森林凋落物分解及其影响因子研究

森林凋落物是森林植物生长发育过程中的代谢产物,其分解是森林生态系统中物质循环和能量流动的一个重要环节。本文介绍了凋落物的主要功能及影响其分解的主要因子,并概括性的介绍了凋落物分解的主要研究方法。并对森林凋落物在森林生态系统乃至缓解全球气候变化中的作用及意义进行了探讨。     

放牧影响草地凋落物分解研究进展

放牧是草地生态系统的主要土地利用方式之一，能够通过改变土壤环境、土壤生物与非生物因素、凋落物质量与产量调控草地凋落物分解，进而影响草地生态系统养分循环和能量流动，但放牧如何影响草地凋落物分解过程及其微生物机制仍缺乏统一认识。本研究利用文献计量分析，回顾了放牧影响草地凋落物分解的历史发展并剖析了各阶段热点研究内容，从土壤环境（水分、温度、容重、光照、pH等）、微生物活动（群落结构、养分、主场效应）、凋落物质量（植物群落结构、植物多样性、凋落物质量）等多个方面阐释了放牧影响草地凋落物分解的研究进展与不足，并进一步总结放牧导致的草地凋落物分解变化对养分循环的影响。基于上述分析，提出未来重点研究方向：1）加强长期放牧强度控制试验联网建设；2）亟须查明放牧条件下不同径级根系凋落物分解机制；3）探明放牧对混合凋落物分解的影响机理；4）以植物-凋落物-土壤环境-微生物为整体，系统阐释放牧影响凋落物分解的关键过程及机制；5）综合考虑放牧与全球变化要素对凋落物分解过程的协同影响。以期为深入探讨全球变化对草地凋落物分解的影响，以及草地生态系统服务功能的维持机制与可持续发展提供科学依据。     

氮磷添加对呼伦贝尔草地凋落物分解的影响

凋落物分解是草地生态系统能量流动和物质循环的重要过程,其分解与初始化学组成（内因）和土壤环境（外因）等因素有关。氮（N）、磷（P）作为植物生长所必需的大量元素,影响生命活动的很多过程,是凋落物分解中内因和外因的重要调控因素。以呼伦贝尔草甸草原中羊草、糙隐子草和披针叶黄华3种植物为研究对象,采用网袋分解法,研究氮磷养分添加在内因和外因方面对凋落物分解的影响。结果表明：1）凋落物分解过程受物种内在因素和土壤环境等外在因素的共同影响,在提高凋落物分解速率上,养分添加在外因方面作用大于内因方面;2）外因方面,氮磷养分添加显著促进3种凋落物分解;内因方面,对糙隐子草和披针叶黄华有促进作用,而对羊草则表现为抑制作用;3）凋落物分解过程中N、P元素的释放与凋落物初始N、P含量和土壤中N、P含量呈正相关关系。研究结果揭示了土壤氮磷养分差异是影响凋落物分解和养分释放的主导因素,今后研究应更多关注外在因素变化对凋落物分解过程的影响。     

增温对川西北高寒草甸草场植物凋落物分解的影响

凋落物分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,温度是凋落物分解的关键影响因子。为探究增温对川西北高寒草甸草场植物凋落物分解的影响,使用开顶式生长箱(OTCs)研究模拟增温对分解袋法处理的凋落物样品的影响,以阐明增温对川西北高寒草甸生态系统中优势物种凋落物:禾本科的披碱草、发草,杂草类的野茴香、鹅绒委陵菜、蒙古蒿、星状雪兔子、长毛凤毛菊等群落混合地上凋落物和群落地下根系凋落物分解的影响。结果表明:1)模拟增温并未显著改变混合地上凋落物的分解周期,但是显著提高了根系凋落物的分解效率,地上、地下凋落物的分解周期对温度变化的响应存在差异。2)尽管不同种类植物凋落物的养分含量与化学计量特征存在显著差异(P<0.05),但与自然分解条件相比,模拟增温条件下单种植物地上凋落物的分解效率并未发生明显改变,模拟增温对单种植物地上凋落物的分解释放过程影响不显著。综上所述,川西北高寒草甸生态系统地上凋落物的分解过程对模拟增温响应不显著,而模拟增温显著影响地下凋落物分解过程。     

降水、氮沉降及放牧对草地生态系统凋落物分解的影响研究进展

草地生态系统对我国建设生态文明、提供生态系统服务、保障食品安全和维护边疆稳定有举足轻重的作用。全球气候变化和过度的人为干扰打破了草地生态系统原有的平衡及稳定性,造成草地退化、沙化和盐渍化现象严重。草地生态系统结构、功能与过程的稳定是保证草地生态系统稳定的基础。凋落物分解过程是草地物质循环的重要环节,对维持草地生态系统稳定性具有重要作用。草地生态系统凋落物分解对降水格局变化、大气氮沉降增加及放牧干扰的响应已有较多的研究。对目前国内外相关研究进行了梳理和总结,发现降水、氮沉降和放牧对草地生态系统凋落物分解的影响,因地理位置和气候变化以及草地类型的异质性而不同,也有针对同一地区开展的研究呈现不同结果的现象。目前对这三种干扰因素中的两因素或三因素交互作用对草地生态系统凋落物分解过程的影响研究较少,而研究气候变化及人为干扰对草地生态系统凋落物的影响对正确理解草地生态系统结构与功能,以及可持续利用与保护草地生态系统具有重要的意义。     

晋北半干旱草地不同分解程度凋落物混合对分解特征的影响

半干旱草地凋落物层广泛存在着不同分解程度的植物残体,为探究其混合分解对草地养分循环的影响,本研究采用野外凋落物分解袋法,对晋北半干旱草地3种乡土植物本氏针茅、艾蒿和铁杆蒿不同分解程度凋落物进行单独[新鲜凋落物（LFresh）、半分解凋落物（LAged）]或混合分解[新鲜凋落物与半分解凋落物1:1混合凋落物（LMix）],研究不同分解程度凋落物混合对分解特征的影响。结果表明：不同分解程度凋落物混合物的干重剩余率随分解时间增加而降低。在分解335 d后,其交互作用强度最大,具体表现为：针茅混合凋落物和铁杆蒿混合凋落物的干重剩余率实测值分别比期望值低5.12%、4.68%,表现为协同效应,而艾蒿混合凋落物表现为加和效应。此外,针茅不同分解程度凋落物混合分解可以促进N释放,抑制纤维素分解;铁杆蒿不同分解程度凋落物混合分解可以促进C释放和木质素分解。研究表明,不同分解程度凋落物混合可以改变分解速率,促进养分释放,从而对草地生态系统的养分循环产生影响。     

藏北高寒草原典型物种凋落物分解与养分动态

凋落物分解在陆地生态系统碳循环和养分循环中起着重要作用,以往的研究主要集中在森林生态系统和温带草原生态系统,而对于高寒草原生态系统关注不足。本研究采用凋落物袋法,通过为期3年的野外分解试验,研究青藏高原北部高寒半干旱草原4种典型物种凋落物[紫花针茅(Stipa purpurea)、青藏苔草(Carex moocroftii)、火绒草(Leontopodium pusillum)、昆仑蒿(Artemisia nanschanica)]的分解动态。结果表明,4种凋落物的质量损失在不同物种和分解时间下存在显著差异,在试验结束时,各物种凋落物失重率大小顺序为昆仑蒿(46.69%)紫花针茅(44.97%)青藏苔草(33.55%)火绒草(17.05%);凋落物的分解常数在0.07～0.22,分解的半衰期在3.14～10.50年,分解的周转期在13.59～45.37年;分解过程中氮(N)、磷(P)养分主要表现为累积–释放和直接释放两种模式,在试验结束时,4种凋落物N、P养分的残留量均表现为火绒草青藏苔草紫花针茅昆仑蒿。本研究将丰富对高寒地区半干旱草原生态系统的生物地球化学循环过程的认识。     

天山北坡改良草地凋落物混合分解特征研究

研究凋落物分解过程及其调控机制对于预测生态系统凋落物分解、揭示营养元素循环规律具有重要意义。本试验采用野外凋落物网袋分解法,设置了紫花苜蓿（Medicago sativa）和无芒雀麦（Bromus inermis）不同混合比例的叶凋落物处理,在分解1个月、3个月和12个月后取出测定凋落物剩余量及碳氮含量。试验结果表明：单独紫花苜蓿凋落物的分解和碳、氮释放量均高于无芒雀麦凋落物单独分解,混合凋落物剩余率介于两种单一凋落物分解剩余率之间;混合凋落物紫花苜蓿和无芒雀麦凋落物比例为1：3的组合表现为显著的协同效应,其他组合为加和效应;凋落物剩余率及碳氮元素的剩余率与其初始氮含量呈负相关关系,与初始碳氮比呈正相关关系。研究结果表明,在新疆山地草原生态系统,凋落物混合分解效应与其组合比例密切相关,在豆禾凋落物适宜比例下混合凋落物分解可产生协同效应。     

氮添加下典型草原凋落物质量和土壤酶活性对凋落物分解速率的影响

近年来,全球大气N沉降量持续增加,影响了陆地生态系统碳循环的关键过程,而凋落物分解是碳循环的关键过程之一。本研究在内蒙古温带典型草原设置了不同水平的N添加试验,通过测定不同分解时期凋落物的分解速率、质量指标和土壤酶活性,探讨N添加对凋落物分解的影响。结果表明:凋落物累积干重损失率主要发生在生长季时期,占整个研究阶段的91.3%,且N添加处理显著增加了生长季的干重损失率,而降低了非生长季的干重损失率。第一年生长季,N添加通过提高β-葡萄糖苷酶活性,降低纤维素、单宁含量从而促进了凋落物分解。第一年非生长季,低N处理促进了脲酶活性,降低木质素/N,促进分解,高N抑制了多酚氧化酶的活性,进而降低了木质素的分解速率。第二年生长季,高N处理促进了亮氨酸氨肽酶活性,提高N/P,利于凋落物分解。整个分解过程中,N添加降低了凋落物单宁和纤维素含量,而木质素含量则呈现增加趋势。养分释放特征表现为C的连续释放,P的释放-固定趋势。此外,凋落物中Ca、Mn、N的含量随分解时间增高,表现出富集现象。因此,N添加通过改变凋落物质量和土壤酶活性而对凋落物分解过程产生影响,且不同时期主导因子不同。研究结果为不同水平N沉降对草原碳循环关键过程提供了理论依据。     

草地凋落物分解的主要影响因素

分析了主要的非生物因素（降水、温度、地形）、生物因素（动物、微生物、植物）和管理因素（放牧、灌溉、刈割）对草地凋落物分解的作用机理和途径。在一定范围内,凋落物分解速率分别随降水和积温的升高而增加;土壤养分高有利于凋落物分解;凋落物分解,土壤微生物的作用在前期至关重要,中期则土壤动物起决定性作用,后期以两者共同作用为主;适度放牧、灌溉和刈割促进凋落物分解。这些因素通过改变凋落物的基质质量、生境,或直接改变（物理作用）凋落物的量,以调控凋落物的分解。从定量研究和前沿问题的角度,提出草地凋落物管理今后值得研究的几个方面。     

青藏高原金露梅灌丛与矮嵩草草甸枯枝落叶的分解作用

研究青藏高原金露梅灌丛和矮嵩草草甸两种植被类型枯枝落叶分解作用强度及其随着埋放时间延长的变化规律.结果表明,两种植被的枯枝落叶在埋放的前3个月均显示出明显的分解效果.其总分解率分别达到20.31%和30.4%,随后分解率逐渐降低,埋放后个月的总分解率仅为前3个月的37.60%和39.33%.矮嵩草草甸枯枝落叶的分解率显著高于金露梅灌丛.土壤温度、微生物数量和枯枝落叶本身的化学成分是影响分解率的主要因素.与其相比,动物粪便的分解率很低.     

羊草草原主要凋落物分解及土壤动物的作用

对羊草草原主要植物凋落物的分解及分解过程中土壤动物群落作用的研究结果表明,不同凋落物以及在不同网孔网袋中的分解速率存在差异,不同凋落物以虎尾草分解速率最快, 在4和2 mm网袋中分解速率明显快于0.01 mm网袋。凋落物分解过程中土壤动物群落组成以革螨亚目,辐螨亚目和甲螨亚目为优势类群;长蝽科、啮虫科、土蝽科、山跳虫科、驼蝽科、等节跳虫科和管尾亚目为常见类群。 土壤动物促进了凋落物的分解,不同类型土壤动物在凋落物分解中的贡献不同,中小型土壤动物起到最为显著的促进作用。凋落物重量损失率同土壤动物群落特征的相关分析结果显示,羊草草原凋落物的重量损失率与土壤动物群落的多样性指数、丰富度指数间存在显著的负相关关系,而凋落物重量损失与土壤动物群落其他特征无明显相关关系。     

氮素添加对贝加尔针茅草原凋落物分解的影响

对内蒙古贝加尔针茅草原群落开展氮素添加实验,设置6个氮素添加水平,氮素类型为硝酸铵(NH₄NO₃):对照(N₀),1.5 g N/m²(N₁₅)、3.0 g N/m²(N₃₀)、5.0 g N/m²(N₅₀)、10.0 g N/m²(N₁₀₀)和15.0 g N/m²(N₁₅₀)。利用凋落物网袋分解法,研究贝加尔针茅、羊草和冷蒿3种植物不同器官凋落物分解对氮素添加的响应。结果表明:1) 3种植物不同器官凋落物C残留率的季节变化与植物残留率的变化趋势相同,呈释放模式。2)贝加尔针茅各器官凋落物分解95%所需时间为3.79~5.75年。羊草各器官凋落物分解95%所需时间为3.12~6.34年。冷蒿各器官凋落物分解95%所需时间为2.69~6.82年。3)不同植物、不同器官凋落物分解速率对氮素添加响应不同,初始化学组成不是控制凋落物分解的主要影响因子。4)凋落物分解速率与土壤铵态氮、硝态氮和土壤含水量无显著相关性,冷蒿凋落物与土壤微生物量碳氮显著相关。5)本试验进行期间,氮素添加对各器官凋落物分解无一致影响,仅个别施氮水平对不同器官凋落物分解速率及养分释放有促进或抑制作用。在氮素添加背景下,凋落物分解受到时间、分解底物类型及氮素输入水平的共同影响。     

放牧生态系统枯落物及其作用

草地枯落物是连接放牧生态系统中“土—草”界面的主要媒介,是调控地上-地下生态过程的关键因子,对草地物种多样性、生产力、退化草地恢复等具有重要意义。一方面,家畜的采食、践踏、排泄物等减少枯落物积累和加速其分解,且与放牧强度、制度、季节、家畜种类联合响应;另一方面,枯落物影响家畜的选择性采食、蹄压等行为,为微生物和小草食动物生命活动提供有利场所及能量,进而影响草地生态系统结构及功能。枯落物也能够改变土壤理化性质和物质循环,产生化感物质,影响种子发芽、幼苗生长,导致草地群落构建和演替。本研究综述了国内外相关文献,探讨放牧生态系统中的枯落物及其作用,旨在明确草地生态系统中“放牧-枯落物-土壤-绿色植物”之间的相互作用机制,为后续草地可持续性管理研究提供理论依据。     

羊草草原生态系统的分解者与枯枝落叶分解的研究

羊草草原的分解者包括土壤微生物和土壤动物。土壤微生物中的细菌、放线菌和真菌的数量峰值交替出现在７～９月份，该时期正是枯枝落叶分解的旺盛季节。土壤微生物生物量最大值出现在８月份，与枯枝落叶最大损失量相吻合。土壤动物的数量和生物量的季节变化趋势，基本上与枯枝落叶失重变化一致。分解者的不同类群，对枯枝落叶的分解作用不同，分解主要由土壤微生物来完成，分解强度占年损率的９７％，其中放线菌分解能力最强，真菌次之，土壤动物仅占３％。     

宁夏荒漠草原优势植物枯落物分解特征及其影响因素

为明确宁夏荒漠草原植物枯落物分解规律,以赖草（Leymus secalinus）、胡枝子（Lespedeza bicolor）及其混合物枯落物为研究对象,采用网孔分解袋法,调查了不同处理植物枯落物分解率及其影响因素。结果显示：植物枯落物分解率均呈现出前期显著增加、中期平缓变化趋势,但后期受网孔影响较大。70 d和210 d时,4 mm和2 mm网孔中分解率均表现为混合物最高,胡枝子居中,而赖草最低;但在0.01 mm网孔中,仅210 d分解率表现为混合物和胡枝子较高,而赖草最低。并且,140 d时仅4 mm网孔、280 d时仅2 mm和0.01 mm网孔中3种处理植物枯落物分解率呈现出显著差异性。分解50%和95%所需时间,随网孔减小,赖草和混合物枯落物则延长,而胡枝子枯落物则缩短。研究表明,210 d是3种处理枯落物分解率显著变化的重要节点。不同处理植物枯落物分解过程显著不同,并且受到不同土壤动物类群分布及温湿条件的深刻影响。     

草地生态系统枯落物分解及功能研究

枯落物是草地生态系统的重要组成部分,其积累与分解对草地自肥、维持生态系统功能有重要作用。文章综述了目前草地枯落物研究方法、枯落物动态与环境的关系及其对土壤性质的影响研究;分析了枯落物在土壤碳库、草地水文及植被更新等方面的生态功能;为深入了解草地生态系统的结构和功能,保证草地生态系统的稳定和可持续发展提供理论指导。