马尾松与阔叶树种凋落叶混合分解初期的酶活性

酶是凋落物养分释放过程中必不可少的催化剂,酶活性能迅速响应凋落物分解条件的改变,并在一定程度上反映分解快慢.以四川省低山丘陵区马尾松人工林为对象,研究马尾松(M)与香樟(X)、檫木(S)、香椿(T)阔叶树种混合凋落叶(MX、MS、MT;MSX、MXT、MST;MSXT)分解初期与碳(C)、氮(N)、磷(P)循环相关酶活性的变化特征,包括β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶(C循环水解酶),β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶(N循环水解酶),酸性磷酸酶(P循环水解酶)以及多酚氧化酶和过氧化物酶(C循环氧化酶).结果显示:(1)树种组合对酶活性影响显著,相比单一M,MT、MXT、MST、MSXT组合有助于提高C、N循环水解酶活性,而MX、MS、MSX组合则对酶活性具有一定的抑制作用;(2)混合比例对酶活性影响显著,无论一针一阔、一针两阔还是一针三阔混合模式,皆在马尾松与总阔叶量之比为6:4时,C、N循环水解酶活性较高;(3)相比单一M,混合处理降低了P获得水解酶及C获得氧化酶活;MT6:4和MXT6:1:3、MST6:3:1及MSXT(6:1:1:2、6:1:2:1)处理则有助于C、N循环水解酶活性整体提高,其中又以MT6:4和MSXT6:1:2:1处理更佳,且分别提高了63.34%、22.12%、11.93%、105.80%和53.91%、50.94%、29.10%、140.93%;(4)CCA分析表明,酶活性对树种组合、混合比例、凋落叶初始质量及微环境因子的响应不同,其中树种组合对酶活性影响最大,凋落叶初始N、N/P次之,说明凋落叶化学组成及其物理性质的某些方面共同作用于酶活性.综上,MT6:4和MSXT6:1:2:1混合更利于C、N循环水解酶活性在分解初期的稳定及提高.     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中微生物生物量特征

马尾松(Pinus massoniana)因其针叶凋落物分解迟缓而致使林地养分归还慢,严重影响着中国南方林业的可持续发展.营造针阔混交林可改善凋落物组成,促进分解从而提高养分归还.在营造混交林前,了解伴生树种凋落叶与主要树种凋落叶之间微生物生物量特征,有助于认识混交林的微生物群落的变化特征,为实施中国大面积人工纯林生态...     

西南地区马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的细菌群落特征

林地内凋落叶的种类和比例调控其分解过程中微生物的群落结构。然而,不同树种组合以及不同混合比例的凋落叶在分解过程中细菌群落结构有何差异,目前尚不清楚。将马尾松与乡土阔叶树种香椿[Toona sinensis (A. Juss.) Roem.]、香樟（Cinnamomum camphora Linn.）和檫木（Sassafras tzumu Hemsl.）凋落叶按照不同树种、不同质量比例混合后,通过Illumina Mi Seq高通量测序研究凋落叶分解过程中细菌群落结构的动态变化特征。结果表明,在所有处理中,Proteobacteria和Actinobacteria均为优势门,Sphingomonas,unidentified＿Rhizobiaceae,Bradyrhizobium和unidentified＿Cyanobacteria为优势菌属。此外,混合凋落叶中细菌的多样性和丰富度在分解250 d后表现出较强的协同效应（分别为70.97%和29.03%）;第2年分解期内大部分混合凋落叶的观测值-期望值<0,尤其是分解末期（分解604 d）后有19.35%的混合凋落叶的细菌多样性指数...     

亚热带6种针叶和阔叶树种凋落叶分解比较

针叶和阔叶树种分别代表了不同的生活型,其凋落叶片具有不同的分解速率.应用分解网袋法,在中国亚热带地区,选取了具有代表性的3种针叶树种(马尾松Pinus massoniana、水杉Metasequoia glyptostroboides和杉木Cunninghamia lanceolata)和3种阔叶树种(木荷Schima superb、乐昌含笑Michelis chapensis和青冈Cyclobalanopsisgtauca)的凋落叶,放置于样地杭州千岛湖的林地中,经过1 a的分解实验,分析不同类型树种凋落叶的分解特征.6种树种凋落叶质量损失过程基本符合Olson指数模型,其中,3种针叶树种(马尾松、水杉和杉木)凋落叶的分解系数k值(分别为0.51、0.30和0.44),明显小于3种阔叶树种(木荷、乐昌含笑和青冈)凋落叶的分解系数k值(分别为0.55、1.12和0.66);同时,针叶树种(马尾松、水杉和杉木)凋落叶分解50%和95%所需时间(分别为1.36、2.31、1.78 a和5.87、9.99、7.68 a),大于阔叶树种(木荷、乐昌含笑和青冈)凋落叶的分解时间(分别为1.26、0.62、1.05 a和5.45、2.68、4.54a).多元回归分析表明,凋落物分解系数与初始钾元素含量显著相关(P<0.05).一元线性回归分析表明,凋落物的分解系数与初始钾元素和初始木质素含量均具有显著性差异(P<0.05).亚热带地区针、阔叶树种凋落叶分解的差异与自身质量密切相关,其中初始木质素与钾元素含量是控制凋落物分解的主要因素.图2表2参23     

马尾松纯林及其与阔叶树混交林的凋落量与养分通量

在25a生马尾松林下分别套种1a生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲等阔叶树种的幼苗,16a后形成郁闭的针阔混交异龄林.通过定位监测和化学分析,对上述6种混交林类型及林下未套种阔叶树的马尾松纯林的森林凋落量及养分通量进行了研究.统计结果显示,6个混交群落的年凋落量分别为7137.3kghm-2、6741.1kghm-2、8041.7kghm-2、7151.3kghm-2、7533.2kghm-2和6149.1kghm-2,而马尾松纯林的年凋落量仅3442.8kghm-2.在所有林分的凋落物组成中,枯叶占绝对优势,占凋落物总量的49.7%~71.5%,其余依次为枯枝(5.7%~26.1%)、其它组分(5.5%~17.1%)、树皮(7.7%~18.9%)和果实(0.7%~2.0%).各混交林分中来自马尾松的凋落物占50.4%~58.0%,而来自阔叶树的凋落物占42.0%~49.6%,且两者的组成存在明显差异.各林分总凋落量的季节动态呈双峰型,第1次峰值出现在2~4月份,第2次峰值出现在8、9月份.凋落物中主要养分元素的含量依林分类型、凋落物组分和凋落时间不同而异,N、P、K、Ca和Mg的含量范围依次为3.25~12.98gkg-1、0.23~0.97gkg-1、0.42~4.02gkg-1、7.34~32.57gkg-1和1.34~5.58gkg-1.不同的林分类型,凋落物中各养分元素的年通量大小均为:Ca>N>Mg>K>P.马尾松纯林中,通过凋落物的5种养分元素的年流通量为142.01kghm-2;而在林下分别套种上述6种阔叶树后,其养分年流通量依次增加到204.95kghm-2、223.93kghm-2、304.12kghm-2、288.46kghm-2、213.77kghm-2、238.05kghm-2.图3表4参13     

川西地区7种常见彩叶树种凋落物分解

凋落物分解是森林土壤碳和养分的重要来源.彩叶林为川西地区重要的生态系统类型之一,为探索川西地区常见彩叶树种凋落物分解速率与养分释放,采用尼龙分解袋法研究常见彩叶物种葛罗枫(Acer grosseri)、落叶松(Larix kaempferi)、青榨槭(Acer davidii)、元宝枫(Acer truncatum)、...     

千年桐与毛竹凋落叶混合分解对土壤酶活性的影响

在16年生千年桐人工林中按5种分解模式(模式A:千年桐叶100%;模式B:毛竹叶100%;模式C:千年桐叶50%+毛竹叶50%;模式D:千年桐叶75%+毛竹叶25%;模式E:千年桐叶80%+毛竹叶20%)进行千年桐、毛竹凋落叶及其混合分解的野外模拟试验,分析千年桐与毛竹凋落叶混合分解对土壤酶活性的影响及其与凋落物主要营养元素全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK),微量元素钠(Na)、钙(Ca)、锰(Mn)、镁(Mg)、锌(Zn)及有机碳(OC)的释放量之间的关系.结果表明:5种模式叶凋落物分解1年后TN、TP、TK、OC和Na、Ca、Mn、Mg、Zn的释放量大小并不一致,不同元素释放量在5种分解模式之间均存在显著差异;5种混合分解模式下,蔗糖酶和过氧化氢酶的最强活性区均出现在5～10 cm土层,其中蔗糖酶活性比较为模式E>C>A>CK>D>B,过氧化氢酶活性比较为模式E>CK>B>D>A>C.80%千年桐叶+20%毛竹叶的配比对土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性的增强作用比较明显,在实际的人工林栽培中,可考虑以千年桐和毛竹4:1的比例进行毛阔混交林的营造,以最大程度地增强土壤肥力,提高土壤质量,促进两种树种的共同生长.图2表2参37     

鼎湖山马尾松林凋落物分解对凋落物输入变化的响应

为了了解我国南方森林常见的人为干扰（凋落物收取）活动对生态系统养分循环的影响,研究了鼎湖山马尾松林3种主要树种凋落物分解及其养分释放对凋落物输入量变化的响应。这3种树种分别为马尾松（Pinus massoniana）、荷木（Schimasuperba）和锥栗（Castanopsis chinensis）。凋落物输入量变化分别为凋落物去除（L-）、加倍（L＋）和对照（L）3种处理,每种处理25个重复。经过18个月的处理试验,凋落物分解速率及其养分释放随树种、分解阶段和凋落物处理不同而异。荷木、马尾松和锥栗分解物平均残留率分别为0.46±0.01、0.42±0.01、0.40±0.02,其中,荷木与锥栗、马尾松差异性显著。不同处理间的凋落物分解速率差异显著,加倍、对照和去除处理样地凋落物的平均残留率分别为0.51±0.08、0.53±0.09和0.55±0.08。凋落物加倍处理促进了凋落物分解过程中C的释放,而去除凋落物处理则抑制了N、P的释放。以上结果表明,凋落物收取活动不仅直接带走凋落物中的大量养分,而且抑制了凋落物分解及其养分释放。     

不同母岩区马尾松人工林土壤酶活性及微生物学性质研究

红壤丘陵区马尾松人工林对土壤性质有重要影响。研究马尾松长期种植对该区主要母岩（花岗岩、第四纪红黏土和红砂岩）发育土壤酶活性及微生物学性质的影响。微生物性质结果显示,土壤微生物生物量碳氮在花岗岩区较高,但有机碳在第四纪红黏土区矿化相对强烈;0～20 cm土层,花岗岩区和红砂岩区土壤有机碳相对趋向累积,而20～40 cm土层,第四纪红黏土区土壤有机碳相对累积;花岗岩区林地土壤微生物群落相对稳定,且0～20 cm层土壤微生物群落真菌较多。转化酶活性和脲酶活性在花岗岩和第四纪红黏土区较高;酸性磷酸酶活性在第四纪红黏土区显著较高;各母岩区土壤多酚氧化酶活性无显著性差异;过氧化氢酶活性在花岗岩区显著较高;因此,在马尾松与土壤长期作用下,花岗岩区土壤微生物群落稳定性,生化强度较高,相对适宜马尾松林种植。     

云杉与阔叶树种新鲜凋落叶混合分解特征

明确混合分解过程中凋落物的相互影响对于深入分析混合分解非加和效应的真实结果和产生机制,据此评价混合分解对生态系统物质循环的影响、指导混交造林和纯林混交改造具有重要意义。以云杉(Picea asperata)及拟与其混交的红桦(Betula albo-sinensis)、灰楸(Catalpa fargesii)、太白杨(Populus purdomii)、杜仲(Eucommia ulmoides)和秦岭槭(Acer tsinglingens)等6种树种为研究对象,采集其当年凋落物,采用分解袋法在室温(20-25℃)恒湿条件下进行为期180 d的室内模拟针阔混合分解试验。测定混合分解过程中针阔凋落物分解残留量的动态变化,以及与分解密切相关的土壤蔗糖酶、羧甲基纤维素酶和多酚氧化酶的活性动态,分析凋落物在混合分解过程中彼此影响的机理,并据此选择适宜的阔叶树种对云杉纯林进行混交改造。结果表明,(1)混合分解非加性效应及凋落物间的相互影响均随分解的进行趋于明显。至分解试验结束时,杉×桦混合促进彼此分解(分解率分别提高8.67%和8.11%);杉×楸混合显著促进云杉分解(分解率提高7.83%),同时显著抑制灰楸分解(分解率降低11.50%),但整体呈加性效应;杉×杨和杉×槭混合促进太白杨和秦岭槭分解(分解率分别提高3.11%和15.89%);杉×杜混合则抑制杜仲分解(分解率降低13.33%);上述结果与Olson模型拟合计算结果有所差异。(2)混合分解对土壤蔗糖酶、羧甲基纤维素酶和多酚氧化酶的非加和性影响与其对凋落物分解的影响一致。总之,某些情况下混合分解的总体非加和效应因凋落物间相互促进或抑制而无法被检测,但鉴于不同凋落物分解特征的差异,混合后其对彼此分解的影响仍可能干扰林地物质循环。仅从引入阔叶树种后应不妨碍林地凋落物分解的角度考虑,除杜仲外,其他4种阔叶树种均适宜于云杉纯林改造。     

山地草地凋落物分解与凋落物水文功能

以云南马龙县退化山地草地为研究对象.在围栏封育条件下,对分解过程中不同分解状态的凋落物分解速率、最大持水率、有效截流率及自然持水率进行了分析.结果表明,随封育时间(分解时间)的推移.草地凋落物分解速率有所降低.在同栏封育条件下,草地凋落物的分解速率显著高于未围栏封育条件(F=7.647;P<0.01).随凋落物分解时间的推移,其最大持水率、有效截流率呈抛物线状.研究发现在凋落物分解过程中,凋落物最大持水率、有效截流率将会出现一个峰值,之后将随凋落物的分解,最大持水率、有效截流率呈下降趋势.在草地凋落物分解过程中,围栏封育条件与未围栏封育条件相比,凋落物最大持水率、有效截流率出现较早,而在240 d的分解试验期内,未围栏封育条件下最大持水率峰值尚未出现.凋落物分解速率与凋落物自然持水率呈正相关,在围栏封育条件下相关性达到显著水平(r=0.94;P<0.05);未围栏封育条件下相关性达到极显著水平(r=0.93;P<0.01).     

红树植物凋落叶分解对土壤可溶性有机质的影响

研究红树林湿地土壤可溶性有机质（DOM）的来源、性质及其归宿对于揭示 DOM 在红树林湿地生物地球化学循环中的作用具有重要意义。采集了木榄（Bruguiera gymnoihiza）、秋茄（Kandelia candel）和桐花树（Aegiceras corniculatum）3种红树植物的新近落叶进行室内48 d分解实验,探讨了凋落叶分解过程对土壤可溶性有机碳（DOC）和可溶性总氮（TDN）含量、C/N比（DOC/TDN）及紫外-可见（UV-Vis）光谱特征（A280、A240/A420和A250/A365比值）的影响。在48 d分解期间,3种红树植物凋落叶的输入均明显增加了土壤DOC的含量,其变化在分解第6 d最为显著,各凋落叶添加组比对照组平均增加了149%（秋茄）~196%（桐花树）,随后各凋落叶添加组土壤DOC含量呈下降趋势。与土壤DOC的变化不同,凋落叶输入后土壤TDN的变化与对照组的差异不明显,但木榄和桐花树添加组的C/N比在分解初期（第6天）显著高于对照组（P<0.05）。凋落叶的输入亦在不同程度上增大了土壤DOM的A280值,降低了DOM的A240/A420和A250/A365比值。与土壤DOC的变化相似,凋落叶输入使DOM的UV-Vis光谱特征在分解初期（第6天）的变化最明显,其中桐花树凋落叶的影响最大,秋茄凋落叶的影响最小。结果表明：凋落叶输入使培养初期土壤DOM的含量和性质发生明显改变,DOM中大分子及芳香类组分增多、团聚化程度增加,DOM 的生物可降解性变小。然而,随着分解的进行,不同凋落叶处理组之间土壤DOM的变化差异性逐渐缩小,并在分解后期与对照组趋近。     

柑橘果园凋落物量及凋落叶的分解特征

对福州郊区7年生柑橘果园生态系统凋落物的发生及凋落物叶分解特征进行观测研究.结果表明,柑橘果园年凋落物总量为1 682.48 kg·hm-2,其中以叶凋落量最大,占58.97%;凋落物的发生呈现不规则的月变化,以3月和7月凋落物量最大;柑橘果园凋落物年碳、氮归还量分别为704.56、43.72 kg·hm-2.凋落物叶分解过程呈现先快后慢的规律,经过1 a分解后,凋落物叶分解残留率为21.50%,凋落物叶分解95%所需时间为1.83 a.     

杉木林凋落物产量、分解率与储量的关系

在福建三明采用2种方法测定27a生杉木林的杉木叶和小枝凋落物的分解率．采用网袋法(孔径0．5mm尼龙网袋)测定的杉木叶和小枝凋落物残留率Olson指数模型的分解系数(k值)分别为0．7692a^-1和0．2501a^-1，相应的第1年的分解率分别为53．66％和22．13％；另一种测定矗值的方法较为准确，是通过计算凋落物年产量与地面凋落物储量的比值得到，采用该方法计算的杉木叶和小枝凋落物的矗值分别为1．788a^-1和0．8622a^-1，分别是网袋法测定值的2．32和3．54倍，相应的第1年的分解率分别为83．27％和57．78％，分别是网袋法测定值的1．55倍和2．61倍．采用后一种方法测定的凋落物分解率可以解决尼龙网袋法测定分解速率结果偏低的问题．     

模拟氮沉降对温带森林凋落物分解的影响

森林凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程,以北京西山地带性植被栎树林（辽东栎：Quercus liaotungensis）为对象,主要研究温带森林植物凋落物分解对模拟氮沉降的响应,为更好地了解氮沉降对温带森林地区凋落物的分解过程提供参考.通过模拟氮沉降,研究不同形态氮（硝态氮、铵态氮和混合态氮）和不同水平氮沉降（对照0 kg·hm^-2·a^-1、低氮处理50 kg·hm^-2·a^-1 和高氮处理150 kg·hm^-2·a^-1）对凋落物分解的影响,在2 年的时间内调查分析了凋落物分解过程中质量损失动态和碳（C）、N 含量及w（C）/w（N）比值的变化.研究结果表明,氮沉降均使凋落物分解速率减缓,且随氮沉降剂量增加,凋落物分解速率相比对照分别减慢了9.88%（硝态氮低氮）、15.02%（硝态氮高氮）、11.46%（铵态氮低氮）、14.62%（铵态氮高氮）、13.04%（混合态氮低氮）和16.20%（混合态氮高氮）.且不同氮沉降类型、不同氮沉降水平间差异显著.不同形态、不同水平的氮沉降显著地增加了凋落物N 含量（P=0.061,P=0.087）,其中混合态氮沉降对凋落物中N 素含量增加最显著（P=0.044）.但在分解过程中,各处理均未对凋落物C 含量产生显著影响.不同水平的氮沉降显著降低了凋落物的w（C）/w（N）比值,而且不同类型不同水平氮沉降对凋落物w（C）/w（N）比值具有显著的交互作用（P=0.011）.综上所述,通过对模拟氮沉降后凋落物残留率等的变化分析,得出氮沉降对温带森林凋落物的分解产生了抑制作用.     

模拟氮沉降对兴安落叶松林凋落物分解的影响

试验施加NH4NO3、KNO3和NH4Cl3种氮肥,设置对照（N0,0 kg·hm-2·a-1）、低氮（N1,10 kg·hm-2·a-1）、中氮（N2,20kg·hm-2·a-1）、高氮（N3,40 kg·hm-2·a-1）4个施氮水平,通过交互试验,研究模拟N沉降对大兴安岭兴安落叶松（Larix gmelinii）林凋落物分解的影响。结果表明,在兴安落叶松林凋落物分解过程中,叶分解最快,其次是枝,分解最慢的为果,在分解16个月后,枝、叶、果的质量残留率分别为76.68%、47.98%和80.43%,3者异极其显著（p〈0.01）。凋落物叶分解95%所需时间为6.71 a,而枝和果所需时间分别为18.07和18.10 a。在模拟大气氮沉降下凋落物分解过程中,施加KNO3,N2处理下的枝、叶、果的质量残留率极显著低于N3处理（p〈0.01）,显著低于N0和N1处理。施加NH4Cl下,N1处理显著低于N0处理（p〈0.05）。在施加NH4NO3下,N1水平处理下的枝、叶、果的分解速率显著增加（p〈0.05）,但是随着施氮量的增加,分解速率就会减慢,N3处理下,有着明显的抑制作用（p〈0.05）,说明氮沉降对于凋落物分解有着促进作用,但是随着时间和氮沉降量的增加,促进作用延缓甚至是抑制作用。     

PCR-DGGE技术解析针叶和阔叶凋落物混合分解对土壤微生物群落结构的影响

为深入理解凋落物类型和微生物群落之间的相互关系,通过小盆+凋落袋控制实验,运用PCR-DGGE技术解析了南方红壤丘陵区典型针叶树种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎、青冈两个阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物基因型多样性的影响.结果表明:1)针叶凋落物中加入阔叶后细菌群落结构未发生显著变化,将所有处理归为一类的相似度达72%,其差异仅表现在马尾松+白栎和湿地松+青冈处理土壤微生物群落16S rDNA的丰富度和多样性分别显著高于单一马尾松和湿地松;2)针叶凋落物中加入阔叶后真菌群落结构发生了显著变化,单一针叶处理与针阔混合处理间18S rDNA基因泳道带型的相似度只有28%,并且单一马尾松处理土壤18S rDNA的丰富度和多样性显著高于马尾松+白栎和马尾松+青冈,单一湿地松处理土壤18S rDNA的丰富度也显著高于湿地松+白栎和湿地松+青冈,多样性显著高于湿地松+白栎处理;3)土壤真菌18S rDNA的丰富度与凋落物初始C含量呈显著正相关,与凋落物初始N含量呈显著负相关.针叶凋落物中引入阔叶凋落物后,增加了凋落物中N的比重,C的比重则下降,显著影响了土壤真菌群落的结构.     

川西亚高山不同森林类型土壤酶活性对短期凋落物输入量变化的响应

凋落物输入是生态系统物质循环和能量流动的重要环节,在维持亚高山森林的"自肥"机制及生态系统结构和功能等方面具有不可替代的作用.为进一步了解川西亚高山森林土壤物质循环过程,以该地区典型森林为对象,通过进行凋落物输入控制试验,研究3种森林类型(阔叶林、针阔混交林和针叶林)不同时期(添加时间)凋落物输入变化对土壤碳(C)、氮...     

闽西北马尾松人工林营养元素的积累与分配格局

通过定位监测与取样分析,研究了41 a生马尾松人工林生态系统中的林木、林下植被、地被物及土壤等各组分营养元素含量、积累及分配特征.对林木的养分含量分析显示,除Ca元素外,针叶的养分含量最高,其次是枝、根、皮,树干的养分含量最低.林下植被层的养分含量比较高,其养分含量大小排列顺序为Ca＞N＞K＞Mg＞P;凋落物中各元素的含量与林木养分含量基本一致;土壤中K含量最高,其次是Mg,而Ca、N、P的含量则比较低.通过对林木生产力的分析表明,马尾松的养分年积累量为110.79 kg·hm-2·a-1,其中叶占34.47%,树干占22.56%,皮、枝和根分别占21.43%、10.91%和10.63%.马尾松林生态系统养分总贮量为187864.77 kg hm-2,其中土壤占98.70%,林木占1.18%,林下植被和凋落物养分元素总贮量较低,仅占总贮量的0.12%.     

林窗对川西亚高山6种植物凋落叶纤维素降解的影响

凋落物纤维素降解是森林生态系统碳循环的关键过程,其可能受到林窗直接或间接的影响.采用凋落物分解袋法,通过3年连续监测,研究川西亚高山6种常见木本植物凋落叶(岷江冷杉、红桦、四川红杉、方枝柏、康定柳和高山杜鹃)在不同林冠环境下(林窗中心、林缘林窗、扩展林窗和郁闭林下)冬季和生长季纤维素降解特征.结果显示:川西亚高山6种凋...