控雪对水曲柳和兴安落叶松凋落叶分解及养分释放的影响
发布时间：2020-06-02 22:46
【摘要】：凋落物分解是生态系统物质循环的重要过程,温带森林季节性雪被格局变化可能影响凋落叶分解过程,从而改变温带森林物质循环、能量交换等生态系统过程。尽管关于凋落物分解和养分释放的研究较多,但季节性雪被格局变化下,凋落物分解及养分释放过程对全球变化的响应亟待深入研究。因此,本文采用凋落物分解袋法,以温带森林主要树种水曲柳(Fraxinus mandshurica)和兴安落叶松(Larix gmelinii)为研究对象,人工模拟的季节性雪被格局变化,研究不同控雪处理(对照、增雪处理、除雪处理)下凋落叶在不同分解阶段(初冻期、深冻期、融化期、无雪初期、无雪中期、无雪后期)的分解及养分释放动态变化。研究不同控雪处理对两种凋落叶的分解率、元素释放以及木质素、纤维素物质降解的影响,以期为预测全球变化情景下森林生态系统物质循环提供基础数据。(1)雪深对环境变量有显著影响。初冻期、深冻期和融化期,环境变量(土壤平均温度、正积温、负积温及冻融循环次数)在不同控雪处理下差异显著。(2)经过一年的分解,水曲柳年分解率为51.29%-57.39%,兴安落叶松年分解率为21.67%-31.36%。两种树种的Olson凋落叶分解系数k均以增雪处理下最大,而除雪处理下最小。增雪处理缩短了 50%和95%分解时间,而除雪处理均延长了 50%和95%分解所需时间。(3)物种因素、雪深、各分解时期和环境变量与凋落物分解率密切相关,不同分解时期凋落物分解影响因子不同,雪被覆盖时期环境因子是影响凋落叶分解的主导因子,无雪时期凋落叶分解受凋落物初始质量影响。(4)分解实验表明,雪被覆盖显著改变了凋落叶质量,但不同关键时期不同物种凋落叶质量变化对不同处理表现出明显的差异。控雪处理显著影响各分解阶段兴安落叶松凋落叶碳含量,但对水曲柳分解中碳含量影响不显著。控雪处理下水曲柳凋落叶木质素含量和纤维素含量均表现出显著差异。同时,控雪处理下凋落叶氮磷比均表现出显著差异。凋落叶分解过程中碳含量、纤维素含量、碳氮比均整体呈下降趋势;而氮含量、氮磷比总体呈上升趋势。(5)随雪深的增加凋落叶碳残留率、氮残留率、磷残留率、木质素残留率、纤维素残留率、碳氮比和碳磷比会不同程度的减少。经过一年的分解,水曲柳和兴安落叶松凋落叶碳元素表现为释放,释放率在增雪处理下最大,除雪处理下最小。水曲柳凋落叶氮元素表现为释放,释放率在除雪处理下最大,增雪处理下最小。兴安落叶松凋落叶氮元素表现为富集,富集率在增雪处理下最大,自然雪被下最小。水曲柳和兴安落叶松凋落叶磷元素表现为释放,释放率在增雪处理下最大,除雪处理下最小。水曲柳和兴安落叶松凋落叶木质素与纤维素表现为降解,降解率在增雪处理下最大,除雪处理下最小。综上所述,冬季不同厚度的雪被覆盖显著影响了温带森林凋落叶分解,但不同质量的凋落叶对不同厚度雪被的响应存在差异。不同分解阶段凋落叶分解均表现出随雪深的增加而增加的趋势。增雪处理明显促进了雪被覆盖时期凋落叶的分解,而除雪处理显著促进了无雪时期凋落叶的分解。分解实验表明,雪深的增加将可能加速森林凋落叶的分解。这些结果为预测全球变化条件下凋落叶分解、温带森林养分释放和物质循环提供基础数据。
【图文】：
８月２０日和２０１５年１０月２０日。每次随机采集分解袋５４袋（２个树种ｘ３个样地ｘ３逡逑种控雪处理ｘ３个取样重复），，去除杂物后放入聚乙烯袋中带回实验室备用。取样同时逡逑读取纽扣式温度记录器上土壤表层及大气的温度数据（图２－１），计算土壤平均温度、正逡逑积温（高于０°Ｃ的日平均温度的总和）、负积温（低于０°Ｃ的日平均温度的总和）、冻逡逑循环次数（温度高于或低于0°Ｃ持续３ｈ以上直至低于或高于０°Ｃ持ｐ邋３ｈ以上计为１逡逑次冻融循环）［４（）］。逡逑－６－逡逑
雪被覆盖时期，平均雪深按除雪处理－对照－增雪处理顺序依次递增，平均雪深分别为逡逑０ｃｍ、１５．７ｃｍ和２８．２ｃｍ。增雪处理雪深约为自然条件下（对照）雪深的２倍，达到了实逡逑验预期效果（图３－１）。逡逑７０邋厂逦ａｉ逦ａ逡逑Ｃｌ邋对照邋Ｃｏｎｔｒｏｌ逦丁逦＿逡逑６０逦Ｈ邋ｉＳ邋＾邋Ｓｎｏｗ邋ａｄｄｉｔｉｏｎ逦＊邋Ｉ逦Ｉ逡逑口除雪邋Ｓｎｏｗ邋ｒｅｍｏｖａｌ逦Ｈ逡逑＾邋５０逦－逦Ｉ逡逑Ｓ＇邋４０邋－逦．邋Ｊ邋ｂ逡逑Ｉｂｏ邋－逦ａ邋；逦＾邋ｉ邋Ｉ逡逑１：：邋ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋＾邋ｆ邋Ｉ邋；邋Ｉ逡逑０邋ｍ邋ＩＩ邋．１１．１１．１１．１１邋１１．１１．１１．逡逑日期Ｄａｔｅ逡逑图３－１降雪后雪深的动态变化（平均值土标准偏差，ｎ＝１５）。不同小写字母表示差异显著N希迹埃埃担ｅ义希疲椋纾澹常卞澹茫瑁幔睿纾澹箦澹铮驽澹螅睿铮麇澹洌澹穑簦桢澹幔妫簦澹蝈澹澹幔悖桢澹螅睿铮鳎妫幔欤戾澹ǎ恚澹幔铄逋铃澹樱模澹睿剑保担澹模椋妫妫澹颍澹睿翦澹欤铮鳎澹颍悖幔螅邋澹欤澹簦簦澹颍箦澹椋睿洌椋悖幔簦邋义希螅椋纾睿椋妫椋悖幔睿翦澹洌椋妫妫澹颍澹睿悖澹箦澹ǎ疱澹煎澹埃埃担义希常保插逋寥辣聿阄露戎副赍义贤寥辣聿阄露扔氪笃露缺浠魇埔恢拢樱玻埃保茨辏保霸拢玻等罩链文辏保霸拢玻等斟义鲜笛榻崾掌骄露日灞硐治陆担仙陆登魇啤Ｑ┍桓哺鞘逼冢ǔ醵称凇⑸疃冲义掀诤腿诨冢┏┐硐峦寥辣聿阄露缺浠氪笃露缺浠嘟谠鲅┐砗投哉罩绣义贤寥廊掌骄露炔ǘ让飨孕∮诔┐碇型寥廊掌骄露鹊牟ǘ龋ㄍ迹玻保Ｔ阱义铣醵称诤蜕疃称
本文编号：2693873
【图文】：
８月２０日和２０１５年１０月２０日。每次随机采集分解袋５４袋（２个树种ｘ３个样地ｘ３逡逑种控雪处理ｘ３个取样重复），，去除杂物后放入聚乙烯袋中带回实验室备用。取样同时逡逑读取纽扣式温度记录器上土壤表层及大气的温度数据（图２－１），计算土壤平均温度、正逡逑积温（高于０°Ｃ的日平均温度的总和）、负积温（低于０°Ｃ的日平均温度的总和）、冻逡逑循环次数（温度高于或低于0°Ｃ持续３ｈ以上直至低于或高于０°Ｃ持ｐ邋３ｈ以上计为１逡逑次冻融循环）［４（）］。逡逑－６－逡逑
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