季节性雪被斑块对天山雪岭云杉凋落物分解的影响

发布时间：2019-08-11 12:07

【摘要】：凋落物分解是森林生态系统生态行为里不可或缺的一部分,是生物过程和非生物过程必不可少的组成部分。森林异质环境形成的季节性雪被是控制中高纬度地区山地森林结构和功能的重要因素,对凋落物的分解过程可能有显著影响,而雪被因素究竟是以何种方式参与并影响干旱半干旱区域山地生态系统凋落物分解过程中尚不明确。本文以天山山系北麓中山带为靶区,干旱半干旱山区特有的雪岭云杉凋落叶为研究对象,根据雪岭云杉林冠空隙、坡度和风向设置样地并划分成四个雪被梯度,采用凋落物分解袋法,于2015-2016年天山冬季雪被覆盖下的三个关键时期(冻融初期、深冻期、融冻期)以及生长季节(生长季节前期和生长季节后期),系统分析了天山森林代表性树种雪岭云杉凋落叶的分解动态和碳、氮、磷元素的变化动态对冬季雪被因子的响应。以期更为全面地认识干旱半干旱山区中海拔区域凋落物分解等关键生态过程对全球气候变化的响应特征。结果表明:(1)雪岭云杉凋落物在通过一年实验期分解后,分解率达24.6%-29.2%;凋落物在冬季时期发生的大量的质量损失,分解率达11.6%-13.6%,整个冬季凋落物的质量损失占全年质量损失的46.6%-48.0%;冬季时期雪被厚度的差异使得各雪被梯度下凋落物的分解率存在明显差异,对凋落物的分解产生了重要影响,从冬季开始直至生长季结束,厚雪被梯度雪岭云杉凋落物的分解率与无雪被梯度雪岭云杉凋落物的分解率存在显著差异,随雪被厚度的减小,凋落物分解率也随之减小,Olson凋落物分解系数也随之减小,厚雪被梯度下拟合方程为:y=98.009e-0.310x,中雪被梯度下拟合方程为:y=98.592e-0.296x,薄雪被梯度下拟合方程为:y=98.556e-0.277x,无雪被梯度下拟合方程为:y=99.251e-0.273x;不同雪被梯度下雪岭云杉凋落物在冬季雪被覆盖期内凋落物分解质量损失贡献率达46%-48.5%;在生长季节前期,四种雪被梯度下雪岭云杉凋落物分解质量损失最多。(2)雪岭云杉凋落物分解过程中碳、氮、磷元素及其化学计量比对雪被厚度的变化产生了极大的响应。凋落物碳元素在雪岭云杉凋落物分解过程中呈释放-富集-释放的状态,至一年实验期结束后,凋落物碳含量总体表现为释放,且凋落物碳元素的释放率表现为随雪层高度的减少而增加的趋势;凋落物氮元素在雪岭云杉凋落物分解过程中表现为富集-释放-富集的状态,凋落物氮元素在凋落物一年的分解后呈上升趋势,雪层高度的减少使得凋落物氮释放作用有一定程度的提升;凋落物磷元素在雪岭云杉凋落物分解过程中表现为富集-释放的状态,凋落物磷元素至实验结束后表现为下降的趋势,雪层厚度的减少使得凋落物磷释放作用有一定程度的减弱。(3)在雪岭云杉凋落物的分解过程中,凋落物的碳、氮、磷及其比值与土壤碳、氮、磷及其比值联系紧密,土壤有机碳与凋落物磷呈显著正相关,土壤全氮与凋落物氮呈显著正相关,土壤全磷与凋落物氮呈显著负相关,土壤养分元素与凋落物养分元素关系紧密,具有相同的变化趋势,土壤养分含量的高低在一定程度上决定了凋落物养分元素含量的大小。
【图文】：

Fig.3-2 Different snow under the temperature dynamic3.2 各时期不同梯度质量特征不同雪被下各时期雪岭云杉凋落物分解动态特征如图3-3所示，在通过一年的分解后，不同雪被覆盖下雪岭云杉凋落物分解达24.6%-29.2%，且各个雪被厚度下的分解率存在显著差异（P＜0.05）；雪被厚度使得雪岭云杉凋落叶的分解产生了变化，在各个阶段雪岭云杉凋落页的分解率均随雪被厚度的减小，，呈现出降低的趋势，厚雪被情况下凋落物失重最大，无雪被情况下凋落物失重最小；同一时期，厚雪被下凋落物分解率均显著高于无雪被和中雪被（P＜0.05）；除生长季后期外，薄雪被和中雪被下凋落物分解率在冻融期、深冻期、融冻期、生长季前期四个时期中并无明显差异；厚雪被与中雪被下凋落物分解率在冻融期、生长季前期、生长季后期三个时期中有显著差异（P＜0.05）；在生长季后期

0.273 0.98 2.539 10.9733.3 各时期不同梯度质量损失贡献率特征4种雪被下雪岭云杉凋落物各时期质量损失贡献率如图3-4所示，雪被覆盖期内凋落物分解质量损失贡献率明显高于生长季；在野外试验雪岭云杉凋落叶一年内，雪岭云杉叶片部分分解质量消耗最多的是在第4个时期雪岭云杉不断成熟中；在生长季前期，随雪被厚度的增加凋落物质量损失贡献率呈现出下降趋势，无雪被下贡献率最高，达到了32.1%；而在生长季后期则呈现出随雪被厚度增加质量损失贡献率逐渐下降；雪被覆盖期对凋落物的失重也有一定贡献，凋落物的分解主要发生在冻融期和深冻期，凋落物在融冻期的失重要明显低于另外两个时期；051015202
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714

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本文编号：2525283