岷江流域典型生态系统土壤动物对凋落叶腐殖化过程的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chen19881220
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森林凋落叶腐殖化过程是陆地生态系统物质循环和能量流动的重要环节。腐殖物质对改善土壤理化性质、增强土壤肥力具有重要作用。土壤动物在凋落叶腐殖化过程中具有重要作用,但受凋落叶质量和气候环境的影响,使得已有相关人事并不清晰。因此,采用凋落物网袋法(排除土壤动物),在岷江流域典型生态系统内选取代表性植被的典型凋落叶为研究对象。具体为:高山草甸生态系统选取黄花亚菊(Ajanianubigena)和黑褐苔草(Carex atrofusca)凋落叶,高山森林生态系统选取方枝柏(Salix salturaria)和康定柳(Sabina paraqplesia)凋落叶,亚高山森林生态系统选取岷江冷杉(Abies faxoniana)和红桦(Betula albbo-sinensis)凋落叶,山地森林交错带生态系统选取橿子栎(Quercus baronii)和岷江柏(Cupressuschengiana)凋落叶,干旱河谷生态系统选取抗子梢(Campylotropis delavayi)和岷江柏(Cuupressus cheniana)凋落叶,北亚热带常绿阔叶林生态系统选取柳杉(Cryptomeria.fortunei)和麻栎(Quercus acutissima)凋落叶,中亚热带常绿阔叶林生态系统选取马尾松(Pinus massoniana)和油樟(Chnnamomum longepaniculauum)凋落叶。于2013年11月至2016年10月,研究了 7个生态系统内土壤动物对凋落叶△logK值和E4/E6值、腐殖质碳组成成分以及腐殖化度和腐殖化率的影响。以期更好地认识岷江流域典型生态系统腐殖化过程以及土壤有机质积累过程。在培养期内,土壤动物对高山森林、干旱河谷、山地森林交错带、北亚热带常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林凋落叶△log K值的有显著作用,对其他生态系统的△log K值没有显著作用;对七个生态系统凋落叶的E4/E6值均有显著作用。土壤动物对不同时期和不同生态系统凋落叶腐殖化过程均有一定的影响。随着培养时间的增加腐殖物质结构越稳定,分子结构越简单。土壤动物对七个生态系统中凋落叶腐殖质碳含量均有显著作用。在研究期间,土壤动物促进了黄花亚菊、黑褐苔草、方枝柏、岷江柏(Montane Forest Ecotone)、抗子梢、岷江柏(Dry Valley)、麻栎和马尾松凋落叶腐殖质碳含量,抑制了康定柳、红桦、岷江冷杉、橿子栎、柳杉和油樟凋落叶的腐殖质碳含量。本研究发现,经过一年的培养期(样本较为完整),各个生态系统中腐殖质碳含量为(通过比较3.00mm孔径中凋落叶腐殖质碳):高山草甸>亚高山森林>山地森林交错带>北亚热带常绿阔叶林>干旱河谷>高山森林>中亚热带常绿阔叶林。经过两年的培养期,凋落叶腐殖质碳含量主要体现为:北亚热带常绿阔叶林>中亚热带常绿阔叶林>高山森林>山地森林交错带>亚高山森林>干旱河谷。土壤动物对干旱河谷生态系统凋落叶胡敏碳含量没有显著影响,对其他生态系统凋落叶胡敏酸碳含量均有显著影响。在研究期间,土壤动物对岷江柏(MFE)凋落叶胡敏酸碳含量具有抑制作用,对其他凋落叶胡敏酸碳含量都具有促进作用。土壤动物对亚高山森林、干旱河谷和中亚热带常绿阔叶林生态系统凋落叶富里酸碳含量有显著影响,对其他生态系统没有显著影响。在研究期间,土壤动物显著促进了黄花亚菊、岷江柏(MFE)、抗子梢、岷江柏(DV)和麻栎凋落叶的富里酸碳含量,抑制了黑褐苔草、康定柳、方枝柏、红桦、岷江冷杉、橿子栎、柳杉和马尾松凋落叶富里酸碳含量。土壤动物对各个生态系统中凋落叶腐殖质碳累积量均有显著影响。在研究期间,土壤动物促进了黄花亚菊、黑褐苔草、抗子梢、岷江柏(DV)、麻栎凋落叶的腐殖质碳累积量;抑制了康定柳、方枝柏、红桦、岷江冷杉、橿子栎、岷江柏(MFE)、柳杉、油樟和马尾松凋落叶的腐殖质碳累积量。土壤动物对各个生态系统中凋落叶腐殖质碳净累积量均没有显著影响;凋落叶腐殖质碳净累积量主要表现为富集-降解-富集-降解-富集的趋势。在整个研究期间各个物种均表现出较高的腐殖化度。经过一年的培养期,各个物种凋落叶腐殖化度数据显示为:抗子梢(19.99-10.14%)>柳杉(9.82-7.56%)>马尾松(7.48-3.61%)>黄花亚菊(7.02-3.3%)>麻栎(6.63-0.42%)>岷江冷杉(6.59-2.5%)>岷江柏(MFE,5.69-1.68%)>岷江柏(DV,5.47-5.11%)>红桦(5.21-4.26%)>油樟(2.9-1.78%)>橿子栎(2.83-2.45%)>方枝柏(2.72-2.49%)>康定柳(2.26-1.16%)。土壤动物对高山森林和干旱河谷凋落叶的腐殖化度和腐殖化率均有显著影响。在研究期间,土壤动物促进了黄花亚菊、岷江冷杉、岷江柏(MFE)、抗子梢、麻栎和马尾松凋落叶的腐殖化度;抑制了康定柳、方枝柏、红桦、橿子栎、岷江柏(DV)、柳杉和油樟凋落叶腐殖化度。在研究期间,土壤动物促进了黄花亚菊、岷江冷杉、岷江柏(MFE)、麻栎和马尾松凋落叶腐殖化率;抑制了康定柳、方枝柏、红桦、橿子栎、抗子梢、岷江柏(DV)、柳杉和油樟凋落叶的腐殖化率。各个生态系统中凋落叶腐殖化度和腐殖化率基本上在第一年10月份达到最大值。腐殖化度和腐殖化率主要表现为:第一年和第三年的非生长季节、生长季节末期以及第二年生长季节均表现较高的腐殖化度和腐殖化率;第一年生长季节初期、第二年非生长季节和生长季节末期在土壤动物作用下均有不同程度的降解。综上,在岷江流域典型生态系统中,土壤动物对凋落叶的腐殖化过程、腐殖质碳含量、富里酸碳含量、腐殖质碳累积量、腐殖质碳净累积量、腐殖化度和腐殖化率均有不同程度的显著作用。凋落叶的腐殖化过程与海拔高度的变化并无显著的相关关系,还主要受到凋落叶基质质量、气候条件、植被类型、生态系统内部微环境的影响。土壤动物在不同关键时期对凋落物碳净累积量、腐殖化度和腐殖化率有显著差异性。凋落叶腐殖质碳净累积量主要表现为富集-降解-富集-降解-富集的趋势。在同一生态系统中,土壤动物对不同物种凋落物的腐殖质碳含量、富里酸碳含量、腐殖化度和腐殖质碳净累积量均有显著差异。这些结果对于更加清晰地了解岷江流域典型生态系统凋落物腐殖化以及土壤有机质积累等关键生态学过程提供了一定的理论依据。
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