土壤动物对森林凋落物分解的影响

凋落物分解是森林生态系统中物质和能量交换的重要生态学过程。土壤动物在森林凋落物的分解过程中起着非常重要的作用。可以通过物理的或化学的方法研究土壤动物对凋落物分解的影响。笔者综合了目前该领域研究中常用的方法,如分解网袋法、化学试剂排除法、电击法、数学模型法等,分析了各种方法的特点和局限性,指出了今后研究的方向。     

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。     

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．     

不同凋落叶分解的土壤微生物效应

研究了8个树种凋落叶分解的土壤微生物效应．结果表明：凋落叶分解影响下的土壤与空白对照土壤相比，微生物生物量有明显提高，且分解越快的凋落叶，在其影响下土壤微生物生物量越大；南洋楹、大叶相思、马占相思和荷木等树种凋落叶分解影响下的土壤微生物量较大，有较好的土壤微生物效应，而湿地松和马尾松凋落叶的土壤微生物效应则较差．     

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。     

铅污染对湘西地区毛竹凋落物分解的影响

【目的】深入了解毛竹凋落物在不同铅污染环境中的分解机制。【方法】通过外源铅污染添加试验,采用凋落物分解袋法研究了毛竹凋落物质量损失、凋落物呼吸、真菌生物量和酶活性分解对重度(2 000mg·m-2)、中度(1 000mg·m-2)、轻度(500mg·m-2)铅污染的短期(60d)响应。【结果】在60d的分解期内施加外源铅整体抑制了毛竹凋落叶的分解,中度和重度铅污染处理组凋落叶质量存留率高于其他组;在分解期的前40d,施加外源铅对毛竹凋落叶的二氧化碳释放量和菌丝量总体起抑制作用;在分解过程进行60d后,外源铅污染铅促使了毛竹凋落叶二氧化碳释放量和菌丝生物量的增加;在60d的分解期内,不同程度的铅污染均整体抑制了纤维素酶和漆酶活性,但对淀粉酶活性的增加稍有促进作用。【结论】重金属铅对毛竹凋落物分解产生了明显负面影响,这为理解重金属矿区附近植被凋落物的分解机制提供了参考。     

杨-桤混交林及其凋落物对土壤氮矿化的影响

【目的】研究含氮量中等的立地条件下杨-桤混交林相比于杨树纯林能否增加土壤养分,分析桤木是否为合适的固氮树种,探讨桤木与杨树营造混交林以缓解人工林连栽带来的土地肥力衰退问题。【方法】以苏北地区杨树人工纯林以及杨-桤(1∶1)混交林为研究对象,采用尼龙网袋法观察两种林分下凋落叶质量分解以及养分释放的过程,比较两种凋落物处理(去除凋落物与保留凋落物)对土壤全氮以及碱解氮含量的影响。采用树脂芯田间原位培养法,研究杨-桤混交林与杨树纯林两种林分在两种凋落物处理下,林地土壤氮年净矿化量的变化。【结果】营造杨-桤混交林显著提高了林地土壤全氮和碱解氮含量。杨树纯林凋落物分解时需从周围土壤中吸收更多氮素,且分解速率较慢。杨-桤混交林凋落物分解更快进入氮释放状态,因此去除凋落物后混交林土壤碱解氮显著减少。保留凋落物处理下,杨-桤混交林中每公顷土壤氮年净氨化量显著高于杨树纯林中的,去除凋落物后两者差异不显著。【结论】研究发现,桤木是杨树较合适的伴生树种,营造杨-桤混交林可以起到增加土壤全氮和碱解氮含量的作用,有助于缓解杨树纯林连栽带来的地力下降问题。混交林凋落物分解速率与氮素释放速率更快,有利于人工林生态系统氮循环。保留凋落物处理下,混交林中每公顷土壤氮年净氨化量显著高于杨树纯林的,而每公顷土壤氮年净硝化量没有显著差异,表明混交林凋落物分解释放的氮素主要促进土壤氨化过程,对土壤硝化过程影响较弱。     

苏北沿海防护林对林地土壤蒸发的影响研究

研究了苏北沿海主要防护林树种刺槐和水杉不同龄级林分对土壤蒸发的影响，结果表明：海防林能显减少土壤蒸发，有林地蒸发量平均仅为对照的３６．９％。     

不同落叶林林下凋落物的分解与养分归还

用分解袋法研究胡桃楸、落叶松纯林及其混交林下叶凋落物的分解及养分归还速率。结果表明：在1个生长季内，3种林分叶凋落物分解速率从大到小依次为：胡桃楸纯林、混交林、落叶松纯林。胡桃楸纯林叶凋落物归还氮的速率最快，落叶松纯林叶凋落物归还磷、钾的速率最快。二组成混交林后，混交林叶凋落物归还氮的速率较落叶松纯林明显提高，而归还磷、钾的速率较胡桃楸纯林明显提高。胡桃楸与落叶松混交后叶凋落物养分归还速率较其各自纯林的有所提高，可能是混交林增产机理之一。     

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.     

苏北沿海地区不同土地利用类型下土壤动物群落结构特征

【目的】了解中国苏北沿海地区不同土地利用类型下土壤动物的多样性及其生态分布特征,为该地区土壤动物系统研究以及生态系统健康评价提供基础资料。【方法】采用手拣法和干漏斗法,对苏北沿海3种不同土地利用类型(杨树人工林、杨-农复合林、农田)下的土壤动物群落组成与多样性特征进行研究。【结果】土壤动物群落在杨树人工林、杨-农复合林、农田中均以蜱螨目(Acarina)、弹尾目(Collembola)动物为优势类群,占全部捕获量的82.48%,是组成该地区土壤动物群落的主体; 土壤动物个体数量随季节呈现一定规律性,即夏>秋>春>冬; 土壤动物垂直分布上,表聚性明显; 在群落多样性方面,杨树人工林土壤动物的Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数最高,杨-农复合系统土壤动物的丰富度(Margalef指数)最高,而农田土壤动物的Simpson优势度最高,多样性指数与均匀度指数最低。【结论】土地利用方式的转变影响了土壤动物的组成与多样性特征,复合经营和适度干扰可在一定程度上提高土壤动物的丰富度; 但是人为干扰强度较大时,会降低土壤动物的多样性和均匀度。     

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。     

苏北沿海不同土地利用方式冬季土壤氮矿化速率比较

土壤氮矿化速率常被作为生态系统中氮有效性和氮损失的指标。不同的土地利用方式可能影响土壤氮素的矿化、运输和植物的吸收与利用,因而造成土壤氮素循环过程的差异。该研究以苏北沿海地区杨树纯林、杨农复合、草地和农田等4种不同土地利用模式为研究对象,采用原位封顶法测定了土壤矿质氮含量的变化,分析了不同土地利用方式土壤氮净矿化速率的特征,以及土壤矿质氮与土壤微生物量氮(SMBN)、土壤水溶性有机氮(WSON)与土壤主要理化性质的相关关系。结果表明:不同土地利用方式土壤净矿化速率从大到小表现为杨树纯林>杨农复合>农田>草地; 土壤铵态氮(NH⁺₄-N)与N矿化速率、SMBN、全氮有显著的正相关(p<0.05); 土壤硝态氮(NO^-₃-N)与SMBN、WSON、有机碳有极显著的正相关(p<0.01); NH₄⁺-N、矿质总氮(TMN)与土壤C/N有极显著的负相关(p<0.01)。土壤矿质氮含量随土层的加深而显著减少; 在>10～25 cm土层,杨树纯林与杨农复合之间的土壤矿质氮含量差异显著(p<0.05)。研究结果表明土地利用方式的改变将影响土壤氮净矿化速率,森林转变为农田或农林复合结构后,氮在土壤中的储量和循环速率显著降低。     

拉萨河流域不同土地利用方式下土壤动物的群落特征

对拉萨河流域下游6个不同土地利用方式下土壤动物的群落特征进行了研究,结果表明:由于土地利用方式的不同,土壤动物群落组成存在一定的差异,节跳虫科、辐螨亚目、革螨亚目和甲螨亚目在6个群落中均为优势类群或常见类群,这些类群不仅数量大,分布也较为均匀,是该地区的广布类群;稀有类群在各群落中分布各异,土壤动物垂直分布具明显的表聚性,个体数表聚性更为突出,2个草场土壤动物的个体数量主要聚集在表层,4个农田垂直分布递减的较为缓慢,这与生境中的食物来源有关.割草场和青稞田土壤动物群落的多样性较高;土地利用方式的不同,土壤动物群落的相似程度亦不同,其中小麦田与青稞田、割草场与放牧场生境最为相似.     

成都市郊区三种土地利用方式的土壤动物群落特征比较

为了掌握成都市郊区土壤动物群落特征及不同土地利用方式对土壤动物群落的影响,2008年10月对成都市郊区的绿化林、农田和莱地内的土壤动物进行了调查．共捕获大型土壤动物213只,隶属于2门6纲10类（目）,优势类群为大蚓类（Macrodrilc oligochaetes）和小蚓类（Microdrilc oligochaetes）;中小型土壤动物1118只,隶属4门7纲10类（目）,优势类群为弹尾目（Diplura）、线虫类（Nematode）和线蚓类（Enchytraeidae）;大型和中小型土壤动物类群和个体数的大小顺序均为菜地〉林地〉农田,但仅有中小型土壤动物的个体数有显著差异（P〈0．05）;大型土壤动物群落间的多样性差异不显著（P〉0．05）,中小型的差异显著（P〈0．05）;大型土壤动物群落间相似性低于中小型;林地和菜地土壤动物垂直分布的表聚性高于农田,大型土壤动物的表聚性高于中小型．研究结果表明,不同土地利用方式对大型和中小土壤动物群落的影响不同．     

不同林龄杨树人工林土壤动物群落结构特征

对苏北沿海地区4、9和20年生杨树人工林的土壤动物群落结构进行了调查和分析,结果表明:(1)共捕获土壤动物113 994只,隶属3门9纲23目。共有优势类群为甲螨亚目和前气门亚目,共有常见类群为等翅目。(2)各林龄杨树林土壤动物个体密度差异显著(p<0.05),但土壤动物类群数无显著差异(p>0.05); 各林龄中土壤动物总密度从大到小依次为:4年生林、9年生林、20年生林,土壤动物的优势类群和常见类群有显著不同。(3)各林龄杨树林土壤层的土壤动物个体密度和类群数显著高于凋落物层的(p<0.05)。(4)不同林龄林地以及不同季节的土壤动物多样性指数间差异均不显著(p>0.05)。各林龄杨树林土壤动物群落相似度随季节变化而不同,其中9年生与20年生杨树林的相似度较高。研究表明,不同林龄杨树人工林土壤动物的群落结构特征不同,即不同林龄杨树林改变了土壤动物的多度以及类群结构,但对动物类群数量没有明显影响。     

土地利用变化对高寒草甸植物群落结构及物种多样性的影响

以原生高寒嵩草草甸封育系统为对照,研究了不同土地利用对植物群落结构和物种多样性的影响,检验了不同人工重建措施对植被的相对影响程度.研究结果表明:高寒嵩草草甸草地退化导致植被稀疏、覆盖度下降、群落物种组成减少、群落中各功能群的比例发生变化、物种多样性降低.退化草地封育自然恢复7年后,恢复最快的是一年生杂草,其次是禾草类;重度退化草地改建成人工草地7年后,禾本科植物仍然是群落中的优势类群,但原生植被中的优势功能群--莎草类在任何人工草地中没有出现;经相关分析表明,物种多样性指数与均匀度指数呈极显著正相关(P＜0.01),与物种丰富度呈显著正相关(P＜0.05).不同土地利用条件下,各群落之间种相似性系数的变化表明,退化草地经过多年的封育,或经松耙补播后逐步向原生植被方向演替;人工草地逐步向退化演替方向发展.     

苏北滨海土壤无机碳含量的测定方法比较

【目的】无机碳是苏北滨海土壤碳库的重要组成部分,探索其含量的精准测定方法,以期为深入认识土壤无机碳(SIC)的形成和转化提供基础。【方法】在苏北地区野外选取杨树人工林和互花米草湿地作为样地,采集0～10、≥10～20、≥20～40、≥40～60、≥60～80和≥80～100 cm深度的土壤样品,在实验室分别使用气量法、二氧化碳(CO₂)吸收法和间接法测定SIC含量及其回收率,比较3种方法的精准性。【结果】使用气量法、CO₂吸收法和间接法测得的SIC含量的变化范围分别为4.25～9.93、6.18～11.50和5.50～12.60 g/kg,平均值分别为8.11、9.58和9.54 g/kg。当外源碳酸钙添加梯度为2.35～12.90 g/kg时,气量法、CO₂吸收法和间接法的回收率的平均值分别为96.9%、105.0%和71.5%。根据回收率校正后的SIC含量,间接法的结果明显高于其他两种方法,这表明间接法的回收率被低估。气量法、CO₂吸收法和间接法测定平行土壤样品无机碳含量的变异系数分别为1.19...