古尔班通古特沙漠5种植物凋落物分解特征

为明确养分受限环境中凋落物的分解特征及调控因素,以古尔班通古特沙漠5种不同生活型植物粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、芦苇(Phragmites communis)、花花柴(Karelinia caspia)和小果白刺(Nitraria sibirica)为对象,利用分解网袋法,研究了典型植物各器官(叶、茎、根)凋落物的分解过程。结果表明:(1)不同生活型植物各器官凋落物的质量损失过程可以用负指数衰减模型较好地拟合(R²>0.70),经过629 d的分解,物种间及同一植物各器官间凋落物的分解速率存在显著差异,粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的分解快于芦苇、花花柴和小果白刺,5种植物叶、根凋落物的分解快于茎,而叶和根分解的快慢具有明显的种间差异;(2)凋落物分解过程中N、P养分动态因物种、器官类型而异,5种植物茎凋落物呈现不同程度的养分固持,而粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的叶、根表现为N、P养分的净释放;(3)初始化学组成对根、茎凋落物分解的影响比叶重要,其中,初始养分含量和难降解成分是限制根分解的主要因子。凋落物初始化学组成是预测温带荒漠凋落物分解的重要因素,而其重要性受植物生活型和器官类型的影响,因此,未来气候变化下,植物物种或植物生物量分配的变化所引起的凋落物质量改变,可能会对荒漠生态系统碳和养分循环产生较大影响。     

川西亚高山生态系统三种典型植物凋落物分解动态特征

植物凋落物是高山生态系统重要的养分存储库,凋落物的分解在高山生态系统生物地球化学循环中具有重要作用。本研究采用凋落物分解袋法,分析了贡嘎山亚高山暗针叶林和高山灌丛中赤茎藓(Pleurozium schreberi)、峨眉冷杉(Abies fabri)和杜鹃(Rhododendron williamsianum)三种植物凋落物的分解速率和养分释放动态及差异。结果表明:1)经三年分解后,无论是暗针叶林还是高山灌丛,杜鹃凋落物分解率均最高;峨眉冷杉凋落物分解率在暗针叶林略高于赤茎藓凋落物,但在高山灌丛和赤茎藓无显著差异;2)三种植物凋落物的分解动态均能用Olson经典指数模型拟合;3)分解三年后,三种凋落物碳(C)含量下降了5.66%~14.58%;氮(N)含量增加了6.46%~42.10%;峨眉冷杉和杜鹃凋落物磷(P)含量增高,赤茎藓凋落物中P含量降低。     

生物土壤结皮对温带荒漠植物凋落物分解的影响

环境和微生物群落的变化会影响凋落物的分解过程。生物土壤结皮是干旱荒漠区地表普遍存在的生物覆盖,对土壤物理化学性质有显著影响,但对于是否影响荒漠植物凋落物分解缺乏深入了解。选择8种在古尔班通古特沙漠广泛分布的荒漠植物（白梭梭Haloxylon persicum、梭梭Haloxylon ammondendron、黑沙蒿Artemisia ordosica、粉苞菊Chondrilla piptocoma、羽毛针禾Aristida pennata、刺沙蓬Salsola ruthenica、紫翅猪毛菜Salsola affinis、钩刺雾冰藜Bassia hyssopifolia）,分析生物土壤结皮覆盖对这8种凋落物质量损失率和分解速率的影响。结果表明：生物土壤结皮和植物种对凋落物质量损失率有极显著影响（P<0.01）,生物土壤结皮的存在增大了荒漠植物凋落物质量损失率,不同物种的分解率差异显著。8种植物凋落物的质量损失率在结皮覆盖条件下为13.67%~64.56%,去除结皮处理下为13.58%~54.13%。其中,结皮覆盖条件下白梭梭、梭梭、紫翅猪毛菜的质量损失率（46.12%、41.26%、64.56%）显著高于去除结皮处理（35.85%、36.97%、54.13%,P<0.05）。生物土壤结皮的存在缩短了凋落物的半分解和95%分解时间,缩短长度随物种差异而不同,受凋落物的初始全碳和全氮含量调节。荒漠地表生物土壤结皮对植物凋落物分解具有促进作用,且这种作用具有显著的种间差异,地表生物土壤结皮的存在对初始全碳含量较低而全氮含量较高的凋落物促进作用更明显。     

模拟氮沉降对森林土壤可溶性有机碳的影响

以亚热带森林生态系统为研究对象,于2009--2012年原位模拟氮沉降（对照,CK,0kg·hm^-2·a^-1、低氮LN,30kg·hm^-2·a^-1和高氮HN,100kg·hm^-2·a^-1）,分析亚热带阔叶林（罗浮栲、浙江桂）和针叶林（杉木）森林土壤中可溶性有机碳变化,以探究土壤不同层次、不同植被类型和凋落物是否去除条件下土壤可溶性碳对氮沉降的响应．结果表明：针叶林土壤不同层次可溶性有机碳的差异较大,表层0～15cm在HN水平下最高;而15～30cm和30～40cm在LN水平下最高,HN水平下15—30cm可溶性有机碳含量显著降低;而阔叶林（罗浮栲、浙江桂）15—30cm和30—40cm土壤可溶性有机碳随施氮水平有小幅度的升高．通过模拟氮沉降前后表层土壤（0～15cm）可溶性有机碳含量的比较,发现针叶林和阔叶林对氮沉降的响应存在差异,氮沉降后瞬时效应显示,杉木林土壤可溶性有机碳含量随氮水平而降低,但阔叶林并没有降低,甚至有增加趋势,尤其是在罗浮栲林．土壤自身碳含量的差异也是影响其响应氮沉降的重要因素;且模拟氮沉降后瞬时的效果在一定程度上影响最终的长期结果,而凋落物去除处理的效果短时间还无法观察到．     

草原凋落物的分解及营养元素的释放和累积

草原凋落物的分解是草原生态系统物质循环的主要环节, 其中植物营养元素的释放和累积对退化草场恢复的进程和质量有着重要意义。本文从凋落物自身的性质、外部环境因素(生物及非生物因子)、混合效应等对凋落物分解速率的影响以及凋落物分解时植物营养元素的释放和累积两个方面论述了国内外对草原凋落物的分解及营养元素的生物地球化学行为的研究现状。一般情况下, 草原凋落物分解速率与凋落物自身的N、P、K等元素含量正相关, 与C/N、C/P、木质素、纤维素等的比值或含量值负相关, 而与周围环境中营养元素的组成及含量的关系不大。混合凋落物中不同种类凋落物的N、P含量及物种丰富度影响着非加性效应作用的效果。在凋落物分解过程中, 总体趋势表现为分解初级阶段对N的积累, 对P 和K的释放, 而对Na、Ca、Mg等营养元素来说, 随物种和根茎叶等部位的不同规律也不一样。凋落物中各元素的含量、凋落物分解阶段、物种类型、非加性效应、土壤环境等都是影响其营养元素释放和累积的因素。据此, 本文展望了草原凋落物未来可能的研究方向, 指出多因子的交互作用对草原凋落物分解的影响、凋落物混合分解机制探究、某些大量及微量营养元素的释放和累积可能是未来需要研究的重点。     

兰州百合（Lilium davidii var.unicolor）凋落物分解特性

兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）是甘肃省兰州市特产,国家地理标志产品,适生区窄、生长周期长,为了获得较好的经济收益,一般长期连作,凋落物在地表分解。利用凋落物分解袋法对兰州百合器官（叶、茎秆、鳞茎、茎生根、根）的分解速率及对土壤微环境的影响进行了观测研究。结果表明,兰州百合不同器官凋落物分解速率差异显著,分解速率鳞茎>叶>茎>根>茎生根;分解速率的差异由初始化学组成的差异导致,其中氮、碳/氮、木质素/氮对兰州百合凋落物分解速率的影响达到显著水平,磷和镁对分解速率的影响达到极显著水平;兰州百合的根和茎秆分解后会显著改变土壤中有机质、总碳、总磷的含量,促进了百合农田生态系统的物质循环。     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响北大核心CSCD

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0mg C·g^(-1)干土至12.7mg C·g^(-1)干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO2释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应

土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程,植物残体和凋落物分解释放CO₂直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化,添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后,CO₂-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍,0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍;CO₂-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍,0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关,25℃时,CO₂-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍,而含水量10%时,CO₂-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明,凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转,植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存,凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。     

中国森林凋落物分解速率影响因素分析

本研究通过收集国内已发表的文献中具有凋落物分解常数的数据,采用SPSS13.0软件综合分析中国森林凋落物分解速率的影响因素.结果发现:凋落物类型对凋落物分解速率有显著影响(P0.05),凋落叶氮含量与分解速率呈极显著正相关(P0.01).在同一样地的研究中,混合分解的凋落叶分解常数极显著高于单独分解的(P0.01).叶习性对凋落叶分解速率没有显著影响(P0.05),但在中国的温带地区则有显著影响(P0.05).在全国尺度上树种组成对凋落物分解速率没有显著影响(P0.05).凋落叶分解速率与经度、年均温和降水量成极显著正相关(P0.01),与纬度和海拔成极显著负相关(P0.01).凋落叶分解速率的Q10值为1.768.网袋孔径与土壤类型对凋落叶分解速率亦均有极显著影响(P0.01).     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0 mg C·g^-1干土至12.7 mg C·g^-1干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO₂释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

木荷天然林根系分解和养分释放及化学组成变化

运用尼龙网袋法,在福建建瓯万木林自然保护区木荷天然林里进行木荷根系（按直径大小分成0～1 mm、1～2 mm、2～4 mm 3个级别）分解研究.在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段.细根在0—360天内分解速度较快,3个径级干质量损失率分别达47.8%、57.2%、39.5%,在后期360—720天内分解速率显著下降.3个径级细根分解过程中N、P浓度都呈现上升趋势;细根化学组成分析显示：不同径级细根的可萃取物浓度呈下降趋势、酸不溶性物质浓度呈上升趋势,酸溶性物质浓度变化平缓.相关分析表明：不同径级细根分解速率与其底物质量指标中的初始N、P养分浓度、可萃取物浓度之间存在显著正相关关系,而与初始的C/P、酸不溶性物质/N、酸不溶性物质/P比呈显著负相关关系.     

Impact of litter quality and soil nutrient availability on leaf decomposition rate in a semi-arid grassland of Northeast China

It was hypothesized that litter with higher N concentration would decompose faster than that with lower N concentration and that increased soil nutrient availability would stimulate litter decomposition. To examine the interspecific differences in decomposition rate of leaf litter in relation with differences in litter chemistry and soil nutrient availability, senescent leaves of four species Pennisetum flaccidum, Artemisia scoparia, Chenopodium acuminatum and Cannabis sativa, and soil samples with different fertilization treatments (no fertilization, N, P, and N + P fertilizations, respectively) were collected from a sandy grassland in Northeast China and incubated under laboratory conditions. The decomposition rate of leaf litter was determined by measuring the CO₂ emission during decomposition of litter. We found remarkable interspecific differences in leaf decomposition rates. Moreover, rates of litter decomposition at different incubation stages were correlated with different litter quality indices. The rate of litter decomposition was positively correlated with initial litter N concentration in the initial stage of the incubation, whereas it was negatively correlated with litter N and P concentrations in the late stage. Responses of litter decomposition to soil nutrient availability differed among species. Our results suggest that both indirect changes in litter quality through shifts of species composition/dominance and direct changes in soil nutrient availability under nutrient addition conditions could affect litter decomposition and consequently C and nutrient cycling of grassland ecosystems.     

福建万木林自然保护区米槠和杉木凋落叶混合分解研究

应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠（Castanopsis carlesii）凋落叶、杉木（Cunninghamia lanceolata）凋落叶及其混合样品分解进行了为期2年的研究．结果表明：Olson指数衰减模型能够较好地模拟不同凋落叶的分解过程．杉木凋落叶的分解速率快于米槠凋落叶（前者的年分解常数为0．4992,后者的为0．4380）,凋落叶自身的质量特性及林地土壤环境条件是影响凋落叶分解的主要因子．杉木和米槠凋落叶混合物在杉木林内的分解表现为促进作用（年分解常数为0．5604）,而在米槠林内则表现为抑制作用（年分解常数为0．4104）,表明群落性质的差异对凋落叶混合分解有明显的影响．     

杉木人工林细根分解和养分释放及化学组成变化

在福建建瓯万木林自然保护区杉木人工林里采用网袋法进行杉木细根（按直径大小分成0～1mm、1～2mm、2～4mm3个级别）分解研究．在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段：细根在前期分解速度较快,3个径级干重年（360天）损失率分别达54．8％、41．2％和38．2％;后期分解速率显著下降．3个径级细根分解过程中,皆呈现N浓度上升、P浓度变化平缓、K浓度下降趋势．细根化学组成分析显示：0～1mm、1～2mm径级可萃取物浓度呈下降趋势,酸溶性物质浓度变化平缓,酸不溶性物质浓度呈上升趋势;2～4mm径级可萃取物、酸溶性物质浓度呈下降趋势,酸不溶性物质浓度呈上升趋势．相关分析表明：不同径级细根分解速率与其底物中初始的P、K、可萃取物浓度呈极显著正相关,而与C／P比、酸不溶性物质／N、酸不溶性物质／P显著负相关．     

干旱区油蒿生物量凋落分解与土壤呼吸

生物量的凋落分解与土壤呼吸影响流沙基质中CaCO3的淋溶和淀积。为研究腾格里沙漠油蒿群落中土壤CaCO3的形成,对油蒿当年生物量的凋落分解与土壤呼吸进行了探讨。结果表明：在腾格里沙漠,固定沙地上油蒿当年生物量[（41.51±1.76）g·m-2]显著高于半固定沙地[（32.31±0.92)g·m-2],固定沙地上油蒿叶量籽量和[（32.89±1.34)g·m-2]也显著高于半固定沙地[（19.32±0.64)g·m-2];但不同立地油蒿叶量和籽量的分解速率均大于0.6692 g·g-1·a-1,且油蒿的凋落物需要4.48 a才能达到分解最大值。另一方面,油蒿半固定沙地、油蒿固定沙地和油蒿+冷蒿固定沙地的土壤呼吸速率均存在显著差异;统计分析表明,油蒿+冷蒿固定沙地土壤呼吸速率最低[（7.37±1.07)mg CO2·m-2·h-1]可能与油蒿+冷蒿固定沙地土壤中较高的pH值和较低的土壤呼吸脱氢酶活性有关。可见,干旱区油蒿群落越到固定阶段,凋落量越大,释放的Ca2＋越多,土壤呼吸速率越低,土壤中的pH值越高,而这越有利于土壤中CaCO3的形成。     

干旱对青藏高原腹地高寒草地生态系统净CO2交换的影响

干旱对草地生态系统NEE有深刻影响。基于涡度相关技术提供的碳通量及小气候数据,研究了2009年当雄高寒草地生态系统的碳交换特征及其主控因子,同时分析了干旱的可能影响。5—7月初及9月发生的干旱导致草地GLAI、ALB和GPP较低,6月中旬到7月初碳吸收一度下降。干旱使6、7月份NEE日变化进程发生改变。同时,NEE和GPP的季节变化也受到干旱影响。由于干旱导致生态系统吸收能力降低,75]3日出现NEE日净碳排放最高值（0．9gCm-2d-1）。5-7月的NEE月总量均大于0,且逐月增加。该草地2009年的GPP和NEE分别为-158．1和52．4gCm。日均0〈01时,0成为影响白天NEE变化的主控因子。GLAI、r和目是3个对NEE季节变异影响最大的指标,且其影响程度依次降低。GPP季节变化的主控因子是GLAI、θ、PPT、VPD和瓦,生态系统水分状况（0、PPT或VPD）对GPP的影响大于T20。Rcco主要受控于t、GLAI、PAR和PPT,且其影响力依次降低。GLAI的季节变化可解释NEE和GPP变异的60．7％和76．1％。当雄高寒草地生态系统水分条件的年际变化可能是影响NEE年际变异的主要因子。     

中亚热带2种天然林表层土壤N2O排放速率

运用静态箱-气相色谱法对中亚热带地区米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率进行了1年（2012年1月—2013年1月）原位观测,分析了土壤温度及含水量对土壤N2O排放速率的影响,并探讨土壤无机N含量变化与土壤N2O排放速率的关系。结果表明,观测期间,2种天然林均表现为大气N2O排放源,米槠天然林和阿丁枫天然林平均土壤N2O排放速率分别为7.29μg·m^-2·h^-1、7.41μg·m^-2·h^-1;米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率季节变化明显,最高排放速率均出现在夏季6月,分别为16.51μg·m^-2·h^-1、18.86μg·m^-2·h^-1;2个林分N2O排放速率最低值分别出现在2012年1月和2012年9月,分别为3.04μg·m^-2·h^-1和2.17μg·m^-2·h^-1。2种天然林土壤N2O排放速率均与土壤温度无显著相关性,与土壤含水量显著正相关（P〈0.05）;2种天然林土壤N2O排放速率与NH4＋含量均无显著相关性,米槠天然林和阿丁枫天然土壤N2O排放速率与NO3-含量分别呈显著负相关和显著正相关（P〈0.05）。研究结果表明,土壤含水量及NO3-含量的变化对中亚热带天然林土壤N2O排放速率有着重要的影响。