尾巨桉凋落叶与其他物种凋落叶混合分解过程研究

发布时间：2018-11-09 20:47

【摘要】：凋落物是联系地上与地下生态系统物质与养分循环的关键环节。地上生态系统植物组成与多样性的变化直接影响凋落物组分的变化,凋落物组分的变化可能进一步引起地下生态系统食物网的变化。不同物种凋落物混合分解的研究成为认识地上与地下生态系统联系的重要研究内容。关于凋落物混合分解的研究提出凋落物混合分解存在“非加和效应”,即将不同物种凋落物进行混合分解,它们之间可能发生相互作用,导致混合处理凋落物的实际分解速率不同于由单种凋落物分解速率计算出的混合分解速率预测值。然而,通过比较凋落物混合分解预测值与实测值来解释凋落物混合分解效应,不够明确混合凋落物彼此间是否确实发生相互作用。直接比较同种凋落物在混合处理中与单种分解中的分解状况,能够更为直观地反映混合凋落物间是否彼此相互作用。不同植物产生的凋落物的基质质量不同,凋落物基质质量是小尺度内,决定单种凋落分解速率的重要影响因素,那么在凋落物混合分解中,混合凋落物组分的基质质量是否是影响混合分解效应的关键因素?此外,凋落物分解是个动态变化的过程,凋落物混合分解对凋落物的影响在不同分解阶段是否相同?微生物与土壤动物是地下生态系统食物网的重要组成部分,凋落物混合分解对微生物群落及土壤动物组成有怎样的影响,以及微生物群落和土壤动物群落在凋落物混合分解过程中如何变化?是本研究关注的重点。桉树单一树种大面积的种植使得林下土壤地力衰退、生物多样性降低,引入其他物种凋落物与桉树凋落物混合分解是可能改善桉树人工林生态效益的办法,本研究望通过比较桉树凋落物在混合分解中与单独分解时的分解情况,为改善桉树人工林生态效应提供建议。为此,本研究以重庆地区广泛种植的尾巨桉为主要研究对象,将尾巨桉凋落叶分别与刺槐凋落叶、花椒凋落叶、复羽叶栾树凋落叶、香樟凋落叶、桤木凋落叶、白玉兰凋落叶、撑绿杂交竹凋落叶进行混合分解(测定指标时将混合处理中的两种凋落叶分开测定),以尾巨桉凋落叶单种分解为比较,测定不同分解时期,凋落叶的质量损失、养分浓度及微生物群落结构特征、土壤动物群落组成,得到的研究结果如下:1、通过比较不同分解时期,尾巨桉凋落叶质量损失在混合处理中及单种分解时的差异,表明在各分解时期,尾巨桉凋落叶的质量损失在混合处理中及单种分解时均表现为无显著差异,即凋落叶混合分解并未对尾巨桉凋落叶的分解速率造成影响。2、尾巨桉凋落叶碳浓度、氮浓度、磷浓度在混合处理中与单种分解时的差异受凋落物分解阶段与混合处理的影响。N/P的表现为,仅在分解6个月时,尾巨桉凋落叶分别与刺槐凋落叶、桤木凋落叶、白玉兰凋落叶混合分解的处理中尾巨桉凋落叶的N/P显著低于尾巨桉凋落叶单种分解的N/P,尾巨桉凋落叶与撑绿杂交竹凋落叶混合分解中的尾巨桉凋落叶的N/P显著高于尾巨桉凋落叶单种分解的N/P。C/N、C/P、C/N/P则表现为各分解时期,尾巨桉凋落叶在混合处理中与单独分解时均无显著差异。3、尾巨桉凋落叶碳、氮、磷养分的释放率在混合处理中与单种分解时的差异受凋落物分解阶段与混合处理的影响。其中,与撑绿杂交竹凋落叶混合分解的尾巨桉凋落叶的碳、氮、磷释放率在分解后期显著低于尾巨桉凋落叶单种分解的碳、氮、磷释放率;与刺槐凋落叶混合分解的尾巨桉凋落叶的碳、氮的释放率在分解后期显著高于尾巨桉凋落叶单种分解的碳、氮释放率。4、各混合处理中尾巨桉凋落叶细菌生物量及真菌生物量在各分解时期均表现为高于尾巨桉凋落叶单独分解时的细菌、真菌生物量:但仅在分解3个月时,尾巨桉凋落叶分别与刺槐凋落叶、花椒凋落叶、桤木凋落叶、香樟凋落叶、撑绿杂交竹凋落叶混合分解的尾巨桉凋落叶的细菌生物量显著高于尾巨桉凋落叶单种分解的细菌生物量;仅在分解6个月时,尾巨桉凋落叶分别与复羽叶栾树凋落叶、桤木凋落叶、香樟凋落叶、白玉兰凋落叶、撑绿杂交竹凋落叶混合分解的尾巨桉凋落叶真菌生物量显著高于尾巨桉凋落叶单种分解的真菌生物量。从16Sr DNA基因、18Sr DNA基因的DGGE分离图谱可知,细菌与真菌群落结构在混合处理中与单独分解时的差异受凋落物分解阶段与混合处理的影响。不同分解阶段,细菌、真菌群落结构存在差异,凋落叶的碳浓度及氮浓度的变化是引起不同分解时期细菌群落结构及真菌群落结构差异的主要因素。5、土壤动物密度在混合处理中与单独分解时的差异受凋落物分解阶段及混合处理的影响,分解3个月时,尾巨桉凋落叶分别与刺槐凋落叶、花椒凋落叶混合分解的处理的土壤动物密度均显著高于尾巨桉凋落叶单种分解的土壤动物密度,分解6个月时,尾巨桉凋落叶与桤木凋落叶混合分解处理的土壤动物密度显著低于尾巨桉凋落叶单种分解的土壤动物密度。不同分解时期,土壤动物群落组成存在差异。凋落叶的磷浓度、碳浓度、C/N是引起不同分解时期凋落物中土壤动物群落组成差异的主要因素。综上所述,添加不同物种凋落叶与尾巨桉凋落叶混合分解会对尾巨桉凋落叶养分浓度、微生物生物量、微生物群落结构及土壤动物密度产生影响,但对土壤动物多样性影响较小,不改变尾巨桉凋落叶的分解速率,说明混合凋落物组分的变化会对地下生态系统食物网造成影响,但影响的程度有限。随凋落物的分解,凋落物碳、氮、磷浓度的变化会直接影响细菌、真菌及土壤动物群落结构,说明凋落物分解过程本身是影响地下生态系统食物网的重要因素,本研究中由凋落物混合分解引起对分解者群落的影响有限,可能不及凋落物分解本身对分解者群落的影响,还需进一步探讨。
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【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714

【共引文献】