凋落物分解模型与土壤动物的作用

土壤动物对凋落物的分解作用，是研究森林系统营养物质循环的一重要课题，但在森林生态系统有土壤动物作用下，凋落物的分解模式及土壤动物对分解过程的作用尚未见报道．本文将报告长白山北坡凋落物在有土壤动物作用下的分解模式及土壤动物在分解过程中的功能与作用．     

模拟酸雨对毛竹凋落物分解的影响

2006年9月开始,采用分解袋法,在酸雨危害较为严重的浙江省临安市,模拟研究了酸雨对毛竹叶凋落物分解的影响。实验设置中度(pH4.0)和重度(pH2.5)酸雨胁迫处理和对照实验(pH5.6),每种处理3次重复。结果表明,在酸雨胁迫条件下,凋落物分解速率受到不同程度的制约,毛竹的分解速率随酸雨胁迫强度的增强而减小。毛竹凋落物在对照组中分解速率最高(0.69),其次是在中度酸雨胁迫下的分解速率(0.57),而重度酸雨胁迫下分解速率最低(0.33)。在重度和中度酸雨胁迫下以及对照处理中,凋落物分解95%的时间分别为9.08 a,5.26 a和4.34 a。随着酸雨胁迫强度的增强,毛竹凋落物分解速率对酸雨胁迫的响应表现越敏感。     

九寨沟不同类型森林群落凋落物分解的研究

利用网袋法对九寨沟主要森林类型的凋落物的分解作用进行了研究.结果显示,九寨沟各林型凋落物的分解率k以白桦林最高,达0.7864,巴山冷杉林最低,为0.2705.九寨沟6个主要类型群落中,除巴山冷杉林的年分解率为23.70%,与一般温带针叶林分解率相似外,其余皆在30.20%至54.45%之间,高于温带森林凋落物的平均分解速率20%～30%.在实验期内五次取样的失重率与时间的关系有两类,它们以海拔2400m为界.在海拔2400m以下的白桦林、青杆林和油松林群落中,凋落物的失重率变化呈S形;在海拔2400m以上的辽东栎林、红桦林和巴山冷杉林群落中,凋落物的失重率变化呈山字形.这6种类型森林群落凋落物的分解作用受多种因素影响.一般地,海拔相同时阔叶林群落凋落物分解比针叶林群落快.     

土壤动物群落在玉米秸杆分解中的作用及其特征

土壤动物在土壤中有机物的分解和腐殖质的形成等养分循环过程具有重要的推动作用。然而,到目前为止,有关不同个体大小土壤动物种群在土壤有机残体转化中的作用仍不十分清楚,为此,本研究采用网袋法,在自然条件下,研究了不同个体大小的土壤动物在玉米秸杆分解中的作用。结果表明：（1）在土壤动物作用下,玉米秸秆的分解速度表现出了明显的季节性变化,夏季7月～9月间分解速率高于秋末和冬初;（2）5mm网径尼龙网袋与0.01mm网径尼龙网袋中玉米秸秆分解量在0.05水平上差异显著,说明在农田生态系统中,0.01mm以上的土壤动物对土壤有机残体的分解有显著的促进作用,0.01mm以下的土壤动物对土壤有机残体的分解有显著的抑制作用。     

热带亚热带森林叶凋落物交互分解的研究

为了检验全球变暖对森林凋落物分解的影响,在跨气候带的大尺度下进行森林凋落物的交互分解实验,在热带的尖峰岭和亚热带的鼎湖山各选样地1个,它们有相似的海拔高度、土壤类型、年均降雨量及干湿季节律,气温为主要差异,年均气温相差3.7℃.各样地分别收集了10种当地的优势树种的凋落叶.其中2个样地各自的优势种青皮和锥栗,2个样地均有的共同种荷木作为单种样.10种凋落叶的等重量混合为混合样,共计6类凋落叶,分别交互置于2个样地分解.结果表明:6类凋落叶在尖峰岭的分解速率显著地大于在鼎湖山的分解速率;凋落叶分解的表观Q10在3.7～7.5范围内.证实在这个温差范围内,凋落物分解加快的程度可达1.36～3.06倍.     

雪灾对武夷山毛竹林凋落物分解动态的影响

为了研究雪灾干扰对森林生态系统物质循环与能量流动的影响,利用大样袋网袋法对武夷山3种程度受灾的毛竹林样地中凋落物的分解进行了连续1 a的观测研究。结果显示：毛竹凋落物的分解失重呈先快后慢的趋势,在夏季,不同样地毛竹凋落物分解速率随受灾程度的加重而显著加快,不同受灾样地秋冬两季凋落物分解速率没有显著差异,春季重度受灾竹林分解速率又显著快于中度与轻度受灾竹林。3种样地毛竹凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型,且分解系数k从大到小排序为：重度受灾样地、中度受灾样地、轻度受灾样地。不同受灾竹林凋落物的分解速率均与土壤温度、雪灾输入林地生物量呈显著正相关,与郁闭度呈显著负相关,与土壤湿度不相关。研究表明雪灾加快了森林生态系统的有机物质的分解。     

亚热带森林转换对凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构的影响

以地带性植被建群种米槠(Castanopsis carlesii)的凋落叶为研究对象,采用不同孔径凋落物袋排除土壤无脊椎动物的方法,分析常绿阔叶林转换为米槠人工林后凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构、多样性和功能群。以米槠凋落叶完全分解为研究期间,共捕获土壤无脊椎动物6 417头,隶属3门12纲27目114科,其中白蚁科为优势类群。2种林分凋落叶分解过程中总的、大型土壤无脊椎动物丰度均于30 d到达峰值,而中小型为15 d,类群数均在91 d达到峰值,整体的动态变化规律较为相似。常绿阔叶林转换为人工林后,土壤无脊椎动物丰度和类群数显著降低,其中中小型土壤无脊椎动物丰度的响应更为迅速,降低了33.67%;林型转换后,土壤无脊椎动物各功能群个体数量均有所减少,其中杂食性土壤无脊椎动物对林型转换最为敏感,降幅达37.85%;土壤无脊椎动物群落的多样性指数、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数也均有所降低。冗余分析表明,土壤有机碳含量和土壤温度是调控凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构的主要因子,总解释率达22.4%。可见,亚热带常绿阔叶林转换为人工林的森林林型转换会导致森林地表理化特征变...     

中亚热带森林转换对地表凋落物现存量及其组分的影响

依托福建三明森林生态系统国家野外观测研究站森林转换研究平台,在凋落物高峰期选择立地条件相对一致的以米槠为建群种的常绿阔叶林、次生林以及米槠人工林为研究对象,调查森林地表凋落物量及其组分(叶、枝、果、其他)与分解程度(未分解层与半分解层),并分析米槠凋落叶的物理性状差异。结果表明：天然林转换为次生林和人工林后凋落物现存量分别显著降低了33.03%和63.19%,凋落叶占总现存量的相对比例分别下降了5.72%和4.85%,但凋落枝和其他部分的相对比例略有上升,改变了地表凋落物的组成格局。天然林转换为次生林后未分解层和半分解层凋落物量分别降低了37.49%和37.08%,相对比例基本不变;但转换为人工林后未分解层和半分解层凋落物量分别降低了51.75%和70.12%,半分解层相对比例下降了11.07%,表明人工林可能具有相对快速的凋落物分解过程。此外,森林转换显著改变了建群种米槠凋落叶的面积、周长等物理性状,其中比叶面积和叶组织密度的变异系数最大。可见,天然林转换后凋落量明显减少,半分解层凋落物量相对于未分解层下降更为明显,不利于森林凋落物归还到土壤,形成土壤有机质。     

蚯蚓与凋落物对杨树人工林土壤酶活性的影响

[目的]揭示接种蚯蚓和施用凋落物对杨树人工林土壤主要酶活性的影响,正确评价蚯蚓和凋落物在杨树人工林生态系统土壤养分循环中的作用,以促进其生产力长期维持及生态服务功能提升,为优化杨树人工林经营管理提供依据.[方法]以江苏省东台林场20年生杨树人工林为试验对象,采用随机区组试验设计,共设置杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶...     

氮沉降对微生物分解森林地上凋落物过程的影响

森林生态系统凋落物被微生物分解的过程影响整个土壤碳库的碳来源及稳定性,在氮沉降全球化的趋势下因试验树种、试验方法、试验时间等不同因素导致森林地上凋落物分解产生了促进、抑制和无影响等3种响应。氮沉降对凋落物分解的影响主要通过3种机制实现:①不同浓度的氮沉降对凋落物中纤维素和木质素分解的影响不一致,原因可能是外加低浓度氮时,与之相关的真菌和细菌的生物量、活性会升高,高氮时则反之; 也有部分研究表明氮沉降一般促进含木质素少抑制含木质素较多的凋落物的分解; ②氮沉降对微生物产生的胞外酶活性影响也不一致,所以微生物酶对凋落物分解速率影响不同; ③通过对微生物的生物量、多样性、群落组成以及生态化学计量比等的影响,氮沉降也会影响凋落物分解木质素、纤维素等化学物质的过程。     

椴树-红松林林隙大小与枯叶分解对土壤香草酸含量的影响

【目的】阔叶红松林是中国东北东部山区的地带性森林植被,林隙是广泛存在于天然红松林里的特殊微结构,探究林隙大小、枯叶分解时间和枯叶种类对林地土壤中香草酸含量的影响,为阔叶红松混交林林隙调节和红松人工林可持续经营提供依据。【方法】在黑龙江凉水国家级自然保护区椴树-红松林内,选取由掘根倒木形成的大、中、小林隙,以郁闭林分为对照,分别在林隙中心及对照土壤中埋置3种枯叶(椴树、红松、枫桦)分解袋后,分5次(61、123、147、458、519 d时)取回枯叶分解袋下0~10 cm土层土样,去除杂质并过筛后用于室内分析。采用高效液相色谱法(HPLC)测定土壤中香草酸含量。分析条件为柱温25 ℃,流速0.1 mL/min,自动进样,进样体积10 μL,检测波长280 nm。流动相A为色谱纯甲醇,流动相B为1%磷酸溶液,体积比及梯度洗脱方式为:0 min,V_A:V_B=30:70;15 min,V_A:V_B=50:50;20 min,V_A:V_B=55:45;30 min,V_A:V_B=60:40。通过方差分析,比较各林隙大小、枯叶分解时间以及枯叶种类对分解后土壤中香草酸含量的影响。【结果】林隙大小、枯叶分解时间及枯叶种类对土壤香草酸含量差异影响显著。林隙大小对土壤香草酸含量的影响不同,椴树枯叶分解后,小林隙、中林隙土壤香草酸含量普遍高于大林隙;红松枯叶分解后,小林隙土壤香草酸含量基本高于中林隙、大林隙;枫桦枯叶分解后,中林隙土壤香草酸含量高于大林隙、小林隙。多因素方差分析表明,林隙大小、枯叶种类、枯叶分解时间的交互作用对土壤香草酸含量影响显著。Post Hoc检验结果表明在椴树-红松林小林隙内,枯叶分解519 d时,枯叶种类对土壤内香草酸含量影响不明显,在椴树-红松林大林隙对照中,枯叶分解123 d时,枯叶种类对土壤中香草酸含量的影响弱于其他水平交互作用。【结论】为更好地维护椴树-红松林更新,应考虑林隙大小、枯叶种类及枯叶分解时间对土壤中香草酸含量的影响。枯叶种类在某些分解时间和某些林隙中对土壤中香草酸含量影响不明显。因此,在分析香草酸含量变化时,需要考虑各影响因素各水平的交互作用。     

苏北沿海不同土地类型土壤动物群落及其对凋落物分解的影响

明确苏北沿海不同土地类型土壤动物群落特征及其对凋落物分解动态的影响,选择江苏省东台林场不同土地利用类型(杨农复合林、杨树纯林、农田和草地)作为实验样地,采用网袋法对其开展定位观测研究,研究中共获得25 715个土壤动物标本,隶属于3门13纲35类; 在杨农复合林的网袋内土壤动物总个体数显著大于其他土地类型的,杨农复合经营在一定程度上刺激了中小型土壤动物数量的增长; 不同土地利用类型、不同孔径网袋凋落物残留率均存在显著性差异(p <0.01); 不同孔径网袋内凋落物分解残留率平均值为小孔(59.32%)>大孔(48.03%)>中孔(44.70%); 土壤动物的个体相对密度年均值(每克土壤含35.46～69.79个)和类群相对密度年均值(每克土壤含1.17～1.54目)均与凋落物分解残留率存在显著负相关; 各样地小型土壤动物对凋落物分解的平均贡献率(24.89%)均显著大于大型土壤动物的贡献率(0.70%)。因此,不同的土地利用类型导致样地凋落物输入的改变,可能影响土壤动物群落组成与结构,从而对凋落物分解产生一定的影响。     

粤西森林溪流淡水鱼类区系研究

调查发现，粤西森林溪流淡水鱼类有53种，隶属4目13科37属。鲤形目占66．1％，鲇形目占13．2％，鲈形目占18．9％，合鳃目占1．9％，其中鲤科鱼类占总种类的47．2％；可划分为热带平原、江河平原、上第三纪、北方平原、中印山区5个区系复合体。其区系组成具有5个特点，与区域地质演变密切相关。     

不同土地利用类型土壤动物对土壤氮矿化季节变化的影响

以苏北沿海地区3种土地利用类型(杨树人工林、农田、杨农复合林)为研究对象,通过设置不同驱除土壤动物处理(撒萘驱除所有土壤动物、撒噻唑磷驱除土壤线虫、未驱除即对照),采用顶盖埋管法测定土壤矿质N含量及净N矿化速率,研究土壤动物对N矿化季节变化的影响。结果表明:①不同土地利用类型土壤NH⁺₄-N、NO^-₃-N、土壤总矿化N(TMN)含量均呈显著的季节变化(P＜0.05),驱除线虫和所有土壤动物显著降低了不同季节的土壤NH⁺₄-N、NO^-₃-N和TMN含量,但并没有改变它们的季节变化基本趋势。3种土地利用类型土壤NH⁺₄-N含量的季节变化均表现为夏＞秋＞春＞冬; 对于NO^-₃-N和TMN含量的季节变化,杨树林和杨农复合林均表现为夏＞秋＞春＞冬,而农田则表现为秋＞夏＞春＞冬; ②不同土地利用类型净N矿化速率季节差异显著(P＜0.05),杨树林和农田的净N矿化速率最大值出现在秋季(分别为0.25、0.29 mg/(kg·d)),杨农复合林净N矿化速率最大值出现在夏季(0.45 mg/(kg·d))。驱除线虫和驱除所有土壤动物显著降低了所有土壤利用类型春、夏、秋季的土壤净N矿化速率(P＜0.05),而未改变杨农复合林净N矿化速率的季节变化趋势。驱除所有土壤动物改变了杨树林和农田的净N矿化速率的季节变化趋势,杨树林和农田驱除所有土壤动物的季节变化表现为夏＞秋＞春＞冬,而对照表现为秋＞夏＞春＞冬。重复测量方差分析表明,季节和驱除土壤动物处理对净N矿化速率有显著的交互作用(P＜0.01),表明驱除土壤动物可能会影响净N矿化速率的季节变化。     

模拟氮磷沉降和凋落物处理对两种林型红松林土壤有机碳组分的影响

【目的】阐明模拟氮(N)磷(P)沉降和凋落物处理对两种林型红松(Pinus koraiensis)林土壤有机碳(SOC)组分的影响,为该地区红松林的合理施肥提供参考。【方法】以黑龙江省伊春市带岭区凉水国家级自然保护区红松人工林与阔叶红松林为对象,每个林型设置3块20 m×30 m样地,每块样地间隔20 m,每块样地内布设12个样方,共计72个样方。每个样方实施两种处理：(1)凋落物处理：2017年10月进行该处理的去除(R)、添加(A)和原状(CK1)3个水平的试验,每个水平设定3个重复;(2)模拟氮磷沉降处理：2018年与2019年的5—10月,每月进行1次该处理的试验,分别使用(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂HPO₄作为氮源和磷源配置成不同质量浓度的液体肥,施肥量设置低剂量(L,N、P添加量均为5 g/m²)、中剂量(M,N添加量为15 g/m²,P添加量为10 g/m²)、高剂量(H,...     

苏北沿海不同土地利用方式土壤动物对有机氮矿化的影响

土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分,为探讨不同土地利用类型土壤动物对土壤氮矿化过程的影响,以苏北沿海地区3种土地利用方式(杨树人工林、农田、杨农复合林)为研究对象,通过设置不同实验处理(对照、撒噻唑磷驱除土壤线虫、撒萘驱除所有土壤动物),采用顶盖埋管法测定土壤矿质氮的含量,分析了土壤动物对有机氮矿化速率的影响。结果表明:①3种土地利用类型驱除土壤线虫和驱除所有土壤动物处理的土壤NO^-₃-N 和总无机氮(TMN)含量均显著低于对照(P<0.05),说明土壤线虫和土壤动物的存在能显著提高土壤中NO^-₃-N和总无机氮的含量; 而NH⁺₄-N含量变化不明显。②土地利用类型和土壤动物类群数量的改变会影响土壤净氮矿化速率; 0～10 cm土层,对照处理土壤净氮矿化速率从大到小表现为农田>杨树林>杨农复合林,驱除线虫和驱除所有土壤动物处理下均表现为杨农复合林>农田>杨树林; 各处理≥10～25 cm土层动物变化不显著。且0～10 cm对照和驱除线虫处理,杨树林与农田间土壤净氮矿化速率差异显著(P<0.05,P<0.01)。驱除线虫和驱除所有土壤动物均能降低土壤净氮矿化速率(P<0.05)。③驱除所有土壤动物处理的土壤微生物量氮的含量极显著低于对照(P<0.01),表明驱除土壤动物对土壤微生物有极显著的影响。     

陆地生态系统土壤有机碳分解温度敏感性研究进展

在全球变化背景下,土壤有机碳的分解及其温度敏感性在陆地生态系统碳循环中的重要性备受关注。温度敏感性指数(Q₁₀)微小的变化都可能导致未来土壤碳库大小评估的巨大偏差,充分了解土壤有机碳分解温度敏感性的调控机理对预测未来土壤碳变化具有重要意义。笔者对国内外已有研究进行分析,比较培养温度模式、底物质量、物理化学保护和微生物属性对土壤有机碳分解温度敏感性的影响。结果发现:(1)与传统的恒温模式相比,变温培养模式更好地克服了土壤微生物对恒定培养温度的适应性以及不同培养温度下底物消耗不均的缺点,能够更加准确地估算Q₁₀。(2)较多的研究发现难分解有机碳的Q₁₀大于易分解有机碳的Q₁₀,但也有研究发现难分解有机碳的Q₁₀并不比易分解有机碳的Q₁₀高,这主要是由于土壤有机碳库的异质性造成的。(3)团聚体和矿物吸附保护通过改变底物有效性或者反应位点的底物浓度来影响土壤有机碳分解的温度敏感性。(4)微生物的生理特性、群落组成和结构也会对温度敏感性造成影响,温度变化会造成土壤微生物群落组成及其相关生理特征的变化,进一步引起相关功能基因丰度的改变,从而改变有机碳分解的温度敏感性。土壤有机碳分解及其温度敏感性是全球气候变化对碳循环影响研究中很重要的一部分,对它的精确估算有利于完善全球气候变化模型,对准确预测未来全球气候变化具有重要意义。     

陆地生态系统土壤有机碳分解温度敏感性研究进展

在全球变化背景下,土壤有机碳的分解及其温度敏感性在陆地生态系统碳循环中的重要性备受关注。温度敏感性指数(Q₁₀)微小的变化都可能导致未来土壤碳库大小评估的巨大偏差,充分了解土壤有机碳分解温度敏感性的调控机理对预测未来土壤碳变化具有重要意义。笔者对国内外已有研究进行分析,比较培养温度模式、底物质量、物理化学保护和微生物属性对土壤有机碳分解温度敏感性的影响。结果发现:(1)与传统的恒温模式相比,变温培养模式更好地克服了土壤微生物对恒定培养温度的适应性以及不同培养温度下底物消耗不均的缺点,能够更加准确地估算Q₁₀。(2)较多的研究发现难分解有机碳的Q₁₀大于易分解有机碳的Q₁₀,但也有研究发现难分解有机碳的Q₁₀并不比易分解有机碳的Q₁₀高,这主要是由于土壤有机碳库的异质性造成的。(3)团聚体和矿物吸附保护通过改变底物有效性或者反应位点的底物浓度来影响土壤有机碳分解的温度敏感性。(4)微生物的生理特性、群落组成和结构也会对温度敏感性造成影响,温度变化会造成土壤微生物群落组成及其相关生理特征的变化,进一步引起相关功能基因丰度的改变,从而改变有机碳分解的温度敏感性。土壤有机碳分解及其温度敏感性是全球气候变化对碳循环影响研究中很重要的一部分,对它的精确估算有利于完善全球气候变化模型,对准确预测未来全球气候变化具有重要意义。     

土壤和枯落物覆盖对林鼠捕食栓皮栎种子的影响

在伏牛山国家级自然保护区研究了覆盖处理下森林鼠类对建群种栓皮栎种子扩散和命运的影响,对人工释放种子分别设置了2cm土壤覆盖(SC)、5cm(LC)和10cm枯落物覆盖(HC)3种处理,探讨不同覆盖处理下贮食鼠类与森林种子间的作用机制,以期为制定南水北调水源区人工促进天然更新措施积累基础数据.结果发现:1)3种处理显著影响栓皮栎种子的留存,种子留存率由高到低始终为HC、SC、LC;2)HC处理的原地捕食(EIS)量显著低于其他两种处理,但3种处理间种子埋藏率未呈现显著差异;3)在SC下,动物更倾向于将种子搬运至(1,2]m,而在LC和HC处理下动物更倾向于将种子搬运至(5,10]m.结果表明,覆盖处理对伏牛山水源林建群种种子扩散动态、种子命运以及种子扩散距离均可产生显著影响,在直播造林时,对种子进行10cm枯落物覆盖可延缓动物发现的时间,这在一定程度上为非休眠性白栎类橡子提供了临时庇护并为种子萌发争取了"时间".