森林凋落物分解研究进展

系统评述森林凋落物的分解过程、凋落物分解及养分释放的影响因素、分解研究的方法等.森林凋落物的分解既有物理过程,又有生物化学过程,一般由淋溶、自然粉碎、代谢作用等共同完成.凋落物分解过程先后出现分解速率较快和较慢2个阶段,元素迁移一般呈现淋溶-富集-释放的模式.凋落物分解主要受气候、凋落物性质、微生物和土壤动物的影响,气候是最基本的影响因素,常用实际蒸散(actual evapotranspiration简称AET)作为指标.凋落物分解速率呈明显的气候地带性,与温度、湿度等紧密相关.从全球尺度来讲,凋落物质量对分解速率的影响处于次要地位,但在同一气候带内因AET变化较小,则起了主导作用.N、P和木质素浓度、C/N、C/P、木质素与养分比值是常见的凋落物质量指标,其中C/N和木质素/N最能反映凋落物分解速率.凋落物化学性质对其分解的影响作用又与分解阶段有关.凋落叶中N、P、K初始浓度高使得初期分解较快,而后期分解放慢.土壤理化性质及微生物区系也将不同程度地影响凋落物分解.尼龙网袋法(litter bag method)操作简单,是野外测定森林凋落物分解速率最常用的方法.除此之外,缩微试验也得到了广泛应用.目前普遍采用的衡量凋落物分解速率大小的指标主要有CO2释放速率、凋落物分解系数(k值)及质量损失率.在此基础上提出了指数衰减、线性回归等模型来模拟凋落物分解过程.尽管对凋落物分解在森林生态系统C、N、P循环、土壤肥力维持等方面已进行了较深入的研究,但未来研究应侧重以下方向:长期的定位观测;采用相对统一的研究方法,获得可比性强的数据进行综合;深化凋落物分解机理研究;探讨全球气候变化对森林凋落物分解的影响;评价营林措施(如林分皆伐、造林、施石灰和肥料等)对凋落物分解与养分释放的调节作用.     

北亚热带6种森林类型凋落物分解过程中有机碳动态变化

运用凋落物野外分解模拟实验的方法,对北亚热带地区6种主要森林类型凋落物分解过程中有机碳的变化进行了研究,结果表明:(1)6种土地利用类型森林凋落物分解过程中,有机碳相对含量在分解初始阶段都呈现增加的趋势,表现为凋落物有机碳相对含量的积累过程;分解开始的第3～4个月后,凋落物有机碳相对含量下降;经过1 a的分解周期以后,粗放经营毛竹林凋落物有机碳相对含量变化最大,下降11.7%;(2)集约经营毛竹林凋落物有机碳数量从分解开始就减少,而其它几种类型分解初期有机碳数量都表现一个净积累的过程,然后才逐步释放;经过1 a分解周期以后,粗放经营毛竹林凋落物53.8%的有机碳净释放;凋落物有机碳释放速率由高到低的顺序为:粗放经营毛竹林、早竹林、杉木林、天然次生林、集约经营毛竹林、马尾松林;(3)6种土地利用类型森林凋落物在分解过程中,有机碳剩余率随时间变化的模型都极其显著地符合分解指数模型,因此都可以用指数方程表达;(4)影响凋落物分解的环境因子所发挥的作用不尽相同,凋落物的分解速率和温度之间呈现显著的正相关关系.     

全球变化背景下森林凋落物分解研究进展

论述了森林凋落物的分解,森林凋落物分解的影响因素,以及全球变化对森林凋落物分解的影响,对具体国内现阶段进行的研究进展进行了探讨,综述了目前的研究进展,并进行了必要的研究展望,以期为后续研究提供理论基础。     

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.     

氮沉降对森林凋落物分解影响研究的文献计量学分析

森林凋落物分解不仅会产生养分维持森林生态系统肥力和生产力,成为森林生态系统重要的养分来源,还会产生CO₂,从而影响全球生态系统碳循环。近些年来,由于人们工业活动的发展,人们向大气中排放的含氮化合物增加,而氮沉降对凋落物分解的影响研究结果不一。为此,采用2种可视化软件VOSviewer和CiteSpace基于WOS数据库和CNKI数据库对该领域文献进行了计量分析,结果表明：未来的研究方向,主要存在3个新的研究趋势：(1)形成了多个条件,多个研究内容的研究;(2)主要集中于土壤动物、微生物及相关酶活性和土壤有机质的研究;(3)温带、寒温带森林研究成为新的研究对象。     

森林凋落物分解过程中糖类组成变化的研究

本文报道了实验室条件下,森林枯叶分解过程中土壤有机质糖类的变化。结果表明,森林有机残体在土壤分解过程中,除了一部分有机残体被分解外,还有一部分存在于土壤中,属于腐殖质的糖类化合物参与分解,并进行更新。后者的量取决于枯叶本身的组成。其次,当有机残体分解朝向腐殖质化进行时,属于微生物来源的岩藻糖、核糖、鼠李糖和半乳糖所占的百分比,腐殖质部分中的要比非腐殖质部分中的高,而属于植物来源的木糖、阿拉伯糖所占的百分比则腐殖质部分中的要比非腐殖质部分中的低。     

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。     

凋落物分解模型研究进展

森林凋落物分解模型的研究经历了一个由简单到复杂的过程,从最初的对凋落物失重率的简单描述到广为人知的单指数分解模型,随着对凋落物分解研究的深入,双指数模型、三指数模型也应运而生。国外大部分的研究都集中于欧洲温带森林、北方森林。国内的研究也正在经历一个应用、改进和开发的过程,目前还主要处在应用和改进的阶段。为了准确预测森林生态系统尤其是在全球气候变化背景下C等元素的动态,急需建立适合于我国各类森林生态系统凋落物分解模型。本文回顾了各个历史时期出现的重要模型并进行了简单的分类和评述。     

全球变暖对森林凋落物的影响

凋落物是森林生态系统中养分归还的主要形式,其分解决定着土壤有机物质的存储与周转。随着全球变暖日趋明显,气候变暖对森林凋落物的影响引起了人们的极大关注,取得了较多研究成果,但部分研究结果仍存在争议,研究亟待加强。文中分别从凋落物产量、结构和组成、分解速率等方面综述全球变暖对森林凋落物影响的研究进展,比较了全球变暖不同模拟研究方法的优缺点,提出统一研究方法、加强长期动态观测、强化森林凋落物对环境变化的适应机制研究等建议,以期为全面精准评估全球变暖对森林凋落物的影响提供科学参考。     

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.     

氮沉降对凋落物分解的影响研究进展

过去几十年的人类活动增加了陆地生态系统的氮输入量,对凋落物分解的影响有促进、抑制和没有影响3种情况。凋落物的基质质量影响凋落物的分解,其中木质素、纤维素、酚类物质、N浓度、P浓度、C/N比、C/P比、木质素/N比具有重要作用。人类活动引起的全球变化,如CO₂增加、温度上升和降水变化,影响了氮沉降的速率和凋落物分解。未来氮沉降对凋落物分解的研究热点包括加强氮沉降对热带与亚热带森林凋落物和阔叶树种凋落物分解影响的研究,氮沉降对凋落物分解影响研究的长期化,采用13C同位素研究凋落物分解,注重凋落物分解对氮沉降与大气CO₂浓度升高、气候变暖、降水变化、紫外线辐射增强、P沉降交互作用响应的研究。     

森林生态系统中凋落物的分解、积累与归还的模型计算

本文在森林生态系统生物量增长遵循Mitscherlich 模型的结果这一假定下,推导的模型对森林生态系统凋落物的年凋落量、年分解量及累积量进行了推算,并得到了很好的验证。该模型给出了林地凋落物贮量—年凋落量—年分解率三者是森林凋落物动态、养分循环的三要素的生物学意义,它们组成一个紧密联系的动态系统,若已知其中的任何二者,都可以推算出第三者。同时提出了用林地死根总量以及根系的分解速率来推算森林生态系统根系的年死量,为计算森林生态系统根系的生产力提供可靠方法。     

模拟N沉降对滇中亚高山典型森林凋落物分解及土壤微生物的影响

目的 模拟N沉降下凋落物分解及土壤微生物特征,为研究森林生态系统碳、氮循环对氮沉降的响应机制提供依据。 方法 以滇中亚高山常绿阔叶林、华山松(Pinus armandii)林、高山栎(Quercus semicarpifolia)林和云南松(Pinus yunnanensis)林凋落物为研究对象,采用凋落物袋法,于2018年2月至2019年1月,通过模拟N沉降和原位分解实验,研究不同模拟N沉降下（CK, 0;LN, 5;MN, 15;HN, 30 g·m−2·a−1）凋落物碳氮、土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）及土壤微生物数量变化特征。 结果 分解1年后,不同N沉降处理下,常绿阔叶林和高山栎林凋落物C含量均显著增加(0.40%～8.16%),华山松林和云南松林凋落物C含量呈LN减少(2.67%),HN增加(4.09%);各林分凋落物N含量均显著增加(1.45%～69.01%),C/N则显著降低(0.34%～37.92%);相同N沉降下土壤微生物量随土层的加深而减小,N沉降对土层垂直分布格局影响不显著;N沉降对常绿阔叶林和高山栎林土壤MBC和MBN的影响表现为抑制,对华山松林和云南松林表现为低N促进,高N抑制;4种林分土壤MBC/MBN介于5.31～11.26之间,N沉降对不同林分不同土层的MBC/MBN影响存在差异,但均受到高N的抑制作用。 结论 滇中亚高山4种典型森林凋落物分解主要受森林类型影响,N沉降次之;土壤微生物量和数量主要受森林类型影响,土壤深度次之,N沉降最小。     

油杉人工林凋落物及其碳氮归还动态

在福建省永春县桃城镇大坪村湖内,采用样地法对50年生油杉人工林凋落物进行为期1 a的定位监测,研究油杉人工林凋落物及其碳氮归还规律。结果表明:油杉人工林年凋落量为5629.60 kg·hm~(-2)·a~(-1),叶是凋落物的主要形式。凋落物量有着明显的季节变化,呈现双峰形态,即2014年10月和2015年5月出现2次高峰;凋落物碳元素含量月动态比较稳定,碳元素平均含量介于469.306~498.817 g·kg-1之间;而氮元素含量受油杉生理活动的影响,月动态变化较大,氮元素平均含量最大值是最小值的1.51倍;碳、氮元素含量大小排序均为叶枝杂。碳、氮元素年归还量分别为2578.325、68.434 kg·hm~(-2);落叶碳、氮元素年归还量分别占总量的54.40%、55.01%;落枝碳、氮元素年归还量分别占总量的36.26%、35.87%;其它杂物凋落物碳、氮元素年归还量分别占总量的9.34%、9.12%。     

杉木凋落物分解速率的研究

本文通过对杉木凋落物的分解速率的研究,结果表明:凋落物枝、叶、果1年的失重率分别为22.97%、43.51%、25.22%.凋落物枝、叶和果的分解速率分别为0.291g/(g·a)、0.588g/(g·a)和0.405g/(g·a).凋落物中失去元素的重量与元素总重量的百分比呈现趋势为:钾>磷>氮>镁>钙.     

亚热带森林凋落物产量及动态的研究

本文是广西森林生态定位研究工作的一部分,旨在研究、弄清不同森林凋落物的数量和质量、组成和动态及其与森林组成、树种特性、年龄结构、空间结构、生长状况及环境因子间的相互关系,为分析森林群落的生产力、研究森林群落的养分循环和制定营林措施提供理论依据。一、自然环境和样地概况研究工作在广西龙胜、岑溪、宜山三个森林生态定位站进行(表1)。研究的森林类型     

喀斯特森林植被自然恢复中凋落物现存量 及其碳库特征演化

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰退化喀斯特森林自然恢复中凋落物现存量及其碳库特征.结果表明:随群落恢复凋落物现存量呈减少趋势,早期减幅大,中后期减幅小;随群落恢复凋落物现存量演化受地貌因子、群落生活史、土壤微生物的影响较大,受水热条件的影响较小;凋落物现存量生物量与其分解失重率、表层土壤微生物量碳有较强的负相关关系;凋落物分解失重率与表层土壤微生物量碳呈极强的正相关关系;随群落恢复凋落物现存量含碳率变化不显著,凋落物现存量碳密度变化规律与凋落物现存量变化规律一致,单位面积凋落物碳储量表现为碳源效应,且早期碳源效应较强、固碳能力不稳定,中后期碳源效应较弱、固碳能力稳定;凋落物碳密度(Y)与其现存生物量(x)的关系:Y=b.+b1x(b0、b1为常数).     

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。