Olson枯落物分解模型存在的问题与修正

虽然Olson于1963年提出的指数衰减模型目前被广泛应用于描述各种类型的枯落物分解问题,但在应用该模型反映枯落物的平均周转期和平均寿命时,却与实际同位素示踪分析测定结果存在较大差异,本研究就此问题进行了讨论,并对Olson模型进行了修正。

光合特性与长白山阔叶红松林主要树种凋落叶分解速率的关系

【目的】阐明长白山阔叶红松林乔木树种和灌木树种凋落叶分解之间的差异,探讨光合参数与植物凋落叶分解速率之间的关系,为揭示叶片经济学谱的普适性提供依据。【方法】以19个乔木树种和11个灌木树种作为研究对象,采用网袋法做分解试验,2019年10月26日布设分解袋,2020年4月26日、6月26日、8月26日、10月26日回收分解袋;通过Olson负指数衰减模型拟合分解系数,使用Li-6400便携式光合测定仪测定原位活体叶片的光响应曲线,拟合光合参数,分析相关性,并进行回归分析。【结果】(1)乔木树种中,红松分解系数最小(0.24),黄檗最大(1.05);灌木树种中,毛榛分解系数最小(0.52),瘤枝卫矛最大(1.63);灌木树种分解系数总体高于乔木树种(P=0.003)。(2)光合参数表现为光饱和点处的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、叶片羧化速率(CE)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_(max))、光补偿点(LCP)、蒸腾速率(T_(r))、气孔限制值(L_(s))、暗呼吸速率(R_(d))这9个光合参数的均值乔木树种高于灌木树种(P<0.05),胞间CO_(2)浓度(C_(i))和水分利用效率(WUE)在乔灌木树种之间不存在显著差异(P>0.05)。(3)乔灌木树种分解系数(k)与P_(n)、LSP、P_(max)、G_(s)、CE、LCP呈显著负相关关系,与R_(d)无明显相关性;P_(n)和P_(max)存在多重共线性,逐步回归结果表明P_(n)对k的解释和指示作用最强。【结论】光照强度通过影响叶片形态以及养分含量进而影响凋落叶的分解速率,使得乔木树种虽然有更高的光合参数,但分解系数比灌木树种更低,即分解速率更慢,存在光照强度—叶片形态、养分含量—凋落叶分解速率的连通关系;P_(n)、G_(s)、CE、LSP、P_(max)、LCP基本符合叶经济学谱理论,P_(n)可以解释和预测叶凋落物的分解速率。

苏南丘陵区3种林分凋落叶客置分解特征

于2010年1月至2011年5月,利用野外分解袋法在苏南丘陵区麻栎Quercus acutissima,杉木Cunninghamia lanceolata,马尾松Pinus massoniana等3种林分内进行凋落叶客置后分解速率及养分动态变化的研究。结果表明:阔叶树种分解速率大于针叶树种;分解系数k麻栎叶最高(k=0.391 4),马尾松叶居中(k=0.238 8),杉木叶(k=0.209 1)较低;分解系数k与初始氮含量显著正相关(P<0.01),与初始碳氮比(C/N)显著负相关(P<0.05),失重率分别与氮释放率(P<0.05)、磷释放率、有机碳释放率显著正相关(P<0.01),与C/N显著负相关(P<0.05);分解过程中,氮和钾总体为净释放,磷为释放或固持状态,有机碳释放率逐步上升,C/N比基本呈下降趋势。客置后分解地特征效应较显著,针叶树种凋落叶客置到阔叶林后分解速率加快,反之则减慢;养分释放速率大体表现为促进作用,而分解16个月后,不同分解地的同种凋落叶养分释放率有趋于一致的趋势;经Olson指数衰减模型模拟,客置后麻栎叶分解系数k变小,杉木叶和马尾松叶分解系数k变大,预测麻栎叶t0.50,t0.95分别延长0.09～0.20 a和0.10～0.29 a,杉木叶分别缩短0.11～0.60 a和2.91～2.97 a,马尾松叶在麻栎林分解地t0.50,t0.95分别缩短0.06 a和0.09 a,在杉木林分解地分别延长0.19 a和0.36 a。有机碳t0.50麻栎叶缩短0.09～0.11 a,杉木叶延长0.01～0.09 a,马尾松叶缩短0.07～0.08 a;有机碳t0.95麻栎叶延长0.10～0.23 a,马尾松叶缩短0.30 a,杉木叶在麻栎林分解地缩短0.01 a,在马尾松林分解地延长0.32 a。

亚稳态材料的混合物强度法则新模型

对变形过程中产生马氏体相变的亚稳态材料,通过修正Olson模型提出了一个新的模型定义为混合物交互作用强度法则.新模型一方面利用奥氏体、马氏体的幂乘硬化曲线取代直线假定;另一方面考虑了基体与转变相的交互作用,增加了交互作用项,(ε),得出的混合物强度法则新模型为σ=σc-I(ε),其中,I(ε)=74.4(df/dε)-55.6.利用新模型计算得到的理论值与实验值符合得相当好.

环境条件对麻纤维地膜降解及其土壤微生物量和酶活性的影响

通过设置不同土壤pH、施氮量、季节和作物种植的土壤环境条件,采用盆栽埋袋试验方法研究麻纤维地膜的降解规律变化,并分析其与土壤微生物生物量及酶活性的关系。结果表明:麻纤维地膜的降解过程均服从Olson衰减模型(R^2=0.689～0.996,P<0.05)。施氮量和使用季节对麻纤维地膜的降解产生显著影响,在秋冬季节施氮量增加和种植小白菜呈抑制地膜降解的趋势,夏季地膜降解速率显著高于秋冬季,但土壤pH(5.80～8.34)对地膜的降解速率影响较弱。不同土壤环境条件下,试验末期麻纤维地膜的降解率与土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)、纤维素酶及过氧化氢酶活性呈显著正相关关系(P<0.05)。因此,土壤环境条件改变导致的土壤微生物生物量及酶活性变化可能是其影响麻纤维地膜降解速率的重要原因。

森林生态系统中枯落物分解实验方法的评析

基于枯落物分解原理,分析现有4种枯落物分解试验方法,即:野外分解袋法、实验室模拟分解法、现量估算法和综合平衡法各自的特点和适用范围。评价传统的研究枯落物分解的Olson指数衰减模型和修正Olson模型,结合东北林区的特点,建议一般采用野外分解袋法收集林区枯落物分解实验材料,延用Olson模型进行计算,优于其他三种方法。

基于热力学理论的Fe-Mn-Al-C系低密度钢层错能计算模型

本研究详细分析了基于热力学相关理论建立的层错能(SFE)计算模型和测定层错能的实验方法,将基于Olson-Cohen热力学理论模型计算的Fe-Mn-Al-C低密度高强钢的层错能结果与若干文献中的实测值进行了比较,验证了Olson-Cohen热力学理论模型的可靠性,并回溯和修正了模型中各主要参数。使用层错能模型对Fe-(10~30)Mn-(0~12)Al-(0~1.2)C(质量分数/%)系低密度钢进行计算,结果表明,Mn、Al、C含量的增加均会使低密度钢的层错能增加,但层错能对Al元素最敏感,各元素对层错能的影响能力为γSFE,Al>γSFE,Mn>γSFE,C。此外,温度升高会使层错能增加,且高温区间(300~1 000K)相比低温区间(0~300K)层错能增加更快。

不同处理方式对互叶白千层精油提取剩余物分解的影响

为提高互叶白千层精油提取剩余物的利用率,本文以2年生互叶白千层精油提取剩余物为研究对象,探究物理粉碎、添加氮素、菌剂发酵和添加木醋液4种处理方式对剩余物分解速率的影响,为实现互叶白千层精油提取剩余物还林提供科学依据。结果显示:4种处理方式在不同程度上促进了互叶白千层精油提取剩余物的分解。试验结束时,剩余物质量残留率依次为CK(75.2%)>N添加(71.8%)>木醋液(68.3%)>物理粉碎(64.9%)>EM菌剂(53.2%);剩余物分解95%所需时间依次为EM菌剂(2.41 a)<物理粉碎(3.51 a)<木醋液(3.82 a)<N添加(4.04 a)<CK(4.67 a)。从总体上看,经EM菌剂处理的互叶白千层精油提取剩余物的分解速率最快,适宜在林业生产实践中应用。