岷江流域典型生态系统土壤动物对凋落叶分解的贡献

发布时间：2017-05-03 23:10

  本文关键词：岷江流域典型生态系统土壤动物对凋落叶分解的贡献，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土壤动物是凋落叶分解过程中重要的生物因子之一,对于维持生态系统物质循环和养分平衡具有十分重要的作用。土壤动物作用于凋落叶分解的过程受温度、湿度、冻融循环、干湿交替等环境变化和凋落叶初始质量的调控。然而,岷江流域典型生态系统土壤动物对其代表性植被凋落叶分解的影响尚不清楚,亟待深入研究。鉴于此,本研究采用凋落叶网袋排除土壤动物的方法,以岷江流域典型生态系统中代表性植被黄花亚菊(Ajania nubigena)、黑褐苔草(Carex atrofusca)、康定柳(Salix paraqplesia)、方枝柏(Sabina saltuaria)、红桦(Betula albo-sinensis)、岷江冷杉(Abies faxoniana)、j子栎(Quercusbaronii)、岷江柏((Cupressus chengiana)、西南抗子梢(Campylotropis delavayi)、麻栎(Quercus acutissima)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、油樟(Chnnamomum longepaniculatum)、马尾松(Pinus massoniana)凋落叶为对象,在2013年11月至2014年10月,研究了各生态系统中土壤动物对凋落叶分解过程中凋落叶失重(mass)、养分释放、质量(quality)变化和金属元素浓度动态的影响,并实时监测了大气和凋落叶袋内温度动态。凋落叶分解一年后,主要结果如下：1.土壤动物参与的凋落叶失重分别为：干旱河谷(45.98%—61.23%)北亚热带常绿阔叶林(47.73—49.31%)交错带(28.27%—48.86%)高山森林(34.1%—37.13%)中亚热带常绿阔叶林(27.78%—38.24%)山地森林(22.53%—24.55%)。土壤动物促进了抗子梢、岷江柏、油樟、麻栎、红桦和康定柳凋落叶的失重,其贡献率为1.61%—34.12%;土壤动物抑制了其他物种凋落叶的失重,其贡献率为(-2.85%)—(-16.04%)。2.土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶碳浓度动态(高山草甸和北亚热带常绿阔叶林除外),土壤动物增加了岷江冷杉凋落叶碳的浓度,其贡献为-7.89%,而降低了其他物种凋落叶碳的浓度,其贡献率为8.32%—58.39%。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶氮的浓度动态(干旱河谷除外),土壤动物增加了黄花亚菊,康定柳和岷江柏凋落叶氮浓度,贡献率为(-0.48%)—(-13.97%)；而降低了其他物种凋落叶氮浓度,贡献率为1.60%—38.31%。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶磷的浓度动态(山地森林除外),土壤动物增加了岷江冷杉,j子栎,柳杉,岷江柏(ET)和抗子梢凋落叶磷的浓度,其贡献为(-6.12%)—(-59.28%)；而降低了其他物种凋落叶磷的浓度,其贡献率为4.78%—23.72%。3.土壤动物显著影响了高山森林、交错带、亚热带常绿阔叶林凋落叶木质素的浓度动态。土壤动物增加了方枝柏,岷江冷杉,康定柳,岷江柏(ET)凋落叶木质素的浓度,其贡献率为(-5.27%)—(-29.18%)；土壤动物降低了其他物种凋落叶木质素的浓度,其贡献率为1.21%-29.37%。土壤动物显著影响了高山草甸、山地森林、交错带、干旱河谷、亚热带常绿阔叶林凋落叶纤维素的浓度动态,土壤动物降低了抗子梢,麻栎,岷江柏,柳杉,康定柳和马尾松凋落叶纤维素的浓度,其贡献为4.01%—70.62%;土壤动物增加了岷江冷杉,红桦,方枝柏,j子栎,油樟和黄花亚菊凋落叶纤维素的浓度,其贡献率为(-3.86%)—(-24.51%)。4.土壤动物显著影响了各典型生态系统凋落叶K的浓度动态(高山草甸除外),土壤动物增加了抗子梢,油樟,黄花亚菊,红桦,麻栎和柳杉凋落叶K的浓度,其贡献为(-18.62%)—(-112.98%)；而降低了其他物种凋落叶K的浓度,其贡献为1.34%-35.31%。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶Ca的浓度动态(中亚热带常绿阔叶林除外),土壤动物增加了岷江冷杉,j子栎,岷江柏(DV)和抗子梢凋落叶Ca的浓度,其贡献为(-4.66%)—(-38.25%)；而土降低了其他物种凋落叶Ca的浓度,其贡献为2.35%—31.93%。土壤动物显著影响了每个生态系统凋落叶Na的浓度动态,土壤动物增加了黄花亚菊,j子栎,康定柳,抗子梢和岷江柏(DV)凋落叶Na浓度,其贡献为(-1.46%)—(-42.51%)；而降低了其他物种凋落叶Na浓度,其贡献为0.45%—14.44%。土壤动物显著影响了交错带、干旱河谷和亚热带常绿阔叶林凋落叶Mg的浓度动态,土壤动物增加了抗子梢,麻栎,岷江柏(DV),柳杉凋落叶Mg的浓度,其贡献为(-43.23%)—(-75.79%);而降低了其他物种凋落叶Mg的浓度,其贡献为0.42%—26.22%。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶A1的浓度动态,土壤动物降低了红桦,岷江柏(ET),麻栎,柳杉凋落叶A1的浓度,其贡献为6.20%—35.32%；而增加了其他物种凋落叶A1的浓度,其贡献为(-10.49%)—(-65.83%)。5.土壤动物显著影响了每个生态系统凋落叶Fe、Cu、Mn的浓度动态。土壤动物降低了红桦,抗子梢凋落叶Fe的浓度,贡献分别为0.98%和43.53%;而增加了其他物种凋落叶Fe的浓度,其贡献为(-23.30%)—(-300.33%)。土壤动物降低了马尾松,麻栎,j子栎,岷江冷杉,黄花亚菊和红桦凋落叶Mn的浓度,其贡献为0.43%—47.56%;而增加了其他物种凋落叶Mn的浓度,其贡献为(-3.95%)—(-158.65%)。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶Zn的动态(高山草甸和交错带除外),土壤动物降低了麻栎,黄花亚菊,岷江柏(ET)和红桦凋落叶Zn的浓度,其贡献为9.31%—27.05%,而增加了其他物种凋落叶Zn的浓度,贡献为(-17.93%)—(-132.56%)。土壤动物降低了岷江柏(ET),油樟,黄花亚菊凋落叶Cu的浓度,其贡献为0.03%—18.14%,而增加了其他物种凋落叶Cu的浓度,其贡献为(-0.73%)—(-102.64%)。6.土壤动物显著影响了每个生态系统凋落叶Pb、Cr的浓度动态。土壤动物增加了所有物种凋落叶Pb的浓度,其贡献为(-10.16%)—(-151.12%)。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶Cd的浓度动态(交错带和中亚热带常绿阔叶林除外),土壤动物降低了黄花亚菊,红桦,j子栎,康定柳,麻栎和岷江冷杉凋落叶Cd的浓度,其贡献为3.38%—70.93%；而增加了其他物种凋落叶Cd的浓度,其贡献为(-0.62%)—(-506.25%)。土壤动物降低了黄花亚菊,红桦,抗子梢和油樟凋落叶Cr浓度,其贡献为15.84%—70.97%,土壤动物增加了其他物种凋落叶Cr浓度,贡献为(-4.49%)—(-197.87%)。7.土壤动物显著影响了每个生态系统凋落叶C/P、N/P和木质素／纤维素。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶C/N(北亚热带常绿阔叶林除外),土壤动物增加了岷江冷杉和马尾松凋落叶C/N,其贡献率分别为：(-9.67%)—(-3.45%),而降低了其他物种凋落叶C/N,其贡献为1.51%—39.81%。土壤动物降低了多数物种凋落叶C/P,其贡献为：0.56%—73.84%,增加了岷江柏,康定柳,油樟和岷江冷杉凋落叶C/P,其贡献率为(-2.44%)—(-18.01%)。土壤动物降低了多数物种凋落叶N/P,其贡献率为2.38%—56.48%；增加了岷江柏,黄花亚菊,康定柳,方枝柏和油樟凋落叶N/P,其贡献率为(-4.16%)—(-32.33%)。土壤动物显著影响了各生态系统凋落叶木质素/N的动态,土壤动物降低了黄花亚菊,柳杉,康定柳,岷江柏(DV)和j子栎凋落叶木质素/N,其贡献率为0.90%—35.55%,而增加了其他物种凋落叶木质素/N,其贡献率为(-2.91%)—(-30.19%)。土壤动物降低了黄花亚菊,油樟,j子栎,红桦和方枝柏凋落叶木质素/纤维素,其贡献率为1.35%—43.26%,而增加了其他凋落叶木质素/纤维素,其贡献率为(-2.71%)—(-152.26%)。总之,岷江流域典型生态系统代表性植被凋落叶分解过程中,土壤动物的参与显著影响和改变了凋落叶的失重、养分含量、木质素、纤维素以及金属元素的浓度动态。土壤动物对凋落叶失重、元素含量动态、质量变化的影响并不是随海拔的升高而逐渐减小的。土壤动物作用于凋落叶失重的贡献具体表现为：高寒生态系统随海拔的升高而逐渐增大(高山草甸高山森林山地森林),干旱河谷-山地森林交错带和亚热带常绿阔叶林则是随海拔是升高而减小(干旱河谷交错带山地森林,北亚热带常绿阔叶林中亚热带常绿阔叶林);土壤动物对凋落叶元素释放和矿化的影响在高寒生态系统和干旱河谷山地森林交错带中随海拔的升高而减小,然而在亚热带常绿阔叶林是随海拔的升高而增大的,这可能与气候带、生态系统内环境条件(年降雨量、土壤物理或化学性质、物种)密切相关。同时土壤动物显著影响了凋落叶质量变化,并明显降低了大多数凋落叶的C/N、C/P、N/P,进一步证实了土壤动物的参与使凋落叶更易分解。此外,凋落叶初始质量和温度显著影响了土壤动物的贡献率,且其贡献更易受物种的调控。这些结果为更加清晰的认识岷江流域典型系统土壤动物在凋落叶分解等相关生态学过程的重要地位,提供了一定的理论依据。
【关键词】：凋落叶分解 土壤动物 养分释放 凋落叶质量 生态系统类型
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要5-9
• Abstract9-16
• 前言16-17
• 1. 国内外研究现状17-22
• 1.1 凋落叶分解过程17-19
• 1.2 土壤动物对凋落叶分解的影响19-21
• 1.3 存在问题21-22
• 2. 研究目的与意义22-23
• 3. 研究方案23-32
• 3.1 研究目标23
• 3.2 研究内容23-24
• 3.3 实验设计24-31
• 3.3.1 研究区域概况24-27
• 3.3.2 样品收集27
• 3.3.3 室内样品处理27-29
• 3.3.4 样品埋设29-31
• 3.3.5 样品采集31
• 3.3.6 室内实验31
• 3.4 数据计算与统计分析31-32
• 4. 结果与分析32-80
• 4.1 土壤动物对凋落叶失重的影响32-37
• 4.2 土壤动物对凋落叶碳、氮、磷浓度的影响37-43
• 4.3 土壤动物对凋落叶木质素和纤维素浓度的影响43-46
• 4.4 土壤动物对凋落叶质量(quality)变化的影响46-54
• 4.5 土壤动物对大量金属元素(K、Ca、Na、Mg、Al)浓度动态的影响54-63
• 4.6 土壤动物对微量金属元素(Fe、Mn、Zn、Cu)浓度动态的影响63-70
• 4.7 土壤动物对重金属元素(Pb、Cd、Cr)浓度动态的影响70-80
• 5. 讨论80-85
• 5.1 岷江流域典型生态系统土壤动物对凋落叶失重的贡献81-83
• 5.2 岷江流域典型生态系统土壤动物对凋落叶元素浓度动态的贡献83
• 5.3 岷江流域典型生态系统土壤动物对凋落叶质量变化的贡献83-85
• 6. 结论85-88
• 参考文献88-98
• 附录98-116
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录116-117
• 攻读硕士学位期间获取荣誉目录117-118
• 致谢118

【参考文献】

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本文编号：343944