土壤动物在长白山臭冷杉凋落物分解中的作用

【目的】研究长白山臭冷杉凋落物分解率和C、N、P元素释放量的变化规律,探讨土壤动物在凋落物分解过程中对臭冷杉凋落物分解和养分元素释放的影响,进一步完善土壤动物生态学研究,为长白山地区森林保护与管理提供科学依据。【方法】2011年10月—2012年10月,利用凋落物袋法对长白山北坡暗针叶林和明亮针叶林2个亚带(2类生境)优势种——臭冷杉凋落物的分解率、养分动态及土壤动物的作用进行研究。采用手捡和Tullgren法相结合来分离凋落物中的土壤动物,凋落物中有机碳(TOC)的测定先采用过量的K2Cr O7-H2SO4经高温消煮分解后,再用Fe SO4滴定法滴定,全氮(TN)和全磷(TP)相对含量的测定采用Smartchem140全自动化学分析仪完成。采用SPSS 18.0软件分析生境、网孔及其相互作用对凋落物分解率及养分含量的综合影响,并运用Pearson相关系数分析土壤动物个体数和类群数与凋落物分解率以及养分绝对含量间的关系。利用Canono for Windows4.5对各土壤动物类群与凋落物分解率和养分元素绝对含量进行冗余分析。【结果】2类生境中臭冷杉凋落物经过1年的分解,在1 mm网袋内的分解率显著高于0.01 mm网袋(P0.05)。2种网袋内凋落物分解表现出季节性变化,夏秋季分解率高于冬春季。明亮针叶林2种网袋内凋落物的分解率高于暗针叶林。2类生境中2种网袋内的凋落物TN、TP相对含量经过1年的分解均有上升,且暗针叶林显著高于明亮针叶林,尤其是1 mm网袋内TP相对含量显著高于明亮针叶林(P0.05);在明亮针叶林1 mm网袋内凋落物TOC相对含量低于暗针叶林,而0.01 mm网袋内相反。分解1年后2种生境1 mm网袋内凋落物TP相对含量显著低于0.01 mm网袋(P=0.001),而TN和TOC含量没有显著差异。暗针叶林凋落物分解过程中在网袋内共捕获21个类群905只土壤动物,明亮针叶林共捕获19个类群1 227只土壤动物。2类生境中参与臭冷杉凋落物分解的土壤动物主要有节跳虫科、甲螨亚目、山跳虫科、球角跳虫科、辐螨亚目、革螨亚目、线蚓科和鳞跳虫科。Pearson相关系数及RDA分析显示,土壤动物个体数、类群数和主要土壤动物类群与针叶林臭冷杉凋落物分解率呈正相关,而与TN、TP和TOC绝对含量呈负相关。【结论】土壤动物对臭冷杉凋落物的分解有显著的促进作用,因而对养分元素的释放有显著促进作用。     

凋落物分解与细根生长的相互作用

本文综述了细根在凋落物层的觅食行为与策略,细根生长与凋落物数量、质量及分解过程的关系,细根生长与凋落物分解的相互作用机制及影响因素等以期为理解森林生态系统中细根对凋落物分解的作用机制以及凋落物分解对细根生长的影响提供依据。一方面,凋落物的数量和质量影响细根生长,地上凋落物的数量影响细根的觅食行为,并驱动细根在凋落物层的生长动态,凋落物质量的差异也对细根的生长产生影响,不同性质的地上凋落物对细根的生长是促进还是阻碍主要取决于分解过程中所产生的养分以及多酚含量的正平衡或负平衡;另一方面,生长进入凋落物层的细根通过根际激发效应、养分吸收以及共生真菌等作用综合影响凋落物的分解过程,生活的细根对凋落物分解的激发效应主要表现在根系分泌物控制微生物群落的活力及组成,进而加速或抑制凋落物分解;N的有效性是影响凋落物分解的重要因素,处于分解后期的凋落物层中生长的细根,通过吸收凋落物表面矿化形成的大量无机N,避免过量的N对微生物群落及其生境的不利影响;根系的共生伙伴——菌根真菌也对凋落物的分解产生重要影响,这与真菌类型及其分泌的酶和有机酸有关。未来该领域应注重全球变化背景下细根生长对凋落物分解作用机制以及细根的分支结构与其获取凋落物层养分功能的联系等方面的研究。     

北京低山区油松林和元宝枫林凋落物酶活性研究

森林凋落物中的酶直接催化凋落物中有机化合物的分解。为探讨不同林分凋落物中酶活性的差异,以北京低山区油松林、元宝枫林以及油松元宝枫混交林为对象,比较不同林分未分解层(L层)和半分解层(F层)凋落物的化学性质以及与碳氮转化相关酶活性的差异,并分析了凋落物化学性质对酶活性的影响。结果表明,与油松林相比,元宝枫林凋落物中L层的α-糖苷酶、β-糖苷酶、几丁质酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶分别高103.66%、158.17%、222.70%、32.18%、242.14%,F层的几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶和多酚氧化酶分别高86.10%、63.10%、845.28%;而混交林凋落物中L层的α-糖苷酶、几丁质酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶比油松林凋落物分别高58.81%、58.28%、89.54%、210.64%,F层的几丁质酶、氨基酸氨基肽酶和多酚氧化酶分别高43.98%、46.43%、280.85%。因此,针叶树和阔叶树混交有利于针叶凋落物酶活性的提高,从而促进凋落物的分解。     

森林凋落物分解与酶的相互关系研究进展

森林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,凋落物通过分解向土壤释放有机物和养分元素,对林地肥力的维持具有重要意义。凋落物分解受到一系列物理和化学因素的影响,主要包括气候、凋落物自身性质和土壤生物等。凋落物和土壤中的酶是凋落物分解过程的重要参与者,其在森林生态系统物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。文中评述了酶的种类和酶活性与凋落物分解的关系及凋落物层次、多样性和分解产物与酶的关系,简要概述了酶活性的测定方法,为深入研究凋落物分解机理及其在森林可持续经营中的作用提供参考。     

长白山针阔混交林凋落物-土壤生态化学计量特征

目的 研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。 方法 以长白山北坡4块面积1 hm2的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象,采集0～20、20～40 cm土样,收集半分解层（F层）和完全分解层（H层）凋落物,测定凋落物碳、氮、磷与土壤pH、有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾,并计算凋落物现存量及凋落物-土壤化学计量比。采用相关性分析和冗余分析等方法研究云冷杉-阔叶混交林凋落物特征与土壤养分及化学计量比的关系。 结果 凋落物现存量与0～20 cm土壤碳氮比呈极显著正相关（P < 0.01）。凋落物碳、碳磷比和氮磷比均随凋落物分解程度加深显著降低（P < 0.05）。冗余分析结果表明,F层凋落物现存量与F层凋落物碳、碳磷比和H层凋落物磷具有较强的正效应。凋落物与土壤养分化学计量比均表现为碳磷比> 碳氮比 > 氮磷比。 结论 完全分解层凋落物氮是影响云冷杉-阔叶混交林0～20 cm土壤pH、有机质、全磷、速效钾和土壤碳磷比的关键因子;凋落物氮为20～40 cm土壤全氮的主要来源。因此,凋落物氮可能是驱动研究区土壤养分变化的重要因素。     

不同立地条件下华北落叶松叶凋落物的分解特性

采用凋落袋法,研究2种立地条件下不同林分密度华北落叶松人工林叶凋落物基质质量、分解速率的差异。结果表明:海拔与坡度是造成2种立地(地位级Ⅲ,Ⅳ)差异的主要因子,华北落叶松叶凋落物季节失质量率均表现出双峰曲线,且在秋季失质量率最高。2种立地条件下,叶凋落物半衰期分别为2.57,2.67年,完全分解分别需要11.09,11.24年。叶凋落物年平均失质量率、分解速率及初始无机养分含量均表现出立地Ⅲ高于立地Ⅳ。与立地Ⅳ相比,在立地Ⅲ下,C/N均值、木质素含量均值更有利于凋落物分解。经t检验分析,2种立地条件下叶凋落物初始无机养分含量之间并无显著差异性,而有机养分中木质素含量、有机碳含量之间差异显著(P<0.05)。相关分析表明:凋落物分解速率与全碳、C/N、凋落物层厚度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.735,-0.569,-0.758。叶凋落物质量指标表明:在立地Ⅲ条件下,林分密度为1675株·hm-2最为有利于凋落物分解;在立地Ⅳ条件下,则以林分密度1300株·hm-2最为有利于叶凋落物分解。     

鼎湖山3种不同演替阶段森林凋落物的持水特性

研究鼎湖山自然保护区内处于演替前期的马尾松针叶林(PF)、处于演替中期的马尾松针阔混交林(MF)和处于演替顶极阶段的季风常绿阔叶林(M EBF)3种群落的凋落物及其不同分解层的现存量、持水量、持水速率和持水率.结果表明:凋落物现存量表现为PF(21.96 t·hm-2)＞MF(14.59 t·hm-2)＞MEBF(10.40 t·hm-2),顶极群落MEBF凋落物现存量最小;3种群落凋落物最大持水量为13.68 ～ 50.10 t·hm-2,持水深表现为PF(5.0mm)＞MF(2.8 mm)＞MEBF(1.4 mm);PF凋落物已分解层持水量占凋落物持水总量比重大(44.3％),而MEBF已分解层的贡献仅为16.7％;凋落物及其各分解层的持水量均随浸水时间呈对数关系增加,其截持水过程主要发生在0.5～2 h内,0.5h内平均持水速率表现为PF(4.35 mm·h-1) ＞MF(2.22 mm·h-1) ＞MEBF(1.19 mm·h-1),均随浸水时间的增加按幂函数方程降低;凋落物最大持水率表现为PF(306.3％)＞MF(289.0％)＞MEBF(239.3％),且伴随PF→MF→MEBF的演替,半分解层及已分解层凋落物的持水率即持水能力明显降低;演替早期PF凋落物具有较高的降水截留能力,尤其是其凋落物的已分解层,而后期MEBF凋落物未分解层对整体截留能力贡献大.     

克拉玛依不同配置模式防护绿地凋落物现存量及养分贮量

以克拉玛依市区北郊防护绿地为研究对象,对14种不同配置类型地表凋落物进行收集、取样和化学分析。结果表明:凋落物现存量117.34～719.36 g.m-2,乔灌行间混交方式最高,显著大于其他配置方式(P<0.05);凋落物各亚层贮量表现为未分解层>半分解层>完全分解层;地表凋落物组成以叶为主,占97.0%～53.8%,枝(皮)与其他组分因植物配置模式不同差异较大,花(果)所占比例最低;不同配置类型地表凋落物的养分含量、贮量均变异较大,以配置紫穗槐的乔灌行间混交类型地表凋落物各养分含量和贮量较高;地表凋落物中有机C含量最高,全Ca含量次之,全P含量最低,其他养分含量均较低;养分主要贮存在未分解层和半分解层,完全分解层极少。     

广西猫儿山水青冈天然林凋落物的持水特性

采用野外调查和室内浸泡法对猫儿山水青冈(Fagus longipetiolata)天然林不同分解层凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行研究。结果表明,未分解层、半分解层和全分解层的干凋落物储量分别为1.02、1.07、2.28 t/hm2。不同分解层凋落物的持水量和吸水速率在整个浸泡试验过程中均表现为全分解层半分解层未分解层;持水率表现为半分解层未分解层全分解层。方程拟合结果表明,不同分解层的凋落物持水量、持水率与浸泡时间呈对数关系;凋落物吸水速率与浸泡时间呈幂指数关系。     

我国森林凋落物分解研究进展

森林凋落物是指森林生态系统中,由地上植物部分产生并归还到地表面,作为分解者的物质和能量来源,借以维持生态系统功能的全部有机质的总称。文章综述了森林凋落物的概念、构成、分解的研究方法和模型、影响分解因素以及全球变化对凋落物分解的影响。凋落物分解是森林生态系统重要过程之一,受气候、凋落物性质、微生物等生物和非生物因子的影响。森林生态系统是陆地上最大的碳储库和最经济的吸碳器,而森林凋落物的分解对大气二氧化碳浓度增高、气候变暖和降水变化的反应,对深入理解森林生态系统土壤有机物形成和固氮能力十分重要。     

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。     

亚热带不同植被恢复林地凋落物层碳、氮、磷化学计量特征

【目的】探究不同植被恢复阶段林地凋落物层现存量及其碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量的差异,为亚热带地区退化林地的植被恢复和管理提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,在位于亚热带丘陵区的湖南省长沙县选取地域相邻、环境条件基本一致的4种处于不同植被恢复阶段林地:檵木-南烛-杜鹃灌草丛(LVR)、檵木-杉木-白栎灌木林(LCQ)、马尾松-柯(又名石栎)-檵木针阔混交林(PLL)、柯-红淡比-青冈常绿阔叶林(LAG)作为一个恢复序列,设置固定样地,按未分解层、半分解层和已分解层采集凋落物层分析样品,测定凋落物层现存量以及不同分解层凋落物C、N、P含量及其化学计量比。【结果】1)凋落物层及其各分解层凋落物的现存量总体上随着植被恢复而增加,同一林地不同分解层表现为:已分解层>半分解层>未分解层,不同分解层之间的差异随着植被恢复而增大。2)凋落物层C含量以PLL最高,LCQ最低,而N、P含量总体上随着植被恢复而增高;C、N、P含量随着凋落物的分解而下降。3)无论是整个凋落物层C储量还是各分解层凋落物C储量,均以PLL最高,其次是LAG,LVR最低,而N、P储量随着植被恢复而增高。4)整个凋落物层以及各分解层凋落物的C/N比值均表现为:PLL>LVR>LCQ>LAG,而C/P、N/P比值总体上随着植被恢复呈下降趋势;C/N、C/P、N/P比值基本上随着凋落物的分解而下降。【结论】随着植被恢复,凋落物层现存量及其N、P含量增加,C/N、C/P、N/P比值下降,体现了生态系统物质循环随着植被恢复逐渐优化。     

滇中高原森林凋落物不同分解阶段C、N、P的化学计量特征及种间差异

【目的】为了解滇中高原磨盘山典型森林凋落物在不同分解阶段的化学计量特征,揭示滇中高原森林不同分解阶段凋落物的质量特征,为更好地促进滇中高原森林生态系统的凋落物分解进程和养分循环提供理论依据。【方法】以滇中高原的华山松Pinus armandii林、云南松Pinus yunnanensis林、高山栎Quercus semecarpifolia林、滇油杉Keteleeria evelyniana林、常绿阔叶林5种林地为试验区,人为地将自然状态下的森林凋落物分为未分解层、半分解层、已分解层,用以模拟凋落物的不同分解阶段,对不同分解层凋落物的碳氮磷(C、N、P)含量、化学计量比及元素释放率进行分析。【结果】1)随着凋落物分解程度的加剧,5种森林凋落物的C含量不断减少,P、N含量大体呈增加趋势,其中云南松林及华山松林的N含量呈先增加后减少的趋势,常绿阔叶林P含量为先减少后增加,且C、N、P含量在同一分解层中不同森林之间差异显著;2)5种森林凋落物的C∶N、C∶P随着凋落物分解程度的不断降低,云南松林的二者比值最高,N∶P在云南松林、华山松林和常绿阔叶林中先升高后降低,在高山栎林中先降低后升高,在滇油杉林中逐渐降低,且滇中高原森林凋落物C∶P和N∶P均显著小于全球平均水平;3)森林凋落物中C、N、P的总释放率均为滇油杉林>华山松林>高山栎林>云南松林>常绿阔叶林,常绿阔叶林前期元素释放效率快,后期减弱,华山松林和云南松林则相反,滇中磨盘山5种森林凋落物的化学元素易富集难释放。【结论】根据碳、氮、磷的化学计量特征表明,森林种间差异及不同的分解阶段会显著影响凋落物分解过程中的碳氮磷含量、化学计量比及其释放效率。     

格氏栲天然林凋落物对马尾松种子萌发的影响

[目的]了解格氏栲天然林凋落物对主要伴生种马尾松种子萌发与胚根生长的影响.[方法]通过探究天然林凋落物不同分解层及浓度浸提液对马尾松种子萌发和胚根生长的化感效应.[结果]表明:(1)影响马尾松种子萌发的主要因素是凋落物分解层,未、全分解层凋落物对马尾松种子萌发无显著作用;半分解层抑制发芽率和发芽指数,促进发芽势.(2)...     

凋落物和铵态氮添加对亚热带罗浮栲和杉木林土壤碳氮淋溶的影响

目的 凋落物是森林土壤碳氮的主要来源,通过分析凋落物或土壤淋溶碳氮的变化,揭示凋落物分解通过淋溶对土壤碳氮的影响及氮添加情况下这种影响的变化,进而探究凋落物分解与土壤碳氮的关系。 方法 以亚热带天然阔叶林和人工针叶林土壤和凋落物为对象,设置6种处理：凋落物、土壤、凋落物 + 土壤、凋落物 + 氮、土壤 + 氮和凋落物 + 土壤 + 氮,每个处理3重复。氮添加量（NH4 + -N/土壤）为120 mg·kg−1 ,针、阔叶林凋落物添加量分别为12.1、19.7 g·kg−1,凋落物放置在土壤或石英石表面,土壤湿度控制在60%饱和持水量,于25 ℃暗培养箱中,采用氮淋溶模拟氮沉降的方法,进行室内培养试验。培养期间,氮溶液分5次不等氮量淋溶,每次110 mL溶液（按照淋溶次数分配依次为80、10、10、10、10 mg NH4 + -N）,收集淋溶液,测定其溶解性有机碳（DOC）、氮（DON）和无机氮。 结果 凋落物淋溶液有较低的无机氮和DON,较高的DOC;凋落物添加分别降低针阔叶土壤淋溶液中NO3−-N 22.6%和29.9%、提高针叶林土壤淋溶液中DOC 181.4%,但是降低阔叶林土壤淋溶液中DON 39.2%和阔叶林土壤MBN 53.2%。氮添加后,凋落物对添加氮的截留较少,且阔叶林凋落物截留高于针叶林;凋落物通过淋溶输入土壤的DOC减少,而DON增加。氮添加增加土壤可淋溶的无机氮量和针叶林土壤淋溶液DON,但凋落物降低土壤氮淋溶的作用在氮添加情况下没有减弱。 结论 凋落物具有减缓土壤NO3−-N输出对水环境的负面影响,氮添加可通过改变针阔叶林凋落物DOC和DON 的输出影响土壤氮变化。     

植物凋落物分解研究进展

本文综述了植物凋落物分解研究方法及其影响因素。从操作上来说,网袋法和小容器法更好一些;从科学严谨角度来说,同位素法更胜一筹。森林凋落物的分解主要受气候因子、凋落物性质和生物因子的影响,总体上各因素的作用大小为气候因子>凋落物性质>生物因子。     

会东县3种人工林凋落物持水性研究

为探索人工林下凋落物的持水性,对会东县3种典型林分凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:不同林型的凋落物干储量、持水量、持水率、吸水率有所差异,从大到小顺序均符合:软阔林(桤木)硬阔林(青冈)针叶林(华山松)。凋落物持水量和持水率与浸泡时间的变化规律符合对数方程W=a×ln(t)+b(其中a和b为常数),凋落物吸水速率与时间的变化规律符合乘幂方程W=a×t~(-b),且均达到显著相关水平(P0.05)。软阔(桤木)林具有比另外2种林型高的保水性,在持续干旱区域,桤木可以作为涵养水源林造林的首选树种。通过对3种人工林凋落量及其持水性动态变化的监测和研究,凋落物自然含水量在13.75%~63.62%之间,半分解凋落物含水量普遍高于未分解凋落物。未分解凋落物和半分解凋落物饱和持水率分别在85.05%~323.41%、147.66%~251.11%之间,半分解凋落物饱和持水率变幅相对较小。     

景谷县森林枯落物水文作用研究

指出了森林枯落物是森林生态系统的重要组成部分,枯落物层是森林拦蓄降水的重要环节。为了调查景谷县森林枯落物水文作用,选取了具有代表性的6个大样区和18个标准样地进行调查取样,结果表明：（1）景谷县3种植被类型中枯落物蓄积量最大的是季雨林,最小的是暖性针叶林,常绿阔叶林和李雨林林下枯落物半分解层所占比例要比未分解层大,而暖性针叶林林下枯落物未分解层所占比例要比半分解层大;（2）景谷县3种植被类型中,常绿阔叶林枯落物自然含水率最高,季雨林最小,暖性针叶林介于二者中间;（3）自然状态下,阔叶林枯落物的最大持水率大于针叶林,但由于针叶林枯落物数量较多,不易分解糜烂,因此仍有很强的拦蓄能力,3种植被类型中,暖性针叶林的拦蓄能力是最强的。     

森林凋落物生产及分解研究进展

森林凋落物的归还量及分解对森林生态系统影响极大。森林凋落物归还量受自然因素和人为因素共同影响,自然因素主要包括环境因子和林分因子。影响森林凋落物分解的因素主要分为内在因素和外在因素,内在因素指凋落物的理化性质,如凋落物的C/N比、木质素/N比和C/P比等重要的分解指标,而外部因素中的温度和湿度是影响凋落物分解主要的气候因子,土壤动物及微生物物也是影响凋落物分解的关键因子,人类活动及人为导致的CO2浓度升高、N沉降等全球气候变化也直接或间接的影响凋落物的分解速率。     

抚育间伐对人工林凋落物分解的影响

抚育间伐是提高林分生产力的有效措施之一, 以往研究主要集中在间伐对凋落物分解速率、养分归还量以及对土壤肥力影响等直接效果方面, 而对间伐引起这些变化的原因涉及较少。文中主要综述了抚育间伐后凋落物性质、林下植被、林内小气候和土壤性质等的变化情况, 以及这些变化对凋落物分解的影响作用。