全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
$% & % 年 # 月 林 业 科 学 ’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-* /012!"!+02# -345!$ % & %
华西雨屏区慈竹林凋落叶分解过程养分释放
对模拟氮沉降的响应#
李仁洪&!$6胡庭兴&6涂利华&6刘6闯76雒守华&6向元彬& 戴洪忠&6谢财永& "&5四川农业大学林学院6四川省林业生态工程省级重点实验室6雅安 "$9%&!#
$2四川省林业调查规划院6成都 "&%%#&# 72四川省林木种苗站6成都 "&%%#&$
摘6要!6通过原位试验!研究华西雨屏区慈竹林凋落叶养分释放对模拟氮沉降的响应& 试验设 ! 个施氮水平’ 对
照"(Z!% \4*KUC$FC&$%低氮".+!9% \4*KUC$FC&$%中氮"<+!&9% \4*KUC$FC&$和高氮"@+!7%% \4*KUC$FC&$& 结
果表明’ &$在凋落叶分解过程中!(!M和 <4元素含量总体上呈下降趋势!+元素表现为下降+上升+下降!Z元 素则为上升+下降+上升!(F元素先升后降& 各处理 (!M!(F和 <4元素都表现为直接释放!Z元素为富集+释 放!而 +元素 (Z呈现淋溶+富集+释放!.+!<+和 @+却为直接释放&$$氮沉降可促进凋落叶 (!+!M!Z!(F!<4 元素的释放!其中 <+促进作用最强# 氮沉降对 +元素的影响程度最大!.+!<+和 @+周转期分别比 (Z"$2#79 F$缩短 %2%A%!%2#&" 和 %28%A F& 7$ 分解过程中各处理 (f+变化趋势为先升高后降低# 总体上!分解前 $个月 +沉 降可降低凋落叶 (f+值!而$ 个月后提高其 (f+值&
关键词’6氮沉降# 养分释放# 慈竹林# 凋落物# 华西雨屏区
中图分类号! ’8ī!666文献标识码!-666文章编号!&%%& C8!##"$%&%#%# C%%%# C%8 收稿日期’$%%A C%A C%"# 修回日期’ $%&% C%$ C&8&
基金项目’ 国家(十一五)重大科技支撑计划项目"$%%"D-%&-&&j%7$和四川省重点学科建设项目" ’mE%!&A$& #胡庭兴为通讯作者& T/0%*&(0H&.&-)&*(U&9"#$")*0*"("1V&-1V*00&%*(*+&,"#&-)()./,)00"#",20-(<)
*(H&)$"()&0" 2*#/.-0&.H>LGK0G4&!$6@3 ,HG4gHG4&6,3 .HK3F&6.H3 (K3FG476.30’K03K3F&6nHFG4^ 3FGIHG4&6EFH@0G4[K0G4&6nHL(FHX0G4& "&2J)A+’+)4()*+,-*.! M&967#$ 5’*&97A-7*#A/$&0+*,&-.68*)0&$9&#AN+.O#@)*#-)*.)4()*+,-*.L9)A)’&9#AL$’&$++*&$’ &$ M&967#$6P#, #$ "$9%&!#$2M&967#$()*+,-*.Q$0+$-)*.#$K 8A#$Q$,-&-7-+6J6+$’K7 "&%%#&# 72M&967#$ ()*+,-;*++M++K,#$K M++KA&$’,M+*0&9+6J6+$’K7 "&%%#&$
58)0%-90’6-G &$,&-7 Lg?LRHULGQYFPT0GS3TQLS HG F"+),&$)9#A#37,#4&$&,?1FGQFQH0G HG RFHGXFRLF0VYLPQLRG (KHGFQ0 PQ3SXG3QRHLGQRL1LFPL0V1LFV1HQLRHG RLP?0GPLQ0PHU31FQLS GHQR04LG SL?0PHQH0G5J03RQRLFQULGQPYLRLPLQ! H5L5! G31+ 1LWL1"(Z! % \4*KUC$FC& $! 10Y+1LWL1".+! 9% \4*KUC$FC& $! U0SLRFQL+1LWL1"<+! &9% \4*KUC$FC& $FGS KH4K + 1LWL1"@+! 7%% \4*KUC$FC& $5,KLRLP31QPPK0YLS FPV010YP’ EHVLRLGQL1LULGQPPK0YLS SHVLRLGQQRLGSPHG QKLYK01L ?R0TLPP’ ,KLT0GTLGQRFQH0GP0V(! MFGS <4SLTRLFPLS YHQK +HGTRLFPHG4# QKL+HGHQHF1XSLTRLFPLS! QKLG HGTRLFPLS! FGS VHGF1XSLTRLFPLS# QKLZPK0YLS FT3RWLYKHTK VHRPQHGTRLFPLS! QKLG SLTRLFPLS! FGS HGTRLFPLS F4FHG FQQKLLGS# QKL(F HGTRLFPLS FQQKLIL4HGGHG4FGS QKLG SLTRLFPLS5,KLTKFRFTQLRHPQHTP0VG3QRHLGQRL1LFPL?FQLRGPYLRLFPQKLV010YHG4’ Z FTT3U31FQLS FQLFR1XPQF4LFGS RL1LFPLS 1FQLR# (! M! (FFGS <4RL1LFPLS F1QKR034K QKL?R0TLPP# +PK0YLS FT3RWL0V 1LFTKHG4jFTT3U31FQH0GjRL1LFPHG4HG (ZQRLFQULGQYKH1LHQYFPSHRLTQ1XRL1LFPHG4HG .+! <+! @+5+SL?0PHQH0G LgLRQLS F ?0PHQHWLLVLTQ0G QKLRL1LFPL0V(! +! M! Z! (F! <4YHQK QKLKH4KLPQRL1LFPLRFQLHG <+5)QP344LPQPQKFQHQUH4KQQF\L$2%&A C$2#97 XLFRPQ0SLT0U?0PLA9o 0V+L1LULGQ5E3RHG4QKL?R0TLPP0V1LFV1HQLRSLT0U?0PHG43GSLR+SL?0PHQH0G! QKL(f+RFQH0PPK0YLS F3?jS0YG QRLGS5dG QKLYK01L! (f+RFQH0PSLTRLFPLS FQQKLVHRPQ$ U0GQKP! FGS QKLG HGTRLFPLS5
:&4 ;"%<)’6GHQR04LG SL?0PHQH0G# G3QRHLGQRL1LFPL# "+),&$)9#A#37,#4&$&,# 1LFV1HQLR# RFHGXFRLF0VYLPQLRG (KHGF
66近几十年来!由于矿物燃料燃烧%含氮"+$化肥 的生产和使用%人口增长和畜牧业发展等原因!人类 6第 # 期 李仁洪等’ 华西雨屏区慈竹林凋落叶分解过程养分释放对模拟氮沉降的响应 向大气中排放的含氮化合物越来越多!大气氮沉降 成比例增加 "/HQ03PL\ +-#A5! &AA8# 莫 江明等!$%%!$!而且这种趋势在未来数十年内还将持续下 去";F10YFX+-#A5!$%%! $& 目前中国已成为继欧 洲%美国之后的全球第三大氮沉降集中区"mKLG4+- #A5!$%%$$& 氮沉降的增加已造成河口%海口和江湖
等水域氮富集和陆地生态系统氮超负荷!并引起一
系列严重的生态问题!如影响森林植物生长%组成和
多样性等!最终导致森林衰退 "李德军等!$%%7 $&
凋落物分解及其养分释放是森林生态系统物质循环
和能量流动的关键性过程!在高量并持续增加的全
球氮沉降背景下!研究该过程对氮沉降的响应具有
重要的理论和现实意义& 氮沉降影响了森林凋落物
中的营养元素和次生物质含量!并且影响着凋落物
分解的化学过程!因此影响着凋落物的分解 "莫江
明等!$%%!$& 有研究认为氮沉降对凋落物分解具
有促进"Z3?LRUFG +-#A5! &AAA# 项文化等!$%%9# 樊
后保等!$%%#$%抑制"$%%8$和无影响"@0IIHL+-#A5! $%%!$7 种作用!进而
影响凋落物的养分释放& 目前!氮沉降相关研究主
要集中在针阔叶林生态系统!而氮沉降对竹林生态
系统凋落物养分释放影响的研究尚未见报道&
慈竹 ""+),&$)9#A#37,#4&$&,$在我国竹林中占 有很大的比重!也是近年退耕还林工程经营的主要 竹种之一!在长江中上游生态屏障建设及区域经济 发展中具有重要作用& 华西雨屏区由于其特殊的地 理位置和气候条件!年氮湿沉降量达到了 #$2! _
&!829 \4*KUC$"涂利华等!$%%A# 李仁洪等!$%%A$!
超出该地区的临界负荷值!并有逐渐增加的趋势&
本文研究了华西雨屏区慈竹林凋落叶养分释放对氮
沉降的响应!以期为评估未来大气氮沉降增加对该
区域竹林生态系统物质循环的影响提供参考!并为
竹林生态系统可持续发展和科学管理提供基础
数据&
&6材料与方法
=>=?试验地概况
试验地位于四川省雅安市青衣江流域二级阶地
后缘老板山中部的四川农业大学林业试验站内
"7%‘%#a+!&%7‘%%a*$!海拔 ""% U& 该地属中亚热 带湿润气候!年均气温 &"2& b! ! &% b 积温 9$7& b! 年 均 无 霜 期 $A# 天! 年 均 日 照 时 数
& %&A2A K! 全 年 太 阳 辐 射 总 量 为
7 "!%2&7 带!是 四 川 省 多 雨 中 心 区 之 一! 年 均 降 雨 量
& 88$2$ UU!云雾多!相对湿度大& 土壤系白垩纪
灌口组紫色砂页岩风化的坡堆积物形成的紫色土!
土层厚度 B!% TU& 本研究在施氮处理前取慈竹林
土壤混合样!测定其土壤初始化学性质"表 &$& 表 =?慈竹林土壤初始化学性质 B-8C=?I(*0*-.9’&#*9-.$%"$&%0*&)"1)"*.*(*1)00"#", )0-(<)"#&-(W2U# 土层深度 ’0H1SL?QKf TU 全 + ,0QF1+f o 有机质 dR4FGHT UFQLRfo 有效 M -WFH1FI1L Mfo (f+ ?@ % _9 %2%A i%5%& &2A" i%5%7 72%! i%57! &$2&$i%5%A !2"! i%5%& 66试验地慈竹林栽植于 &A#A 年 && 月!面积 &29 KU$!平均 密度 为 89% 丛*KUC$! 平 均 胸 径 92A TU!平均高 &72$ U& 竹林郁闭度 BA9o!林下
几乎无植被!凋落物层厚 & _7 TU& $%%8 年 &$ 月林
地内现存凋落物蓄积量为&7 8!829 \4*KUC$!叶%枝 和箨分别占 9A2%%o!7"28"o和 !2$!o&
=>@?研究方法
&2$2&6试验设计6$%%8 年 && 月!在慈竹林中建立
&$个 7 Uc7 U样方!每个样方之间距离 B7 U!以 防止相互干扰# 参照国内外野外模拟氮沉降梯度 "莫江明等!$%%!# 樊后保等! $%%## 宋学贵等!$%%8# 状!将 &$个样方分属 ! 个处理组!分别为对照"(Z! % \4*KUC$ FC& $%低氮 ".+!9% \4*KUC$ FC& $%中氮 " <+! &9% \4* KUC$ FC& $% 高 氮 " @+! 7%% \4*KUC$ FC&$"不包括大气氮沉降量$!每处理 7 个
重复& 在 $%%8 年 9+" 月凋落高峰期收集凋落叶! 风干!称取 &%2% 4装入$9 TUc$9 TU尼龙网分解袋 中"上%下表面孔径均为 & UUc& UU$& $%%8 年 &$
月 & 日!将凋落叶分解袋放置于 &$个样方土壤表 面!让 凋 落 叶 自 然 分 解& 每 月 月 初 和 月 中 将 +@!+d7 溶解于& .自来水中!用喷壶均匀地喷施于 各样方中!增加的年降水量相当于$2"8 UU# 对照
样方则喷施等量的水& 除施氮处理外!各样方的其
他处理均保持一致&
&2$2$6样品收集及测定6凋落叶分解袋于 $%%# 年 &!7!9!8!A 和 && 月底取样!对应的分解时间分别为$!!!"!#!&% 和 &$个月& 每次每样方随机取样$
袋!除去根系%土壤等杂质!在 "9 b下烘至恒量!磨
碎!过 $UU筛!供养分含量测定& 参照中华人民共 和国林业行业标准 "&AAA$!用 9 U.@$’d!j@(1d! "&%p&$消煮约%29 4凋落叶!消煮后用蒸馏水将消煮
液全部洗入 &%% U.容量瓶中!定容!作为测定全 +!
全 M!全 Z!(F!<4的消煮待测液& 靛酚蓝比色法测
A
林 业 科 学 !" 卷6
定全 +# 钼锑抗比色法测定全 M# 原子吸收光谱法
测定全 Z!(F!<4# 外加热重铬酸钾容量法测定
全 (&
&2$276数据处理6养分残留率"R$ e "J-cB-$f "J% cB%$ c&%%o!式中 J-为 -时刻凋落叶养分含
量" 4*\4C& $!B-为 -时刻凋落叶干质量" \4$!J%为
初始养分含量"4*\4C&$!B%为初始干质量" \4$& 用
改进的 d1P0G 负指数衰减模型 .e#LC?-对凋落叶养
分残留率进行拟合!.为养分残留率"o$!# 为拟合 参数!?为分解系数 " \4*\4C& FC&$!-为时间 "F$& 利用 ’M’’ &72% 软件进行 dGLjYFX-+d/-分析!用 .’E法进行多重比较!以确定各处理凋落叶分解过 程中养分含量%养分残留率间的差异显著性&$6结果与分析
@>=?慈竹凋落叶养分含量对氮沉降的响应
由图 & 可知!分解初期!(Z!.+处理 (元素含
量上升!随后下降!而 <+!@+处理则一直单调下
降!总体来看各处理 (元素含量呈下降趋势& 各处
理其他元素含量变化趋势如下’ +元素经历下降+
上升+下降变化过程# M元素变化情况比较复杂!
但总体上呈下降趋势# Z元素变化表现为上升+下
降+上升# (F元素初期小幅上升!随后下降# <4元
素变化则为单调下降!后期趋于平缓&
图 &6凋落叶分解过程中养分含量变化动态
JH45&6EXGFUHTP0VG3QRHLGQT0GTLGQPHG QKL1LFVSLT0U?0PHQH0G ?R0TLPP
@>@?慈竹凋落叶养分释放对氮沉降的响应
经过对凋落叶分解 &$个月的测定!由图$ 可以
看出!各处理 (!M!<4元素均直接释放!其中分解前
! 个月 <+!@+处理 (元素释放速率较大!这主要
是由于 <+!@+处理高量氮加速了凋落叶的快速分
解& +!Z!(F各处理释放模式如下’ 除 (Z处理在
分解 ! 个月!# 个月时!.+在分解 # 个月时 +元素
富集外!各处理其他时期均释放# Z元素在分解前 $个月有 & 个明显富集过程!7 _# 个月释放!# 个月后 趋于平稳# (F元素除 7 _! 个月少量富集外!一直 处于释放过程& 为了进一步探讨氮沉降与凋落叶分解过程中各 养分元素残留率之间的关系!利用 d1P0G 提出的指 数衰减模型!对不同处理的养分元素残留率 ".$
%&
6第 # 期 李仁洪等’ 华西雨屏区慈竹林凋落叶分解过程养分释放对模拟氮沉降的响应
666
图 $6凋落叶分解过程中养分残留率变化动态 JH45$6EXGFUHTP0VRLUFHGHG4G3QRHLGQRFQLHG QKLSLT0U?0PHG4?R0TLPP0V1LFV1HQLR
表 @?凋落叶分解过程中养分元素残留率随时间的指数方程
B-8C@?,J$"(&(0*-.&R/-0*"()"1(/0%*&(0&.&#&(0)%&#-*(*(6 %-0&*(0’&.&-1.*00&%<&9"#$")*0*"($%"9&)) 元素 *1LULGQ 处理 ,RLFQULGQ 回归方程 *]3FQH0G 分解系数 ELT0U?0PHQH0G T0LVHTHLGQf " \4*\4C& FC&$
复相关系数
<31QH?1L
(0RRL1FQH0G T0LVHTHLGQ
分解 A9o
所需时间
,HUL0VA9o
SLT0U?0PHQH0GfF
显著性
’H4GHVHTFGTL
(
(Z .e&&82&#LC&28!A "- &28!A " %2A#$9 &2#%7 8h%2%%& .+ .e&$&2A$LC&2#"& %- &2#"& % %2A8A " &28&" 8h%2%%& <+ .e&%!2"%LC&2#$! 8- &2#$! 8 %2AA$ % &2""! 8h%2%%&
@+ .e&%$2%$LC&28%9 8- &28%9 8 %2A8$9 &28"# 8h%2%%& + (Z .eA%2%$LC&2%&A 8- &2%&A 8 %2A7% 7 $2#79 8h%2%9 .+ .eA%2%7LC&2%97 &- &2%97 & %2A!7 9$28!9 8h%2%&
<+ .eA"2""LC&2!"8 &- &2!"8 & %2A9# # $2%&A 8h%2%%& @+ .eA"2"7LC&27A7 %- &27A7 % %2AA8 7$2&$" 8h%2%%& M (Z .eA%29"LC&2"8A &- &2"8A & %2A8$ # &28$9 8h%2%%& .+ .eA!2%!LC&2#$7 8- &2#$7 8 %2A8A 7 &2"%A 8h%2%%& <+ .eA#28&LC&2##" #- &2##" # %2A## " &29#& 8h%2%%& @+ .eA!29%LC&28!% !- &28!% ! %2A8$ $&2"#A 8h%2%%& Z (Z .e&7$2#!LC&2#8$!- &2#8$ ! %2A$9 # &289$ 8h%2%&
.+ .e&$8279LC$2%&7 !- $2%&7 ! %2#7$ 7 &2"%# 8h%2%9
<+ .e&7&2$"LC$2"78 !- $2"78 ! %2A$7 & &2$7A 8h%2%& @+ .e&&"28&LC&2A%" &- &2A%" & %2#A#$ &2"97 8h%2%&
(F
(Z .e&$"2A&LC&28&! &- &28&! & %2A$$8 &2##8 8h%2%& .+ .e&!%2$7LC$2&A$ 8- $2&A$ 8 %2A7# $&29$% 8h%2%&
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$$$ 8h%2%& @+ .e&!92A&LC$2!9# &- $2!9# & %2A$& A &278$ 8h%2%& <4 (Z .e&$"2#ALC$2988 #- $2988 # %2A9A " &2$99 8h%2%%& .+ .e&7#2&$LC$2A#" 8- $2A#" 8 %2A"9 8 &2&&& 8h%2%%& <+ .e&!%2!7LC729$8 %- 729$8 % %2A"# 8 %2A!" 8h%2%%& @+ .e&7!2&9LC727%9 $- 727%9 $ %2A97 & %2AA9 8h%2%%& && 林 业 科 学 !" 卷6 与时间"-$进行拟合!得出的 d1P0G 指数衰减数学模 型的相关系数均达到显著水平"表$$ !说明拟合效
果良好& 从表 $可以看出!(元素年分解系数 .+处 理最大!@+处理最小!+!M!Z!(F和 <4元素年分 解系数均是 <+处理最大& 一般以 A9o凋落物被 分解所需的时间来表示凋落物的周转期 "胡肄慧 等!&A#"$!把凋落物所含养分元素残留量被分解
A9o所需时间也作为 & 个周转期 "樊后保等!
$%%#$!.+!<+!@+处理养分元素的周转期均比 (Z
短!其中 (!+!M!Z!(F和 <4元素 <+处理周转期
分别比对应 (Z短 %2&7A! %2#&"! %2&!!! %29&7!
%2""9 和 %27%A F# 氮沉降对 +元素的影响程度最
大!.+!<+和 @+处理周转期分别比 (Z"$2#79 F$
缩短 %2%A%!%2#&" 和 %28%A F& 由此可见!氮沉降促
进了凋落叶 (!+!M!Z!(F!<4元素的释放!其中 <+
处理促进作用最强&
结合氮沉降对凋落物干物质分解影响的研究!
经过统计发现!(!+!M!Z!(F和 <4元素残留率与
干物质残留率存在较大的相关性!相关系数均达到
显著水平"表 7$& 从元素释放动态模型来看!(!+! M!Z!(F和 <4元素具有元素释放与干物质分解双 重释放格局& 表 A?凋落叶分解过程中干物质残留率与元素 残留率间的相关系数! B-8CA?!"%%&.-0*"(9"&11*9*&(0"1#-))%&#-*(*(6 "1 .*00&%-(<(/0%*&(0&.&#&(0)*(0’&.&-1.*00&% <&9"#$")*0*"($%"9&)) 元素 *1LULGQ 处理 ,RLFQULGQ (Z .+ <+ @+ ( %2A#& !### %2A#& A### %2AA% 7### %2A#% #### + %2#8% "# %2A$% $### %2A"7 #### %2A8" #### M %2A97 #### %2A8% 7### %2A#9 "### %2A8" &### Z %2#"" "# %2#77 A# %2#8" 8## %2A&8 ### (F %2A$9 $## %2A"& 9### %2A99 9### %2A98 &### <4 %2A#8 &### %2AA% %### %2AA7 9### %2AA$ 9###
66"# 8h%2%9# ##8h%2%&# ###8h%2%%&5
@>A?慈竹凋落叶分解过程中 !XT对氮沉降的响应
试验期内各处理凋落叶 (f+在 &$_7& 之间变 动!总体上!各处理变化趋势都是先升高后降低"图 7$& 分解 $个月时!(Z显著高于 +处理!而 " 个 月!# 个月!&% 个月时 (Z低于 +处理# 总体来看! 分解前$ 个月 +处理降低凋落叶 (f+值!而 $个月 后提高其 (f+比值& 图 76凋落叶分解过程中 (f+的变化动态 JH4576EXGFUHTP0V(f+RFQH0PHG QKLSLT0U?0PHG4 ?R0TLPP0V1LFV1HQLR 76结论与讨论 A>=?慈竹凋落叶分解过程中主要养分元素的释放 规律 相关研究表明!毛竹"86.A),-#96.,+K7A&,$林凋
落叶 +!M的含量随分解呈增加趋势!而 Z!(F!<4
的含量则趋于减小!+!M在凋落叶分解初期为累积
阶段!而后才释放归还!Z!(F!<4在整个分解过程
中均为释放# 滨海沙地吊丝单 "1+$K*)9#A#3)2,&, 0#*&)S,-*&#-#$林和麻竹 "1+$K*)9#A#37,#A-&4A)*7,$山
地笋用林凋落叶 +!M元素含量呈现出升 C降 C升
的变化规律!而 Z在前期流失强烈!中期平缓!后期
略有回升"曹群根等!&AA8# 张梅等!$%%## 邱尔发 等!$%%9$& 与其他竹林类型相比!慈竹凋落叶+!M! Z含量变化和释放模式具有自身特点& 这主要与凋 落物的类型%分解阶段和养分本身特性有关& 凋落 物质量决定着分解过程中的养分释放动态!初始养 分和木质素含量分别决定着分解初期和后期的养分 释放速率"郭剑芬等!$%%"# 李志安等!$%%!$& DLR4
等"&A#&$认为各种凋落物 +含量在 %27o _&2!o 范围内时将出现 +固定!而 +含量在 %2"o _$2#o
范围则表现为 +的释放& 在本研究中!慈竹凋落叶
初始 +含量较高"$2$o$!在凋落叶分解初期!因降 雨淋溶而释放# 随后 +元素富集是由于适宜的湿度 和温度有利于微生物的生长和繁殖!增加凋落叶 + 含量!+元素富集到一定程度后又开始释放& 与 + 元素相同!初始 Z含量也可以解释凋落叶分解过程 中 Z元素动态& 在凋落叶分解初期富集!凋落叶初 始 Z含量"%27#o$低!不能满足凋落叶分解微生物
生长和繁殖!而向附近土壤获取 Z元素!凋落叶分
解后期 Z含量的升高!主要是由于降雨淋溶等原因
$& 6第 # 期 李仁洪等’ 华西雨屏区慈竹林凋落叶分解过程养分释放对模拟氮沉降的响应 造成& M元素动态同时受控于物理%生物和化学因 素!但以生物因素的影响较强 ".FP\0YP\H+-#A5! &AA9$&
本研究结果显示!养分元素释放动态模型具有
元素释放与干物质分解双重释放格局& 这与其他学
者的研究结论一致!说明了各养分元素的释放与干
物质的分解密不可分"赵谷风等!$%%"# 樊后保等!$%%#$& 在慈竹凋落叶分解初期!由于 (F元素释放 速率低于干物质分解速率!从而导致 (F含量的升 高!而 (F的释放模式仍表现为直接释放& (!<4元 素的释放过程也与干物质分解紧密相联!都表现为 直接释放& A>@?慈竹凋落叶分解过程中主要养分元素的释放 对氮沉降的响应 以往研究表明!氮沉降对森林凋落物养分释放 的影响有促进%延缓%无作用等不同的表现形式!不 同的氮沉降量对养分释放的作用具有一定的差异 性!如 樊 后 保 等 "$%%# $对 杉 木 "J7$$&$’6#3&#
A#$9+)A#-#$人工林研究表明!+&""% \4*KUC$FC&$!
+$"&$% \4*KUC$FC&$处理表现出对杉木叶凋落物
(! + 元 素 释 放 的 促 进 作 用! 而 +7 " $!% \4*KUC$ FC&$处理表现出抑制 (!+元素释放& 本 文与其研究结果相似!氮沉降促进了慈竹凋落叶 (! +!M!Z!(F!<4元素的释放!其中 <+处理促进作用 最强!这主要是由于凋落叶养分释放与干物质分解 密切相关& 慈竹凋落叶干物质分解过程表明!氮沉 降促进凋落叶干物质的分解!其中 <+处理对其促 进作用最大& 宋学贵等 "$%%8$对川西南常绿阔叶 林研究也表明!氮沉降抑制凋落物干物质的分解!从 而抑制 (!+!M!Z元素的释放& da(0GGL1"&AA!$的
研究结果表明氮沉降抑制了凋落物分解!其 +残留
量显著高于对照& 这更一步印证凋落物养分释放与
凋落物干物质分解密切相关& 有研究发现!往生态
系统输入 +的量有一临界值!超过该临界值将会引
起分解者微生物的作用向低效率转变!从而延缓凋
落物的分解"-ILR+-#A5! &AA## DLR4! $%%%# #A5! $%%!$& 也有研究证实适度的氮沉降对凋落物
分解有促进作用!但高氮沉降会对凋落物分解产生
不利影响"Z3?LRUFG! &AAA# -GSLRP0G +-#A5! &AAA$& 这也可以解释本文中氮沉降促进凋落叶养分元素的 释放!且 <+处理促进作用最强的现象& 本研究中!氮沉降对凋落叶 +元素释放的影响 程度最大!.+!<+!@+处理的 +周转期分别比 (Z "$2#79 F$缩短 %2%A%!%2#&" 和 %28%A F& 一方面! 外加 +在一定程度上增加凋落物可利用的 +素!促 进微生物的生长和繁殖!从而加快凋落物分解速度 "<0+-#A5!$%%7$# 另一方面!外加 +增大了凋落物 中含 +有机化合物的矿化和硝化速率!降低凋落物 中的含量"方运霆等!$%%!$& 由于两方面的共同影
响!从而改变慈竹凋落叶 +元素的释放模式&
A>A?慈竹凋落叶分解过程中氮沉降对 !XT的影响
目前!一些研究表明氮沉降增加会改变森林凋
落物的 (f+!进而影响其分解的速率& 如 等 " $%%7$ 研究发 现! 氮沉 降 明显 降 低 了 橡 树
"T7+*97,*)@7*$凋落物的 (f+# 项文化等"$%%9$的 研究也得出类似结论& 樊后保等"$%%#$研究表明! 氮沉降处理降低了杉木凋落叶 (f+比& 本研究与 其有一定的差异性!在凋落叶分解过程中各处理 (f +在 &$ _7& 之间变动!变化趋势为先升高后降低!
总体上!分解前 $个月氮沉降降低了凋落叶 (f+ 值!而$ 个月后提高其 (f+比值& 究其原因是!在
凋落叶分解初期氮沉降促进了 (元素的快速释放!
降低了 (f+比值# $个月后!氮沉降对 +元素释放 促进作用最大!+元素释放速率高于 (元素释放速 率!从而氮沉降增加了 (f+比值& 在一定范围内!+ 沉降能满足微生物对其分解的凋落叶 (f+的要求! 有利于微生物的生长和繁殖!促进凋落叶分解和养 分释放& 综上所述!本研究表明在大气氮沉降持续增加 的情况下!慈竹林凋落叶分解和养分释放受到促进 作用!氮沉降有利于林地养分的循环!改善土壤的肥 力状况& 然而竹林生态系统凋落物通常包括凋落 叶%凋落箨和凋落枝!虽然 +沉降促进慈竹林凋落 叶的养分释放!而对其凋落枝%凋落箨和根系等的影 响方向和程度如何!还需做进一步的研究& 参 考 文 献 曹群根! 傅懋毅! 李正才5&AA85毛竹林凋落叶分解失重及养分累 积归还模式5林业科学研究! &%"7$ ’ 7%7 C7%#5
樊后保! 刘文飞! 徐 6 雷5$%%#5氮沉降下杉木 "J7$$&$’6#3&#
A#$9+)A#-#$人工林凋落叶分解过程中 (%+元素动态变化5生态
学报! $#""$ ’ $9!7 C$9975
方运霆! 莫江明! MLR;! 等5$%%!5森林土壤氮素转换及其对氮沉 降的响应5生态学报!$!"8$’ &9$7 C&97&5
郭剑芬! 杨玉盛! 陈光水! 等5$%%"5森林凋落物分解研究进展5林 业科学! !$"!$’ A7 C&%%5 胡肄慧! 陈灵芝! 孔繁志! 等5&A#"5两种中国特有树种的枯叶分解 速率5植物生态学与地植物学学报! &%"&$ ’ 79 C!75
李德军! 莫江明! 方运霆! 等5$%%75氮沉降对森林植物的影响5生 态学报!$7"A$’ &#A& C&A%%5 李仁洪! 胡庭兴! 涂利华! 等5$%%A5模拟氮沉降对华西雨屏区慈竹
林凋落物分解的影响5应用生态学报! $%"&&$ ’ $9## !$9A75
7&
林 业 科 学 !" 卷6
李志安! 邹6碧! 丁永祯! 等5$%%!5森林凋落物分解重要影响因子 及其研究进展5生态学杂志!$7""$’ 88 C#75 莫江明! 薛碌花! 方运霆5$%%!5鼎湖山主要森林植物凋落物分解
及其对 +沉降的响应5生态学报! $!"8$ ’ &!&7 C&!$%5 邱尔发! 陈卓梅! 郑郁善! 等5$%%95麻竹山地笋用林凋落物发生%
分解及养分归还动态5应用生态学报! &""9$’ #&& C#&!5 宋学贵! 胡庭兴! 鲜骏仁! 等5$%%85川西南常绿阔叶林凋落物分解
及养分释放对模拟氮沉降的响应5应用生态学报! &# " &% $’$&"8 C$&8$5
涂利华! 胡庭兴! 黄立华! 等5$%%A5华西雨屏区苦竹林土壤呼吸对 模拟氮沉降的响应5植物生态学报! 77"!$ ’ 8$# C87#5 项文化! 闫文德! 田大伦! 等5$%%95外加氮源及与林下植物叶混合
对杉木 林 针 叶 分 解 和 养 分 释 放 的 影 响5林 业 科 学! !&
""$’ & C"5 张6梅! 郑郁善5$%%#5滨海沙地吊丝单竹林凋落物分解及养分动
态研究5西南林学院学报! $#"7$ ’ ! C85
张东来! 毛子军! 张6玲! 等5$%%"5森林凋落物分解过程中酶活性 研究进展5林业科学! !$"&$’ &%9 C&%A5 赵谷风! 蔡延奔! 罗嫒媛! 等5$%%"5青冈常绿阔叶林凋落物分解过
程中营养元素动态5生态学报! $""&%$ ’ 7$#" C7$A95
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