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凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节。凋落物分解的速度与过程不仅体现了森林生态系统内部的物质与能量循环动态,而且与全球碳循环和全球变化密切相关。凋落物中不同营养元素(如N、P、S等)的水平往往是相关的,而参与凋落物分解的微生物生长所需要的营养元素之间也需要合适的比例。但是,氮沉降增加已成为当今全球变化的重要现象之一,随着氮沉降的增加,凋落物的分解过程被改变。
本研究在鼎湖山三种代表性森林(马尾松林、针阔混交林与季风常绿阔叶林)中,分别建设实验样地,分4个处理组,分别为对照(C),氮(N)处理,磷(P)处理,氮十磷(NP)处理,每组五个重复,样方面积5m×5m,各样方之间有五米的缓冲带,以防止各实验处理之间相互干扰。施氮处理水平为15gN·m。-2·a-1,每两月喷NH4NO3,施磷处理水平为15gP·m.-2·a-1,每两月喷KH3PO4,分解实验采用凋落物网袋法,选取当地优势树种马尾松、荷木与锥栗的成熟叶片做分解底物,研究其分解过程对模拟氮沉降增加的响应、对施加磷肥的响应以及对此二者交互作用的响应。
实验结果显示:
1、凋落物在不同演替阶段林型中的分解速率不同;随着森林演替的进程,凋落物的分解加快,即:季风常绿阔叶林>针阔混交林>马尾松林;
2、氮、磷处理导致的分解速率差异随演替阶段的降低而降低,即:季风常绿阔叶林>针阔混交林>马尾松林;
3、氮处理抑制了凋落物的分解,而施磷能够缓解氮的抑制效应;
4、磷处理在季风林中提高了低磷含量凋落物的分解速率,在混交林和马尾松林中降低了凋落物的分解速率5、不同林型中凋落物分解对氮、磷处理的响应机理不同。
施磷并没有促进凋落物分解,甚至抑制分解,只是在高氮沉降条件下缓解了氮沉降的抑制作用,提示我们热带林中有足够凋落物分解过程所需的磷,除非外力打破生态平衡——如高氮沉降现象或者人类希望提高森林的生产力。
施肥将促使分解者向低效转变,使其更倾向于利用肥料而放弃分解,从而表现为凋落物的分解受到抑制。