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凋落物分解是植物与土壤反馈循环过程中的重要途径,与土壤肥力的形成、森林生产力的维持以及群落演替等方面密切相关。土壤动物和微生物是凋落物的分解过程中主要的贡献者。亚热带森林在保持土壤养分、大气环境和生物多样性等方面扮演着重要角色。然而,缺乏对亚热带森林凋落物分解相关的研究,尤其是能关联土壤动物与微生物类群上的研究。本研究选取亚热带地区4种典型森林生态系统(针叶林、混交林、常绿阔叶林、竹林)内叶片凋落物,采用凋落物袋法(0.01 mm、1 mm、3mm三种孔径)于2018年1月至2019年1月进行为期12个月的凋落物控制分解试验,期间每隔3个月采集一次样品。结合土壤动物和微生物群落特征,综合探讨了土壤动物和微生物在亚热带森林生态系统凋落物分解的作用。主要结论如下:(1)凋落物分解及元素释放特征:4种森林生态系统初始凋落物的C/N和木质素/N依次为针叶林>混交林>常绿阔叶林>竹林。研究期间,凋落物质量平均分解速率在凋落物类型、孔径、分解时间之间存在显著差异,前期(0 d-180 d)混交林和常绿阔叶林分解较快,后期(180 d-360 d)竹林分解速率较快。在分解360 d(2月)时,凋落物平均平均分解速率为竹林>常绿阔叶林>混交林>针叶林,0.01 mm孔径内4种凋落物分别分解了44.09%、41.53%、33.40%、30.86%,1 mm孔径内4种凋落物分别分解了48.94%、45.86%、35.44%、33.24%,3 mm孔径内4种凋落物分别分解了47.77%、46.10%、42.17%、33.31%。此外,根据Olson模型预测质量损失95%时,耗时分别为竹林(4.76年)<常绿阔叶林(4.83年)<混交林(6.11年)<针叶林(6.24年)。凋落物C(碳)元素、纤维素和木质素含量随分解时间呈明显减少的趋势,氮(N)、磷(P)、钙(Ca)、镁(Mg)、锌(Zn)元素,分解前期存在富集现象随后呈下降的趋势,钾(K)、铁(Fe)、铝(Al)呈富集趋势。凋落物质量损失与C、N、P、Fe、Al释放量呈显著正相关,与纤维素、木质素、C/N比(除混交林外)呈显著负相关。(2)土壤动物群落特征:研究期间,4种森林生态系统代表性群落凋落物网袋中主要土壤动物群落为前气门亚目、弹尾目,其次为盲蛛目、甲螨亚目、毛马陆目、等足目、鞘翅目成虫等7类。1 mm和3 mm网袋中土壤动物数量存在明显差异,针叶林中的土壤动物多样性变化趋势与其它群落具有较大差异。总体上,针叶林中土壤动物群落多样性较低,主要的大型植食者甲螨和中气门亚目极少出现在针叶林凋落物中,而更喜欢竹林和常绿阔叶林凋落物,加速了竹林和常绿阔叶林凋落物的分解。PCA分析表明,不同凋落物中土壤动物群落特征存在差异,竹林与其它3种凋落物内土壤动物群落有较大差异,在前期土壤动物群落受网袋影响较大,中期土壤动物群落受凋落物和网袋影响一致,后期土壤主要受凋落物的影响。(3)微生物群落特征:研究期间,4种森林生态系统凋落物中优势细菌群落为肠杆菌属、伯克氏菌属、鞘脂单胞菌属、假单胞菌属和根瘤菌属,不同孔径凋落物中主要细菌群落相对丰度差异显著(P<0.05)。细菌多样性随分解时间呈逐渐上升趋势,不同孔径凋落物中细菌的多样性差异显著(P>0.05),但丰富度和均匀度差异不显著(P<0.05)。真菌群落主要为子囊菌门、担子菌门。属水平上,3种孔径中真菌群落随取样时间及凋落物类型差异较大。凋落物分解360 d(2个月)真菌群落多样性最高,总体上呈先升后降在升的趋势,且真菌群落比细菌群落随分解时间和凋落物种类变化更敏感。自然环境下凋落物中细菌和真菌主要丰富于半分解和腐殖质状态的凋落物中,不同凋落物分解时期的细菌群落具有较大差异,毛竹入侵增加了腐殖质状态凋落物中总的细菌和真菌群落多样性,但是降低了其它分解时期凋落物和土壤微生物多样性。此外,毛竹入侵后,细菌群落的多样性和组成变化小于真菌,表明真菌比细菌更易受毛竹入侵的影响。(4)土壤动物对凋落物分解的影响:除Cu外,不同孔径凋落物袋(即不同类型动物群落)对C、N、P、纤维素、木质素、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Al元素释放均具有显著影响(P<0.05)。土壤动物对竹林凋落物分解的影响趋势与另外3种林型差异较大,分解360 d内中小型和大型土壤动物分解贡献大小依次为混交林>常绿阔叶林>针叶林>竹林,所有类型土壤动物分解大小贡献依次为混交林>常绿阔叶林>竹林>针叶林,所有土壤动物对4种凋落物C、N、Ca、Mg、Mn、纤维素、木质素的释放均表现为促进作用。(5)微生物与土壤动物对凋落物分解的协同作用:凋落物种类比土壤动物对微生物群落影响大,混交林和常绿阔叶林微生物群落较为接近。土壤动物对细菌群落影响大于真菌群落,但受凋落物种类和取样时间的影响较大。研究期间,细菌群落在前期主要受C/N比的影响,中期主要受C、木质素和纤维素的影响,后期主要受木质素/N比、Mn的影响;真菌群落在前期主要受Zn、C/N比、木质素、N,中期主要受N、纤维素、C/N比、Ca、Mn的影响,后期主要受Mn、C/N比的影响。总之,通过凋落物分解试验表明,凋落物类型是影响土壤动物和微生物群落的主要因素。凋落物的分解通过影响凋落物和土壤养分残留,改变土壤动物和微生物群落丰度和多样性,进而影响了凋落物的分解速率。