杉木人工林杉木绿叶与凋落叶分解速率对比

以亚热带杉木人工林绿叶和杉木凋落叶为对象,研究其理化性质和分解速率的变化。结果表明,杉木绿叶和凋落物分解和养分释放动态特征相似,但杉木凋落叶的分解速率和养分释放均快于绿叶。2年分解期内,两种叶含水率显著降低,分解速率也都有降低,且杉木凋落叶处理间差异显著,2年分解期结束,两种叶的质量残留率在23%~38%之间。2年分解期内,两种叶分解速率呈现快-慢的变化。杉木凋落叶的分解速率快于绿叶。相关分析表明C∶N和木质素∶N与凋落叶分解速率的相关性较高,说明凋落叶分解速率主要受C∶N和木质素∶N的影响。

增温对亚热带杉木人工林土壤氮转化过程的影响

氮素是森林生产力的重要限制因子.气候变暖会改变森林生态系统氮循环过程,进而影响森林生态系统生产力.然而,目前关于森林土壤氮循环如何响应气候变暖的认识仍存在不足,尤其缺乏来自亚热带森林生态系统的证据.为此,依托亚热带杉木林野外增温试验平台,原位监测杉木幼林和成熟林0-20 cm土层土壤净氮矿化速率、净硝化速率、土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放速率以及无机氮淋溶量,探究增温对亚热带杉木林土壤氮转化过程的影响.结果表明:林分类型未显著影响土壤原位土壤N_(2)O排放速率和铵态氮淋溶量,但杉木成熟林的土壤净氮矿化速率、净硝化速率显著高于杉木幼林的.与对照相比,增温4℃未显著改变原位土壤净氮矿化速率和净硝化速率,也未显著影响原位土壤N_(2)O排放速率.同时,增温使幼林土壤硝态氮淋溶量显著降低了38.7%,但未显著影响杉木幼林和成熟林土壤铵态氮淋溶量以及成熟林土壤硝态氮淋溶量.总的来说,增温处理未改变原位土壤净氮转化速率、N_(2)O排放速率以及杉木成熟林无机氮淋溶量,说明土壤增温并未增加亚热带森林土壤无机氮净输入量和土壤氮损失量.这一研究促进了我们对气候变暖条件下亚热带森林土壤氮循环的理解.

增温对亚热带杉木枝和叶凋落物理化性质的影响

在区域尺度上,凋落物的底物性质是决定其分解速率的关键因素。本研究以亚热带杉木人工林为对象,通过埋设电缆进行土壤增温,分析气候变暖对杉木枝、叶凋落物理化性质的影响。结果表明:经过5年的土壤增温试验(4℃),杉木枝凋落物的氮(N)、磷(P)含量和可萃取物含量分别增加35.2%、40.8%、7.6%,叶凋落物分别增加41.2%、45.9%、5.9%;枝凋落物的碳(C)含量、纤维素含量和C/N分别降低5.1%、11.6%、28.8%,叶凋落物分别降低5.3%、11.3%、33.3%。土壤增温导致杉木叶凋落物的比叶面积提高29.8%,抗拉强度减小40.7%,但增温对杉木枝和叶凋落物木质素含量和pH值无显著影响。^(13)C NMR和红外光谱分析显示,增温后杉木凋落物中氨基酸、多糖、多酚和脂肪族化合物含量变化显著,而且在不同器官凋落物之间有所差别,表现为多糖类物质只在叶凋落物中显著增加,枝凋落物中氨基酸的增加量大于叶凋落物。土壤增温显著改变了杉木枝、叶凋落物的理化性质,N、P养分含量的提高以及抗拉强度减小等特征可能加速初期凋落物的分解速率,而由于复杂大分子化合物的增多,后期凋落物的分解速率可能较慢。