全 文 ：第 34 卷第 20 期
2014年 10月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.20
Oct.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB421101); 中国科学院战略性先导科技专项(XDA05050205); 鼎湖山站联合资助
收稿日期:2013鄄01鄄23; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄11
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhangdeq@ scib.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201301230135
梁国华,李荣华,丘清燕,陈小梅,周国逸,褚国伟,张德强.南亚热带两种优势树种叶凋落物分解对模拟酸雨的响应.生态学报,2014,34(20):
5728鄄5735.
Liang G H,Li R H,Qiu Q Y,Chen X M,Zhou G Y,Chu G W,Zhang D Q.Response of leaf litter decomposition of two dominant trees to simulated acid rain
in southern China.Acta Ecologica Sinica,2014,34(20):5728鄄5735.
南亚热带两种优势树种叶凋落物分解
对模拟酸雨的响应
梁国华1,2,李荣华1,2,丘清燕1,2,陈小梅1,2,周国逸1,褚国伟1,张德强1,*
(1. 中国科学院华南植物园, 广州摇 510650;2. 中国科学院大学, 北京摇 100049)
摘要:通过对模拟酸雨处理下鼎湖山季风常绿阔叶林优势树种锥栗(Castanopsis chinensis)和木荷(Schima superba)叶凋落物分解
的研究,试图探讨南亚热带区域日益严重的酸雨对森林凋落物分解的影响规律以及可能的机制。 试验应用分解袋法进行,并设
计 4个模拟酸雨强度处理:CK(pH值 4.5左右的天然湖水)、T1(pH值 4.0)、T2 (pH值 3.5)和 T3 (pH值 3.0)。 21个月的分解
结果表明,模拟酸雨抑制了两种优势树种叶凋落物的分解。 CK、T1、T2 和 T3 4 个处理下的分解速率常数 k 值分别为:锥栗
(1郾 18、0.93、0.94和 0.86)和木荷(1.10、0.97、0.88和 0.94),与 CK相比,k值在 T1、T2和 T3均有下降的趋势。 同时,模拟酸雨下
两种优势树种叶凋落物的质量残留率均为:T3 > T2 > T1 > CK。 酸雨对凋落物分解的抑制作用可能与酸雨胁迫下土壤酸化从
而导致土壤微生物活性下降有关。
关键词:模拟酸雨;凋落物分解;季风常绿阔叶林;土壤 pH值;土壤微生物活性
Response of leaf litter decomposition of two dominant trees to simulated acid rain
in southern China
LIANG Guohua1,2, LI Ronghua1,2, QIU Qingyan1,2, CHEN Xiaomei1,2, ZHOU Guoyi1, CHU Guowei1,
ZHANG Deqiang1,*
1 South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Abstract: Litter decomposition plays an important role in the maintainance of forest structure and function, and therefore,
its response to environmental changes is an increasing concern. Acid rain has become a serious environmental threat in
southern China in recent years. However, the response of litter decomposition to acid rain in forests of this region is poorly
understood. Here, response of leaf litter decomposition for two dominant trees (Castanopsis chinensis and Schima superba) to
simulated acid rain (SAR) was investigated in a monsoon evergreen broad鄄leaved forest at the Dinghushan Nature Reserve.
Litter decomposition was measured by the litter bag method following four SAR treatments (CK, the local lake water, pH
4郾 5; T1, water pH 4.0; T2, water pH 3.5; and T3, water pH 3.0) . SAR treatments were initiated in June 2009 and were
sprayed twice a month during the study period. Results indicated that soil pH values among treatments were not significantly
different in June 2010 ( after SAR treatments for 13 months) . However, after SAR treatments for 25 months ( in June
2011), the soil pH values generally decreased with the decrease of treatment pH values with mean soil pH value in the T3
treatment significantly lower than that in the CK treatment, which indicated the aggravation of soil acidification. Meanwhile,
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during the decomposition period of 21 months (from October 2009 to July 2011), litter decomposition of two dominant trees
has been slowed down under the stress of SAR treatments with decomposition rates of 1.18, 0.93, 0.94 and 0.86 in the CK,
T1, T2 and T3 treatments, respectively in Castanopsis chinensis and 1.10, 0.97, 0.88 and 0.94, respectively in Schima
superba. Mass remaining of leaf litter was also depressed after exposure to SAR treatments with CK < T1 < T2 < T3 for both
tree species. In addition, similar to the gradual process of soil acidification under SAR treatments, the restrained effects of
SAR treatments on the leaf litter decomposition had also been strengthened over time with significant differences of the mass
remaining of leaf litter among treatments mostly occurring in the later stage of the study period. And these restrained effects
on leaf litter decomposition may be correlated with the decrease in soil microbial activities caused by soil acidification under
SAR treatments, as we found that soil microbial biomass carbon and nitrogen generally decreased with the decrease of
treatment pH values and the T3 treatment was significantly lower than that in the CK treatment. According to the results of
this study, soil carbon in forests of subtropical China would accumulate as a long-term consequence of continued acid rain.
Key Words: simulated acid rain (SAR); litter decomposition; monsoon evergreen broad-leaved forest; soil pH value; soil
microbial activity
摇 摇 酸雨是指 pH值小于 5.6 的大气降水的总称[1],
其主要来源是人类活动如工业生产和汽车尾气所排
放的大气污染物二氧化硫 ( SO2 ) 和氮氧化物
(NOx) [2鄄3]。 自 20 世纪以来,酸雨已成为当今世界
最严重的环境问题之一,尽管欧美发达国家的酸性
气体排放量近年来有所下降,但是发展中国家的排
放量却在增加,中国南方已成为继欧美之后的第三
大酸雨区[4]。 近年来该地区的降水 pH值大多在 4.5
以下,而降水 pH 值为 3. 5 的极端情况也曾有报
道[5鄄6]。 在酸雨的影响下,该地区的土壤酸化问题在
过去 30 多年间也日益严重,如有些区域土壤 pH 值
下降幅度达到 1.0[7]。
森林作为陆地生态系统的主体,也是酸雨的主
要受体[8],日益严重的酸雨问题必然会影响森林生
态系统的结构和功能[3, 9鄄12]。 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之
一[13],它是生物有机体合成与分解的纽带,其分解
过程直接影响到碳在森林生态系统的积累和营养物
质向土壤的归还[14]。 因此, 森林凋落物分解速率的
高低将显著影响生态系统碳循环乃至全球碳平
衡[15],其对环境变化尤其是日益严重的酸雨胁迫的
响应业已受到国内外学者的普遍关注[16鄄17]。 然而,
目前酸雨对凋落物分解影响的研究多见于北美和欧
洲这些经济发达的温带区域[18],热带和亚热带报道
较少,且受野外实验条件的限制,研究方法大多以室
内模拟实验为主[19鄄20],其研究结果能否适用于野外
自然状况还难以定论。 故在酸雨问题日益严重的中
国南亚热带地区,开展野外人工模拟酸雨实验深入
研究酸雨对森林凋落物分解的影响显得非常紧迫。
而锥栗与荷木是鼎湖山南亚热带代表性性森林季风
常绿阔叶林的优势树种,其叶凋落物数量较大,分别
占凋落叶总量的 40.3%和 12.1%[21],其分解的工作
已有一些报道[15, 22],但尚未涉及酸雨胁迫对其分解
的影响。 为此,我们以锥栗与荷木叶凋落物研究对
象,通过在自然林里开展人工模拟酸雨控制试验,对
其分解及其相关环境因子进行长期观测研究,试图
揭示南亚热带代表性森林凋落物分解对酸雨的响应
规律和机制,并为正确评估森林生态系统中的碳平
衡及其对全球气候变化的响应提供基础数据。
1摇 材料与方法
1.1摇 研究区域与样地概况
研究地位于广东省中部、珠江三角洲西南的肇
庆市鼎湖山国家级自然保护区(112毅30忆39义—112毅
33忆41义E, 23毅09忆21义—23毅11忆30义N),面积 1113 hm2。
该地区属南亚热带季风气候,年平均气温 20. 9 益,
最冷月(1 月)和最热月(7 月)的平均温度分别为
12.6 益和 28.0 益;年平均相对湿度为 80%,年均降
雨量和蒸发量分别为 1929 mm 和 1115 mm,4—9月
为雨季,降水量约占全年的 80%,10月—次年 3月为
旱季[23]。 保护区内有着群落演替进程处于不同阶
段的 3种森林(马尾松针叶林、马尾松针阔混交林和
季风常绿阔叶林),本实验样地设在季风常绿阔叶
林,海拔 250—300 m,是有着近 400年保护历史的南
9275摇 20期 摇 摇 摇 梁国华摇 等:南亚热带两种优势树种叶凋落物分解对模拟酸雨的响应 摇
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亚热带地带性植被类型,整个群落处于由阳性植物
占优势的森林向中生性和耐阴性植物占优势的演替
顶极群落类型演变的最后阶段。 群落终年常绿,垂
直结构复杂,群落优势树种主要有锥栗(Castanopsis
chinensis)、木荷(Schima superba) 、厚壳桂(Cryptocarya
chinesis)、黄果厚壳桂 ( C. concinna) 和鼎湖钓樟
(Lindera chunni)等[24]。 1981—2001 年年平均凋落
物量为 8.45 t hm-2 a-1, 地表凋落物现存量为 8.74t
hm-2 a-1 [21]。 近年来鼎湖地区大气降水 pH 值较低,
变动范围为 4.35—5.65,平均值 4. 90,酸雨频率在
62.7%以上,土壤酸化较严重[25]。
1.2摇 试验设计与凋落物样本采集
2009年初在季风林分别设置 12 个 10 m伊10 m
的样方用于模拟酸雨实验。 每个样方四周用 PVC
板材围起,PVC板材插入地表下 15 cm,地上部分高
出地表 5 cm,每个样方之间预留 3 m 宽的缓冲带。
根据鼎湖地区近年酸雨的酸度和主要成分比例以及
变化趋势,以 H2SO4 颐HNO3 = 1颐1 的溶液与当地的天
然湖水混合用作为模拟酸雨实验材料,以 pH值为衡
量单位,设计 4 个模拟酸雨强度处理,分别为 CK
(pH值 4.5 左右的天然湖水)、T1 (pH 值 4.0)、T2
(pH值 3.5)和 T3 (pH 值 3.0),每个处理设 3 个重
复。 2009年 6月份开始进行模拟酸雨处理,每月的
月初和月中将配置好的模拟酸雨人工均匀地喷淋在
林地上,每个样方每次喷淋量为 40 L,对照样方则喷
淋同量的天然湖水。 在模拟酸雨喷淋期间,T1、T2
和 T3接受的 H+输入量为 9.6, 32, 96 mol hm-2 a-1,
约相当于自然穿透雨 H+输入量的 0.6、2.0和 6.0倍。
在上述模拟酸雨样地布置凋落物分解的试验,
探究模拟酸雨对凋落物分解的影响。 分别收集优势
种锥栗和木荷的新鲜凋落叶,风干, 充分混匀, 一次
性分装在尼龙网缝制的分解袋中, 每个分解袋装 12
g,装袋时另取部分凋落叶测定含水量。 分解袋规格
为 15 cm 伊 20 cm, 尼龙网孔径大小为上表面 2 mm,
下表面 0.5 mm。 2009年 10 月 26 日布置分解袋,每
个种在每个样方中放入 14 个分解袋。 放置凋落物
分解袋时, 先清除地表凋落物层, 然后将分解袋紧
贴地面放置, 表面再简单覆盖一层凋落物。 此后每
隔 3个月取 1次样,每个样方每次每种取 2 袋,试验
期间共进行了 7次的收集。 收集的分解袋拿回实验
室, 小心清除凋落物表面的泥土,65 益烘干称重。
1.3摇 土壤温度和土壤湿度的测定
2010年 4月到 2011年 7月,在每次分解袋收集
的同时测定样方内 0—5 cm 的土壤温度和土壤湿
度,共进行了 6 次测定。 土壤温度(益)和土壤湿度
(cm H2O / cm3土壤) (%)分别用电子温度计和 TDR
土壤测墒仪(MPKit,江苏瑞迪生科技有限公司,南
京)测定,测定时在每个样方内随机选取 4 个点的平
均值代表该样方的土壤温度和土壤湿度。
1.4摇 土壤 pH值和微生物生物量碳氮的测定
2010年 6月(模拟酸雨 13 个月后)和 2011 年 6
月(模拟酸雨 25 个月后)在上述样地进行土壤样品
采集,在每个样方内随机选取两个点,去除表土覆盖
的枯枝落叶,用内径 2.5 cm的土钻取 0—10 cm层次
土壤,每个点取 3到 4钻,混合后装入布袋并用标签
做好标记带回实验室,去除样品中可见的根系等动
植物残体和石块并过 2 mm 筛。 土壤 pH 值测定采
用两次土样的自然风干土进行,以 1 mol / L氯化钾浸
提(水土比为 2.5颐1)后用 pH 计测定;土壤微生物生
物量碳氮的测定采用 2011 年 6 月的新鲜土进行,采
用氯仿熏蒸提取法,其中转化系数为 0.45。
1.5摇 数据分析
凋落物的分解速率采用负指数衰减模型计算:
y = ae-kt
式中,y为质量残留率(%),t 为时间,通常以年或月
表示,a 为拟合参数,k 即为年分解速率常数( g g-1
a-1)。 某一时刻凋落物残留率=(某一时间凋落物干
质量 /初始时间干质量)伊100%。 用单因素方差分析
(One鄄way ANOVA)和最小显著差异法(LSD)检验不
同处理间土壤温度,土壤湿度,凋落物残留率,土壤
pH值和土壤微生物生物量碳氮的差异显著性。 所
有数据分析采用统计软件 SAS8.0 进行,且界定 P <
0.05为显著水平,用 SigmaPlot 10.0作图。
2摇 结果与分析
2.1摇 不同处理间的环境因子
在不同处理下,季风林土壤温度和土壤湿度均
具有明显的季节动态。 CK、T1、T2 和 T34 个处理下
的年平均土壤温度分别(20.59 依 0.06)益、(20.64 依
0.19)益、(20.54 依 0.13)益和(20.75 依 0.12)益,年
平均土壤湿度则分别(29. 46 依 1. 07)%、(29. 42 依
1郾 15)%、(28.74 依 0.74)%和(29.66 依 1.06)%。 年
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平均土壤温度和土壤湿度在不同酸雨处理之间均无 显著差异(P分别为 0.32和 0.71) (图 1)。
图 1摇 不同处理间土壤温度和土壤湿度的季节动态
Fig.1摇 Seasonal dynamics of soil temperatures and soil moistures in different treatments
模拟酸雨处理为:CK=对照、T1=pH值 4.0、T2=pH值 3.5和 T3=pH值 3.0
2.2摇 模拟酸雨对两种优势树种叶凋落物质量残留
率的影响
图 2是两种优势树种叶凋落物在不同酸雨处理
下的质量残留率变化情况,在整个观测阶段,质量残
留率(经历相同分解时间相比较)在酸处理样方均大
于 CK,可见模拟酸雨处理对凋落物分解有不同程度
的抑制作用。 经过 21 个月的分解,CK、T1、T2 和
T34个处理下的锥栗的质量残留率分别为 13.92%、
15. 31%、 16. 58% 和 21. 22%, 而木荷则分别为
12郾 60%、16.23%、18.39%和 18.87%,质量残留率在
锥栗和木荷均为 CK < T1 < T2 < T3。 模拟酸雨对质
量残留率的影响与酸雨处理时间有关。 分解实验开
始后的第 3个月, T1、T2 和 T3 的质量残留率与 CK
的差值在整个分解阶段为最小,随着模拟酸雨的进
行,酸雨处理对两种优势树种叶凋落物分解的影响
逐渐明显。 在分解实验的第 15、18 和 21 个月,锥栗
的质量残留率在各个处理间出现显著差异,而木荷
的质量残留率则在第 18 个月时各个处理间出现显
著差异。
图 2摇 不同处理间 2种优势树种叶凋落物分解质量残留率动态
Fig.2摇 The changes in mass remaining of leaf litter of two dominant spices in different treatments
*表示处理之间差异达到 P= 0.05显著水平;模拟酸雨处理为:CK=对照、T1=pH值 4.0、T2=pH值 3.5和 T3=pH值 3.0
2.3摇 模拟酸雨对两种优势树种叶凋落物分解常数 k
值的影响
为了说明酸雨与叶凋落物分解速率常数 k 值之
间的关系,利用指数衰减模型,对不同模拟酸雨梯度
下的质量残留率 y与时间 t进行拟合,得出的指数衰
减数学模型的相关系数 R2均大于 0.96(表 1),说明
拟合效果良好。 分解速率常数 k 值是表征凋落物分
解速率的常用指标,k值越大,凋落物分解速率越快,
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反之则越慢。 由表 1可见,CK、T1、T2 和 T34 个处理
下锥栗的 k值分别为 1.18、0.93、0.94和 0.86,而木荷
则分别为 1.10、0.97、0.88和 0.94,总体上 k值随着处
理 pH值的降低有下降的趋势,可见模拟酸雨减缓了
叶凋落物的分解速率。 另外由 k 值可算得,CK 中锥
栗凋落物分解 50%和 95%所需的时间为 0.59 a 和
2郾 54 a,木荷则为 0.63 a和 2.72 a。 酸雨胁迫影响下
锥栗凋落物分解 50%和 95%所需的时间为 0.74—
0郾 81 a 和 3.19—3.48 a,木荷则为 0. 71—0.79 a 和
3郾 09—3.40 a,可见模拟酸雨导致了凋落物分解时间
的延长。
表 1摇 不同处理间两种优势树种叶凋落物 21个月分解周期质量残留
率数据的指数衰减模型拟合结果
Table 1摇 Results of fitting a single鄄exponential decay model for leaf
litter of two dominant spices in different treatments using the mass
remaining data over 21 months
种类
Specie
处理
Treatment k R
2 t0.5 t0.95
锥栗 CK 1.18 0.97 0.59 2.54
Castanopsis T1 0.93 0.96 0.75 3.22
chinensis T2 0.94 0.96 0.74 3.19
T3 0.86 0.97 0.81 3.48
木荷 CK 1.10 0.98 0.63 2.72
Schima T1 0.97 0.99 0.71 3.09
superba T2 0.88 0.98 0.79 3.40
T3 0.94 0.98 0.74 3.19
摇 摇 k为分解速率常数;t0.5为凋落物分解 50%所需的时间( a), t0.95
为凋落物分解 95%所需的时间(a); 模拟酸雨处理为:CK =对照、T1
=pH值 4.0、T2=pH值 3.5和 T3=pH值 3.0
2.4摇 模拟酸雨对土壤 pH值的影响
CK样方在 2010 年 6 月(模拟酸雨 13 个月后)
和 2011年 6月(模拟酸雨 25 个月后)的土壤 pH 值
分别为 3.89 依 0.02和 3.87 依 0.01。 在 2010年 6月,
与 CK相比,土壤 pH 值在 T1、T2 和 T3 分别下降了
0.03、0.06和 0.07,然而各处理间没有统计上的显著
差异(P > 0.05);而在 2011 年 6 月,与 CK 相比,土
壤 pH 值在 T1、T2 和 T3 分别下降了 0.03、0.12 和
0郾 14,其中 T3 显著低于 T1 和 CK (P < 0.05)。 可
见,模拟酸雨降低了土壤 pH 值,且这种下降效应会
随着模拟酸雨处理的时间延长而逐渐显著(图 3)。
2.5摇 模拟酸雨对土壤微生物生物量碳氮的影响
由图 4 可见,CK 样方在 2010 年 6 月的土壤微
生物生物量碳和微生物生物量氮分别为(603.76 依
46.18)mg / kg 和(110.11 依 14.85) mg / kg,与 CK 相
比,土壤微生物生物量碳在 T1、T2和 T3 分别下降了
6.35%、13.61%和 15.61%,而土壤微生物生物量氮则
分别下降了 12.50%、20.00%和 29.59%,T3的土壤微
生物生物量碳和微生物生物量氮均显著低于 CK
(P<0.05)。 可见模拟酸雨降低了土壤微生物生物量
碳氮,抑制了微生物活性。
图 3摇 2010年 6月和 2011年 6月不同处理之间土壤 pH值
Fig.3摇 Soil pH value of different treatments in June 2010 and
June 2011
不同小写字母表示差异达到 P = 0.05 显著水平;模拟酸雨处理
为:CK=对照、T1=pH值 4.0、T2=pH值 3.5和 T3=pH值 3.0
图 4摇 2011年 6月不同处理之间土壤微生物生物量碳氮
Fig.4摇 Soil microbial biomass carbon and nitrogen of different
treatments in June 2011
不同小写字母表示差异达到 P = 0.05 显著水平;模拟酸雨处理
为:CK=对照、T1=pH值 4.0、T2=pH值 3.5和 T3=pH值 3.0
3摇 讨论
本研究的两种优势树种锥栗和木荷的叶凋落物
分解常数 k值分别为 1.18 和 1.10(表 1),这与李荣
华等[15]在鼎湖山研究锥栗和木荷叶凋落物分解试
验所得到的 k值相当(平均值为 1郾 03), 稍低于刘强
等[26]在海南尖峰岭的研究结果 (如锥栗 k 值为
2375 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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1郾 62—1.72,木荷为 1.17),却显著高于温带或寒带的
一些研究结果。 例如, 木荷和青冈(Cyclobalanopsis
glauca)在浙江天目山的 k值分别为 0.70为 0.64[19],
辽东栎(Quercus liaotungensis)在北京东灵山的 k 值
为 0.21[27],以及蒙古栎(Quercus mongolica)在黑龙
江帽儿山的 k 值为 0.25[28]。 这也印证了刘强等[26]
的研究结果,即在中国东部南北样带中,森林凋落物
的分解速率随纬度增加而下降。 本研究区域测得的
k值处于较高水平,这与本区域有利于凋落物分解的
湿热的气候条件相关。
由于各研究区域的气候条件,土壤营养状况以
及植被类型等不同,模拟酸雨对凋落物分解的影响
往往不一致。 例如,有研究表明酸雨通过改变森林
土壤的生物化学过程从而延缓了凋落物分解[29鄄30];
相反,Lee 和 Weber[31]则指出酸雨加速了凋落物的
分解;程煜等[32]的研究表明酸雨对凋落物的影响因
物种和酸处理水平而异,马尾松叶凋落物分解对酸
雨的响应比木荷敏感,酸雨 pH值约为 3.5 时最利于
马尾松叶凋落物的分解,但当 pH值为 4.5或 3.0时,
会在一定程度上抑制其分解。 本试验结果发现,模
拟酸雨抑制了季风林两种优势树种叶凋落物的分
解, (表 1和图 2),这与 Wolters等[16]模拟酸雨对凋
落物分解影响的野外实验结果以及 Wang 等[17]和洪
江华等[21]等室内模拟实验结果一致。
凋落物分解与养分的转化和循环密切相关,有
赖于专性微生物和酶的生物活化才能完成,所以土
壤的生物群落是决定森林凋落物分解的主要驱动
力[17]。 故有利于提高微生物生长和活动的条件将
会促进凋落物分解速率,反之则抑制其分解。 在本
实验中,土壤温度和土壤湿度在处理间是基本一致
的,这一方面表明所选样地在各处理间土壤环境比
较均一,另一方面表明模拟酸雨对土壤温湿度没有
影响,所以凋落物分解速率的差异不是由于土壤温
湿度差异导致微生物生长和活性差异而造成的。 然
而,经过 25个月的模拟酸雨处理,土壤 pH值显著降
低(图 3),这表明原本酸化严重的土壤(0—10cm 层
pH值均低于 4)酸化加剧,许多在热带和亚热带森林
的模拟酸雨实验也有类似的结果[30, 33鄄34]。 酸化的土
壤由于 H+的毒害作用,能改变土壤分解者微生物种
类、结构以及生物活性[35]。 高志红等[36]也指出各种
微生物都有最适宜的 pH 值范围,pH 值过低会对微
生物活性产生抑制作用。 Garden 等[37]的研究结果
表明在 pH 值 3.0 和 pH 值 4.0 的模拟酸雨胁迫下,
微生物对凋落物的分解活性低于 pH 值 5.4 的降水
条件下的活性。 同样,在本研究中模拟酸雨降低了
土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮,抑制了土
壤微生物的活性,结果与一些在温带和亚热带的报
道一致[38鄄39]。 由此可见,酸雨导致土壤酸化从而抑
制土壤生物群落活性可能是导致凋落物分解速率减
慢的主要原因。
由于土壤在短期内对酸雨具有一定的缓冲能
力,在实验的初期模拟酸雨没有显著降低土壤 pH
值,而随着模拟酸雨处理的时间延长这种下降效应
才变得显著。 而纵观整个凋落物分解过程,随着模
拟酸雨的进行,酸雨处理对两种优势树种叶凋落物
分解的影响逐渐明显,并在分解的后期达到显著差
异,这与土壤 pH 值的下降趋势相应,表明酸雨对凋
落物分解的抑制作用也是一个逐渐累积的过程。
一般以 95%凋落物被分解所需的时间来表示凋
落物的周转期[40],模拟酸雨延缓了季风林两种优势
树种叶凋落物的分解速率,从而导致了凋落物分解
时间的延长。 根据本研究结果,在酸雨日益严重的
南亚热带地区,森林凋落物分解速率的降低将有利
于土壤有机碳的积累,这可能是成熟森林可持续积
累有机碳的机理之一[41]。 然而酸雨胁迫对森林生
态系统的影响是一个长期的过程,本试验只是初步
揭示了酸雨胁迫对凋落物叶分解的影响以及对影响
的机理作了初步的分析,要确切了解酸雨胁迫对亚
热带森林凋落物分解的影响还需更长时间的研究,
以及深入研究酸雨胁迫下凋落分解过程中的营养成
分变化以作更深入的机理探讨。
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