川西高山森林林窗位置對兩種灌木凋落葉分解的影響.pdf

1、灌木是森林生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分，其凋落物分解在森林生態(tài)系統(tǒng)地力維持、碳吸存和養(yǎng)分循環(huán)等方面的作用將隨著林窗形成而發(fā)生變化。同時，林窗對光照和降水的再分配可能改變不同關(guān)鍵時期林窗內(nèi)外的分解環(huán)境和分解者微生物群落，從而改變林窗內(nèi)外灌木凋落物分解過程。但迄今為止，有關(guān)灌木凋落物分解及其隨林窗位置的變化特征尚未受到關(guān)注。因此，本研究以受季節(jié)性雪被影響明顯的川西高山天然冷杉林(Abies faxoniana)生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，通過2年的凋落葉

2、分解袋實驗，研究了林窗中心到林下的華西箭竹(Fargeisia nitida)和康定柳(Salix paraplesia)凋落葉在5個關(guān)鍵時期（凍結(jié)初期、凍結(jié)期、融化期、生長季節(jié)初期和生長季節(jié)后期）的質(zhì)量損失、養(yǎng)分釋放以及木質(zhì)素、纖維素和酚類物質(zhì)降解及相關(guān)的微生物群落結(jié)構(gòu)動態(tài)，以期為高山森林生態(tài)系統(tǒng)管理提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　(1)兩年分解過程中，兩種灌木凋落葉的質(zhì)量損失率在林窗中心位置表現(xiàn)較大。通過Olson模型指數(shù)回

3、歸模擬，相比之下，林窗中心位置華西箭竹凋落葉的50％分解時間和95％分解時間分別縮短了0.44和1.89年，康定柳凋落葉的50％分解時間和95％分解時間分別縮短了0.11和0.49年。
　　(2)經(jīng)過兩年的分解，在兩年的凍結(jié)初期、凍結(jié)期、融化期和生長季節(jié)后期，兩種凋落葉的碳氮磷釋放率以及木質(zhì)素、纖維素和總酚降解率均表現(xiàn)出從林窗中心到林下依次降低的趨勢，而在兩年的生長季節(jié)初期，兩種凋落葉的碳氮磷釋放率以及木質(zhì)素、纖維素和總酚降解率均

4、表現(xiàn)出從林窗中心到林下依次增加的趨勢（盡管從林窗中心到林下位置兩種凋落葉的氮和磷元素在第一年生長季節(jié)初期和第二年融化期均表現(xiàn)出富集過程，但兩種凋落葉的氮和磷元素在第一年生長季節(jié)初期的富集率有從林窗中心到林下逐漸增加的趨勢，而兩種凋落葉的氮和磷元素在第二年融化期的富集率有從林窗中心到林下依次降低的趨勢）。兩種凋落葉第一年冬季的碳氮磷釋放率、纖維素降解率以及總酚的降解率均占整個兩年釋放率（降解率）的重要比例，而華西箭竹凋落葉和康定柳凋落葉的

5、木質(zhì)素降解則分別主要體現(xiàn)在第一年和第二年分解時期。
　　(3)隨著分解時間的進行，各林窗位置兩種凋落葉的C∶N、C∶P、Lignin/N和Lignin/P逐漸降低，N∶P、Lignin/Cellulose和Lignin/Phenol逐漸升高。相較于林窗不同位置，兩種凋落葉的C∶N、Lignin/N和Lignin/Cellulose表現(xiàn)出從林窗中心到林下依次升高的趨勢，C∶P、N∶P、Lignin/P和Lignin/Phenol表現(xiàn)

6、出從林窗中心到林下依次降低的趨勢。
　　(4)在兩年的凍結(jié)初期、凍結(jié)期、融化期和生長季節(jié)后期，兩種凋落葉的MBC、MBN、MBP、真菌數(shù)量和細菌數(shù)量有從林窗中心到林下依次降低的趨勢，而在兩年的生長季節(jié)初期，兩種凋落葉的MBC、MBN、MBP、真菌數(shù)量和細菌數(shù)量有從林窗中心到林下依次升高的趨勢，且MBC、真菌數(shù)量和細菌數(shù)量在兩年各時期的這種趨勢更為顯著。MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP和Fungus/Bacteria在

7、兩年的大部分時期均有從林窗中心到林下依次降低的趨勢。在兩年的凍結(jié)初期、凍結(jié)期、融化期和生長季節(jié)后期，兩種凋落葉土壤真菌和土壤細菌的豐富度指數(shù)（S）以及香農(nóng)-維納指數(shù)（H）有從林窗中心到林下逐漸減小的趨勢，兩種凋落葉土壤真菌和土壤細菌的辛普森指數(shù)（D）有從林窗中心到林下逐漸增大的趨勢;在兩年的生長季節(jié)初期，兩種凋落葉土壤真菌和土壤細菌的豐富度指數(shù)（S）以及香農(nóng)-維納指數(shù)（H）有從林窗中心到林下逐漸增大的趨勢，兩種凋落葉土壤真菌和土壤細菌的

8、辛普森指數(shù)（D）有從林窗中心到林下逐漸減小的趨勢。
　　(5)兩年各分解時期不同林窗位置總共檢測到了14類真菌:子囊菌綱(Ascomycetes)、座囊菌綱(Dothideomycetes)、錘舌菌綱(Leotiomycetes)、傘菌綱(Agaricomycetes)、酵母菌綱(Saccharomycetes)、散囊菌綱(Eurotiomyceres)、糞殼菌綱(Sordariomycetes)、盤菌綱(Pezizmycetes

9、)、絲孢綱(Hyphpmycetes)、銀耳綱(Tremellomycetes)、昆蟲綱(Insecta)、卵菌綱(Oomycetes)、蜷絲球蟲綱(Filasterea)和中粘菌門(Mesomycetozoea)，其中子囊菌綱、座囊菌綱、錘舌菌綱和傘菌綱這四大類群占各時期不同林窗位置兩種凋落葉土壤真菌群落的主體。共檢測到了10類細菌:擬桿菌綱(Bacteroidetes)、黃桿菌綱(Flavobacterial)、鞘脂桿菌綱(Sphi

10、ngobacteria)、α變形菌綱(Alphaproteobacteria)、β變形菌綱(Betaproteobacteria)、ε變形菌綱(Epsilonproteobacteria)、γ變形菌綱(Gammaproteobacteria)、放線菌綱(Actinobacteria)、梭桿菌綱(Fusobacteria)和未培養(yǎng)細菌克隆(Unknown)，其中擬桿菌綱、黃桿菌綱、鞘脂桿菌綱和α變形菌綱這四大類群占各時期不同林窗位置兩種凋

11、落葉土壤細菌群落的主體。
　　(6)兩種凋落葉兩年冬季凍結(jié)期的質(zhì)量損失率、碳釋放率、氮釋放率、磷釋放率、木質(zhì)素降解率和纖維素降解率以及第一年冬季凍結(jié)期的總酚降解率與平均溫度、雪被厚度、微生物生物量碳、真菌數(shù)量和細菌數(shù)量具有顯著正相關(guān)關(guān)系;兩種凋落葉兩年生長季節(jié)初期的碳釋放率和纖維素降解率、第一年生長季節(jié)初期的總酚降解率、第二年生長季節(jié)初期的氮釋放率和磷釋放率以及康定柳凋落葉第二年生長季節(jié)初期的質(zhì)量損失率均與平均溫度呈顯著負相關(guān)關(guān)系

12、。其余各時期的凋落葉質(zhì)量損失率、養(yǎng)分釋放率以及木質(zhì)素、纖維素和總酚降解率與所調(diào)查的微環(huán)境因子和凋落葉基質(zhì)質(zhì)量變化部分存在顯著甚至極顯著的相關(guān)關(guān)系。
　　可見，高山森林林窗對光照和降水的再分配改變了不同位置的分解環(huán)境，從而影響到相關(guān)的微生物群落結(jié)構(gòu)，促進了凋落葉冬季及全年的質(zhì)量損失、碳氮磷釋放以及木質(zhì)素、纖維素和酚類物質(zhì)的降解。這意味著林窗更新消失將抑制凋落葉的分解過程。因此，進一步理解灌木在森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)換中的作用及