生林凋落物分解进程研究

以辽宁东部地区天然次生林的典型林型-柞树为主的杂木林为研究对象,在不同间伐强度的杂木林内采取埋置分解袋并定期观测的方法研究林分凋落物的分解规律。观测结果表明:辽东天然次生林凋落物分解过程存在着明显的季节变化,可划分为4个时期;用Olson指数衰减模型拟合了凋落物分解的年度变化动态,凋落物在刚凋落的前3年分解迅速,分解率50%以上。3年以后分解速率明显下降;杂木林内凋落物分解速度随间伐强度的增大而减小,间伐后湿度变小是主要原因;凋落物分解速度和林分凋落量的动态消长过程决定凋落物贮量和土壤养分状况,弱度间伐林分和未间伐林分凋落物贮量、表层土壤有机质含量明显高于中度间伐林分和强度间伐林分。     

尕海湿地不同植被退化阶段凋落物分解及其有机碳动态

以甘南尕海湿地不同植被退化阶段的泥炭沼泽和沼泽化草甸为研究对象,通过2013,2014两年凋落物试验分析,研究了不同植被退化过程中凋落物的分解速率及有机碳动态变化特征。结果表明:随着植被退化演替,凋落物有机碳浓度、碳绝对含量和分解速率显著下降(p0.05)。分解速率从6—9月随时间变化均呈现下降趋势,相应的分解速率在0.001 3~0.009/d之间,分解速率最大的为2013年泥炭沼泽未退化PI(0.009/d),最小为2014年沼泽化草甸中度退化SⅢ(0.001 3/d)。泥炭沼泽凋落物中有机碳平均浓度未退化PI(515.07g/kg)退化PⅡ(489.62g/kg),沼泽化草甸凋落物有机碳平均浓度未退化SI(541.26g/kg)轻度退化SⅡ(488.28g/kg)中度退化SⅢ(456.01g/kg),且两年的凋落物碳绝对含量均减小,即发生净释放;凋落物分解速率及有机碳浓度、碳绝对含量都随植被退化加深而减小。     

马缨杜鹃不同花叶比例凋落物的分解程度和持水性能研究

为揭示马缨杜鹃花叶凋落物对百里杜鹃保护区生态水文功能的影响,采用凋落物分解袋法及室内浸泡法对马缨杜鹃花、叶凋落物分解过程中的持水性能进行研究。结果表明:(1)马缨杜鹃花叶混合凋落物的累积分解率随分解时间及花比例的增加而增加,各花叶混合凋落物累积分解率在纯花及纯叶凋落物之间变化。(2)马缨杜鹃花叶混合凋落物的持水率与浸水时间呈对数函数关系(R=aln t+b,R~20.80),浸水初期2 h内迅速增加,2～8 h时缓慢增加,8 h后趋于平缓并逐渐达到饱和;而凋落物的持水速率均随着浸泡时间的增加而下降,持水速率与浸泡时间呈幂函数关系(V=kt~n,R~20.99),持水速率在浸水初期4 h最大,后逐渐趋于一致;(3)马缨杜鹃花叶混合凋落物最大持水率随着分解时间及花比例的增加逐渐升高,但不同花叶比例凋落物持水率的差异逐渐减小;(4)马缨杜鹃花叶凋落物最大持水量受分解率和最大持水率的共同调控,在分解0～360天时随花比例增加而增加,分解450天后花叶比例不再影响马缨杜鹃林下凋落物层的最大持水量。整体来看,马缨杜鹃花凋落物对叶凋落物分解及花叶凋落物持水功能有很大的影响,对花凋落物进行回收利用不宜超过现存量的50%。     

沙漠化过程对植物凋落物分解的影响

应用分解袋法测定分析了沙漠化过程对凋落物分解及碳氮释放的影响。结果表明,潜在、轻度、中度、重度和严重沙漠化沙地土壤中的凋落物经过110d的分解后,干物质残留率分别为38.5%,40.8%,45.2%,55.6%和58.8%,C残留率分别为37.1%,36.6%,41.4%,53.6%和51.1%,N残留率分别为43.8%,47.6%,54.2%,59.4%和58.9%。说明随着沙漠化程度的增加,凋落物的干物质失重率降低,分解速率减小,C、N释放速率减缓。分解过程中,凋落物在各生境土壤中C的释放速率明显快于N;C含量变化趋势为先下降后略有上升,但总体低于初始C含量;N含量总体表现为上升的趋势。     

龙门山断裂带主要森林类型凋落物累积量及其持水特性

采用野外实地调查与室内控制浸提相结合的方法,对龙门山断裂带常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林4种森林类型的凋落物储量、持水量、吸水速率进行了研究。结果发现,不同森林类型凋落物总储量大小顺序为:常绿针叶林(8.26t/hm2)落叶阔叶林(6.80t/hm2)针阔混交林(5.52t/hm2)常绿阔叶林(4.61t/hm2),且未分解层累积量所占比例均小于半分解层。不同森林类型不同分解程度凋落物的持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,其吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。研究区4种森林类型半分解层凋落物的持水能力均强于分解层,而落叶阔叶林和针阔混交林持水能力较强,其次是常绿针叶林,常绿阔叶林最低。研究表明,在该区森林植被恢复和重建过程中,应充分考虑半分解层凋落物对水土保持的作用,且宜优选落叶阔叶林和针阔混交林模式进行森林植被恢复。     

黄河三角洲不同人工刺槐混交林凋落物分解特性

为研究黄河三角洲不同人工刺槐混交林凋落物分解特性,选取白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、国槐刺槐混交林、榆树刺槐混交林4种混交林,采用凋落物袋法进行为期1年8月的凋落物分解特性研究。结果表明:4种混交林凋落物分解速率变化规律相似,前期分解较快,后期分解较慢。4种混交林凋落物分解系数介于0.55~0.74,其中臭椿刺槐混交林凋落物分解系数最高,榆树刺槐混交林最低;臭椿刺槐混交林凋落物分解周期最短为4.03a,榆树刺槐混交林最长为5.47a。4种混交林凋落物中N、P、K、木质素含量以及木质素/N差异显著(P0.05),凋落物分解速率与其N、P含量呈显著正相关关系,与K含量以及C/N呈显著负相关关系。混交林土壤pH、含水量与凋落物分解系数呈显著正相关关系;电导率、碱解氮、有效磷、速效钾含量与凋落物分解系数呈显著负相关关系,表明土壤pH、含水量升高有利于凋落物分解,而电导率、碱解氮、有效磷、速效钾含量升高则减缓凋落物分解。     

不同土地利用方式下土壤动物对凋落物的分解作用及影响因素

土壤动物通过掘穴、取食等活动对凋落物分解起着重要作用。除凋落物本身质量外,气候因子是影响土壤动物对凋落物分解的重要外界因素。然而,目前尚不清楚不同土地利用方式下土壤动物在凋落物分解中的贡献大小是否具有差异,以及气候因子对这一过程的调控作用是否相同。本文运用Meta分析方法,量化土壤动物群对凋落物分解率的影响大小,提取了中国地理范围内56篇文献的308条研究（检索论文发表时间截至2021年5月31日）,研究气候因子调控不同土地利用方式下土壤动物对凋落物分解速率的影响。结果表明,土壤动物平均增加了8.10%凋落物的分解。在林地、草地和耕地等不同土地利用方式间,土壤动物对凋落物分解的促进作用均达显著水平（P <0.01）,其中在耕地的促进作用最强（12.36%）。土壤动物对凋落物分解的效应值与温度、降水量、海拔、凋落物袋尺寸、试验时长等因素相关。在林地,土壤动物的效应值随低温月（1月）、高温月（7月）平均温度及年均温的增加显著增加（P <0.01）;在草地,土壤动物效应值与低温月、高温月平均温度及年均温的相关关系均不显著（P> 0.05）,但却表现出随低温月、高温月平均温度...     

太行山低山区枯落物分解及主要营养元素变化

应用分解袋法研究了太行山低山区枯落物的分解及主要营养元素的动态变化。结果表明,不同植被类型的枯落物分解损失率差异明显,表现为:刺槐林薄皮木灌草荆条灌草草丛;损失率变化趋势与温度和降雨量变化一致。分解过程中,K,Mn,N元素发生净释放;Na元素有净积累;Ca元素先释放后积累;Zn,P与Ca恰好相反,元素先积累后释放。分解1a后,枯落物各元素总体释放率的大小顺序为:KNMgPMnZnNaCa。太行山各种植被枯落物分解1a来元素归还量都以K量最高,Ca量为负值,各元素总归还量大小依次为:KPMgMnNZnNaCa。太行山22a土壤养分变化,与枯落物归还量大体吻合。     

不同生境条件下西藏原始冷杉林凋落物分解特征与土壤养分的关系

[目的]研究不同生境条件下(林内、林外、林缘)藏东南急尖长苞冷杉林(Abies georgei var.smithii)凋落物分解特征与土壤养分特征之间的关系,为深入了解高寒高山森林生态系统物质循环过程提供依据。[方法]采用野外分解袋法和室内分析相结合,在林内、林外、林缘3种不同生境条件下对藏东南急尖长苞冷杉林凋落物进行了原位分解试验。[结果]分解速率总体上呈现出:林内林缘林外的特点,逐月分解率的变异系数表现为:林内(34.83%)林缘(57.35%)林外(72.09%);Olson指数衰减模型的模拟结果显示不同生境条件下(林内、林缘、林外)凋落物分解50%需要的时间为2.11,2.52,2.34 a,分解95%需要的时间为8.96,10.01,10.84 a;3种不同生境土壤养分在空间上差异显著,林内生境中与凋落物分解速率呈现极显著相关的土壤养分因子有土壤总有机碳(TOC)含量、N含量、土壤微生物量碳(SMBC)含量、土壤微生物量氮(SMBN)含量以及W_C∶W_N值;林外、林缘生境中与凋落物分解速率相关性最大的为土壤TOC含量,其次为W_C∶W_N值。[结论]生境条件的差异对凋落物分解速率有显著影响,在不同的生境条件下对凋落物分解影响起主导作用的土壤养分因素不同,凋落物—土壤生物地化循环紧密联系,相互作用关系复杂,生境作用效应突出。     

黄土区植物根系对营养元素在土壤剖面中迁移强度的影响

不同植物群落根系对土壤元素迁移具有显著影响,不同基因型植物细根的特殊剖面分布特征,是其适应和改善土壤养分物理化学逆境的生理生态学基础。采用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,在陕北黄土丘陵沟壑区研究并定量分析了不同径级根系对黄土中营养元素K、Na、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe、Si、Al迁移强度的影响,旨在探索土壤养分生物有效性的提高途径。结果表明,不同植被类型土壤营养元素淋溶迁移的剖面差异并非完全取决于土壤中元素或矿物含量的大小,而是主要受制于直径1mm的须根根系在剖面中的缠绕分布特征。不同植被类型土壤中营养元素的迁移强度随土层深度增加呈递减规律。不同植物根系对黄土中营养元素迁移强度的影响具有显著差异,其大小顺序为:林地草地农地。林、草地土壤中元素迁移强度序列有明显变异的临界土层深度分别在30cm和10cm处。在林、草地和农地土层中常量元素水迁移强度序列为CaNaMgKSiAl,微量元素基本为CuMnFe。植物根系对营养元素迁移能力的影响具有明显的区域范围,随着直径1mm有效根密度和根量的增大,根系对土壤元素迁移强度的影响显著增强。     

吉林省大豆种植区土壤主要营养元素与大豆产量的相互关系研究

土壤中的营养元素是评价土壤自然肥力的主要因素之一。本文对吉林省大豆种植区土壤中的主要营养元素N、P、K的供应水平进行了分析 ,并探讨了它们与大豆产量之间关系。研究表明 :吉林省大豆种植区土壤供氮水平属于中级 ,供磷和供钾水平属于高级 ,并当土壤碱解氮 :有效磷 :有效钾接近 1∶0 .3～ 0 .4∶1.7～ 1.8时 ,大豆单产水平较高 ,为提高大豆单产、指导科学施肥提供了科学依据     

Charcoal does not change the decomposition rate of mixed litters in a mineral cambisol: a controlled conditions study

It has been recently shown that the presence of charcoal might promote humus decomposition in the soil. We investigated the decomposition rate of charcoal and litters of different biochemical quality mixed together in a soil incubation under controlled conditions. Despite the large range of organic substrate quality used in this study, we did not find any difference in the decomposition between the average of two individual substrates decomposing separately and the same substrates mixed together. We concluded that charcoal does not always promote other organic matter decomposition and that its particular effect might depend on various factors, for example, soil properties.     

Water soluble elements in decomposing japanese cedar needle litter

Many studies on the decrease in the contents of elements of decomposing litter have been carried out usually by applying the litter bag method in forest ecosystems. Release of elements from the litter, however, can be divided into three routes, that is, via liquid, solid, and gaseous phases, including leaching, fragmentation, and decomposer respiration, respectively. This study focused on water soluble elements in the decomposing needle litter of Japanese cedar (Cryptomeria japonica, D. Don) as a route of release via the liquid phase. Because rainfall leaches water soluble elements from decomposing litter on forest floor, the leaching process is important for the transport of elements from litter layers to soil horizons, which can affect the composition of soil solutions (Takahashi 1995). Moreover, nutrients in the leachate can be used for microbial and plant communities to control the dynamics of these communities. I investigated 1) the relationships between water soluble elements and the decomposition stages of the litter, and 2) variation in the contents of water soluble elements.     

Determinants of litter mixing effects in a Swedish boreal forest

When the litter of a given species decomposes, it will often break down in the proximity of litters from other species. We investigated the effects of litters of 10 different species in a boreal forest of northern Sweden on each others' decomposition and N release rates; this was done through the use of litterbags containing two compartments separated by single mesh partition. Different litters could be placed on opposite sides of this mesh so that they were in contact with each other. Treatments consisted of all the possible pairwise combinations of the 10 species, with members of each pair placed in different compartments of the same litterbag. Litterbags were harvested after 1, 2 and 4 years in the field. Species differed significantly in their effects on decomposition and N loss rates of associated litters. Generally, litters from feather mosses and lichens showed the greatest promotion of decomposition on associated litters, while some vascular plant species, notably Empetrum hermaphroditum, showed the least. At year four, feather mosses also had the greatest positive effects on N loss from the litters of associated species. There were several instances in which litter of a given species decomposed at different rate when litter from its own species, rather than that of a different species, was placed in the adjacent litterbag compartment. This was particularly apparent in the second year, when across the entire data set, litters decomposed fastest when associated with their own litters. Generally, slowly decomposing litters had the greatest positive effects on decomposition of associated litters. It is proposed that in boreal forests slow decomposing litters (particularly those of feather mosses) may contribute to enhancing moisture attention in the litter layer, which in turn promotes the decomposition and N release of associated litters. Further, while litter mixing effects were clearly demonstrated in our study, they were also shown to be of secondary importance to the effects of species identity on decomposition.     

茂兰喀斯特森林自然保护区凋落叶分解动态

[目的]研究喀斯特森林生态系统凋落叶分解特征,为喀斯特森林区石漠化防治及水土保持提供科学依据。[方法]采用1 mm网孔孔径分解袋,对茂兰喀斯特森林自然保护区不同树种凋落叶(落叶和常绿叶)在不同坡位的分解状况进行为期18个月的观测研究。研究茂兰喀斯特森林自然保护区凋落叶失重率和干重残留率动态变化、分解速率及养分释放特征。[结果]凋落叶分解过程呈现"快—慢—快"的周期变化,春夏季分解速度快于秋冬季,落叶树种凋落叶分解速度快于常绿树种凋落叶,不同坡位凋落叶的分解速度表现为:下坡中坡上坡。利用Olson模型对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,发现落叶树种凋落叶分解50%和95%所需时间分别为0.95～1.66 a和4.13～7.19 a,常绿树种凋落叶分解50%和95%所需时间分别为1.14～1.69 a和4.92～7.30 a,二者无显著性差异。凋落叶分解速率低于中亚热带东部常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林,但比同区域喀斯特次生林与人工林高。落叶树种凋落叶和常绿树种凋落叶的N元素释放模式为富集—释放模式,C含量随分解时间的波动差异显著,总体在不断减少,而C/N比呈逐步下降的趋势。[结论]由于不同树种凋落叶初始养分含量和叶片理化结构的差异,落叶比常绿叶具有更快的分解速率和养分释放速率,对促进喀斯特森林生态系统物质循环起着积极作用。     

麦秸覆盖对盐渍土肥力及作物产量的影响

在田间条件下采用定位试验,研究了麦秸覆盖还田措施改良盐化潮土的作用和效果。结果表明:麦秸覆盖还田增加了土壤有机质和 N、P、K 等养分,降低了土壤 pH 值,改善了土壤的物理性状,促进了土壤脱盐;麦秸覆盖还田减少了地面水分的蒸发,有效保持土壤水分,从而抑制了盐分向地表的积聚;麦秸覆盖还田为玉米的正常生长发育创造了良好的土壤肥力基础,使玉米比对照增产 1470 kg/hm2,增产率为 16.20%。     

Nutrient dynamics in decaying leaves of Fagus sylvatica L. and needles of Abies alba Mill.

 The dynamics of nutrients (N, P, K, Ca, Mg) in decomposing beech and fir litters was studied. N, P, Mg and Ca content increased in all litters, whereas K content decreased. Nutrient content correlated to mass loss with a few exceptions for K and P. Final N, K, Mg and Ca content was higher the lower the initial content and the higher the initial C/nutrient ratio was. Final P content correlated neither with initial P content nor with initial C/P ratio. All litters lost K very quickly, mainly by leaching. P was lost initially by leaching, although at a lower rate than K, and later by mineralization. Mg, Ca and N showed alternate phases of accumulation and release. Mg losses by leaching occurred only in litters with high initial Mg content; in litters with low initial Mg content, Mg losses occurred by mineralization. Ca and N were lost only by mineralization. A mobility series K>P>Mg>Ca=N is suggested. Received: 8 May 1997     

陕北黄土丘陵区牧草枯落物对针叶纯林土壤极化的修复效应

针对陕北半湿润黄土丘陵区的侧柏、油松和落叶松等针叶纯林,在前期关于土壤极化研究的基础上,通过采集林地腐殖质层土壤与7种不同牧草枯落物进行混合分解培养,研究不同牧草枯落物对针叶纯林土壤的修复效应,以此作为选择适宜修复牧草种的依据。结果表明：（1）针对侧柏纯林土壤,苜蓿等7种牧草对于速效钾含量,苜蓿、胡枝子、沙打旺、小冠花和草木樨对于蛋白酶活性的负向极化具有显著缓减作用。（2）针对油松纯林土壤,7种牧草对于碱解氮含量,毛苕子、苜蓿和草木樨对于有效磷含量,苜蓿对于蔗糖酶活性的负向极化均有显著缓减作用。（3）针对落叶松纯林土壤,胡枝子和红豆草对于碱解氮含量,苜蓿、红豆草、小冠花和毛苕子对于有效磷含量,除苜蓿和毛苕子外的其他牧草对于有机质含量,苜蓿以外其他牧草对于磷酸酶活性的负向极化均具有显著缓减作用。（4）综合主成分分析表明,对侧柏纯林土壤综合修复效果较好的依次是沙打旺、小冠花、胡枝子和毛苕子;对于油松纯林土壤综合修复效果较好的依次是苜蓿、小冠花和草木樨;对于落叶松纯林土壤综合修复效果较好的依次是苜蓿、草木樨和红豆草。     

安塞新修黄绵土农地有机质分解及土壤有效态养分变化

通过模拟试验研究了安塞黄绵土中有机质分解及土壤有效态养分变化。其结果是:1.土壤中加入的有机质分解率随温度、湿度升高而增加。其分解表现出快速与慢速两个阶段,各阶段的分解量与有机质的化学组成有关。2.土壤中原有的土壤有机质分解速度与半衰期成反比。若不向土壤中施加任何有机质,大约18年左右,土壤中原有的有机质贮量要减少一半。3.新加入的有机质分解时,土壤有效态养分增加。但个别有效态稀土元素在减少。