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凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0mg C·g^(-1)干土至12.7mg C·g^(-1)干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO2释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。 相似文献
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草原凋落物的分解及营养元素的释放和累积 总被引：1，自引：0，他引：1
草原凋落物的分解是草原生态系统物质循环的主要环节, 其中植物营养元素的释放和累积对退化草场恢复的进程和质量有着重要意义。本文从凋落物自身的性质、外部环境因素(生物及非生物因子)、混合效应等对凋落物分解速率的影响以及凋落物分解时植物营养元素的释放和累积两个方面论述了国内外对草原凋落物的分解及营养元素的生物地球化学行为的研究现状。一般情况下, 草原凋落物分解速率与凋落物自身的N、P、K等元素含量正相关, 与C/N、C/P、木质素、纤维素等的比值或含量值负相关, 而与周围环境中营养元素的组成及含量的关系不大。混合凋落物中不同种类凋落物的N、P含量及物种丰富度影响着非加性效应作用的效果。在凋落物分解过程中, 总体趋势表现为分解初级阶段对N的积累, 对P 和K的释放, 而对Na、Ca、Mg等营养元素来说, 随物种和根茎叶等部位的不同规律也不一样。凋落物中各元素的含量、凋落物分解阶段、物种类型、非加性效应、土壤环境等都是影响其营养元素释放和累积的因素。据此, 本文展望了草原凋落物未来可能的研究方向, 指出多因子的交互作用对草原凋落物分解的影响、凋落物混合分解机制探究、某些大量及微量营养元素的释放和累积可能是未来需要研究的重点。 相似文献
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土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程，植物残体和凋落物分解释放CO2直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化，添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后，CO2-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍；CO2-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关，25℃时，CO2-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍，而含水量10%时，CO2-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明，凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转，植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存，凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。 相似文献
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采用可以有效控制环境因子的室内土壤培养试验，初步研究了科尔沁沙地30种植物叶凋落物的CO2释放量及释放速率。结果表明：①在28 d培养期内，不同植物叶凋落物释放的CO2量差异很大，其中，多年生植物叶凋落物CO2释放量平均值大于一年生植物，但二者之间的差异不显著；禾本科植物叶凋落物CO2释放量平均值明显小于其他植物，二者之间呈显著差异。②在28 d培养期内，不同植物叶凋落物每四天CO2释放速率差异很大。一年生与多年生植物叶凋落物28 d内每四天释放CO2的速率无显著差异；禾本科与其他植物叶凋落物每四天释放CO2的速率在培养的前16 d差异呈显著，而后差异消失。③植物叶凋落物的全碳含量，氮含量，C／N，灰分/N及灰分含量不同造成CO2释放量及释放速率的差异。叶凋落物28 d释放CO2的量与叶凋落物初始碳含量及灰分含量均无相关关系，与叶凋落物初始氮含量呈显著正相关，与叶凋落物C／N及灰分／N呈显著负相关。叶凋落物培养期内每四天释放CO2的速率与叶凋落物初始碳含量无相关关系；叶凋落物0\_20天释放CO2的速率与叶凋落物初始氮含量呈显著正相关，与叶凋落物C／N呈显著负相关；叶凋落物9\_28天CO2释放速率与灰分／N呈显著负相关；培养后期（17\_28天）的CO2释放速率与灰分含量呈显著负相关。 相似文献
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古尔班通古特沙漠5种植物凋落物分解特征 总被引：1，自引：1，他引：1
为明确养分受限环境中凋落物的分解特征及调控因素,以古尔班通古特沙漠5种不同生活型植物粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、芦苇(Phragmites communis)、花花柴(Karelinia caspia)和小果白刺(Nitraria sibirica)为对象,利用分解网袋法,研究了典型植物各器官(叶、茎、根)凋落物的分解过程。结果表明:(1)不同生活型植物各器官凋落物的质量损失过程可以用负指数衰减模型较好地拟合(R2>0.70),经过629 d的分解,物种间及同一植物各器官间凋落物的分解速率存在显著差异,粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的分解快于芦苇、花花柴和小果白刺,5种植物叶、根凋落物的分解快于茎,而叶和根分解的快慢具有明显的种间差异;(2)凋落物分解过程中N、P养分动态因物种、器官类型而异,5种植物茎凋落物呈现不同程度的养分固持,而粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的叶、根表现为N、P养分的净释放;(3)初始化学组成对根、茎凋落物分解的影响比叶重要,其中,初始养分含量和难降解成分是限制根分解的主要因子。凋落物初始化学组成是预测温带荒漠凋落物分解的重要因素,而其重要性受植物生活型和器官类型的影响,因此,未来气候变化下,植物物种或植物生物量分配的变化所引起的凋落物质量改变,可能会对荒漠生态系统碳和养分循环产生较大影响。 相似文献
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环境和微生物群落的变化会影响凋落物的分解过程。生物土壤结皮是干旱荒漠区地表普遍存在的生物覆盖，对土壤物理化学性质有显著影响，但对于是否影响荒漠植物凋落物分解缺乏深入了解。选择8种在古尔班通古特沙漠广泛分布的荒漠植物（白梭梭Haloxylon persicum、梭梭Haloxylon ammondendron、黑沙蒿Artemisia ordosica、粉苞菊Chondrilla piptocoma、羽毛针禾Aristida pennata、刺沙蓬Salsola ruthenica、紫翅猪毛菜Salsola affinis、钩刺雾冰藜Bassia hyssopifolia），分析生物土壤结皮覆盖对这8种凋落物质量损失率和分解速率的影响。结果表明：生物土壤结皮和植物种对凋落物质量损失率有极显著影响（P<0.01），生物土壤结皮的存在增大了荒漠植物凋落物质量损失率，不同物种的分解率差异显著。8种植物凋落物的质量损失率在结皮覆盖条件下为13.67%~64.56%，去除结皮处理下为13.58%~54.13%。其中，结皮覆盖条件下白梭梭、梭梭、紫翅猪毛菜的质量损失率（46.12%、41.26%、64.56%）显著高于去除结皮处理（35.85%、36.97%、54.13%，P<0.05）。生物土壤结皮的存在缩短了凋落物的半分解和95%分解时间，缩短长度随物种差异而不同，受凋落物的初始全碳和全氮含量调节。荒漠地表生物土壤结皮对植物凋落物分解具有促进作用，且这种作用具有显著的种间差异，地表生物土壤结皮的存在对初始全碳含量较低而全氮含量较高的凋落物促进作用更明显。 相似文献
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兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）是甘肃省兰州市特产,国家地理标志产品,适生区窄、生长周期长,为了获得较好的经济收益,一般长期连作,凋落物在地表分解。利用凋落物分解袋法对兰州百合器官（叶、茎秆、鳞茎、茎生根、根）的分解速率及对土壤微环境的影响进行了观测研究。结果表明,兰州百合不同器官凋落物分解速率差异显著,分解速率鳞茎>叶>茎>根>茎生根;分解速率的差异由初始化学组成的差异导致,其中氮、碳/氮、木质素/氮对兰州百合凋落物分解速率的影响达到显著水平,磷和镁对分解速率的影响达到极显著水平;兰州百合的根和茎秆分解后会显著改变土壤中有机质、总碳、总磷的含量,促进了百合农田生态系统的物质循环。 相似文献
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为探讨凋落物输入对湿地土壤有机碳矿化的影响,以衡水湖地区典型芦苇沼泽湿地土壤为研究对象,采用室内培养实验(20℃,28 d),研究了在芦苇凋落物6种输入水平(0.00、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25mg/g)以及淹水和非淹水条件下的土壤有机碳矿化速率。结果表明:衡水湖湿地土壤有机碳矿化速率在芦苇凋落物不同输入水平间存在显著差异(P0.05)。培养28 d后,累积土壤有机碳矿化量与凋落物输入量存在显著正相关关系(r~2=0.89),在1.25mg/g凋落物输入水平下累积土壤有机碳矿化量比无凋落物输入处理增高35.1%。凋落物添加与淹水处理对土壤有机碳矿化的交互作用不显著,在淹水与非淹水条件下芦苇凋落物添加促进了湿地土壤有机碳矿化过程。 相似文献
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川西亚高山生态系统三种典型植物凋落物分解动态特征 总被引：1，自引：0，他引：1
《山地学报》2017,(5)
植物凋落物是高山生态系统重要的养分存储库,凋落物的分解在高山生态系统生物地球化学循环中具有重要作用。本研究采用凋落物分解袋法,分析了贡嘎山亚高山暗针叶林和高山灌丛中赤茎藓(Pleurozium schreberi)、峨眉冷杉(Abies fabri)和杜鹃(Rhododendron williamsianum)三种植物凋落物的分解速率和养分释放动态及差异。结果表明:1)经三年分解后,无论是暗针叶林还是高山灌丛,杜鹃凋落物分解率均最高;峨眉冷杉凋落物分解率在暗针叶林略高于赤茎藓凋落物,但在高山灌丛和赤茎藓无显著差异;2)三种植物凋落物的分解动态均能用Olson经典指数模型拟合;3)分解三年后,三种凋落物碳(C)含量下降了5.66%~14.58%;氮(N)含量增加了6.46%~42.10%;峨眉冷杉和杜鹃凋落物磷(P)含量增高,赤茎藓凋落物中P含量降低。 相似文献
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沙漠公路防护林凋落物量、组成及动态 总被引：2，自引：2，他引：0
凋落物由植物产生并最终归还给土壤,为分解者提供物质和能量的来源。以塔克拉玛干沙漠公路沿线防护林为对象,2014年对各林龄防护林内的凋落物量、凋落物组成及动态变化进行研究。结果表明：沙漠公路8、10、13、16、19 a防护林年总凋落量分别为8 301.96、9 089.71、10 540.64、6 184.70、7 929.95 kg·hm-2。各林龄防护林凋落物组成均以乔木状沙拐枣（Calligonum arborescens）同化枝、梭梭（Haloxylon ammodendron）同化枝和多枝柽柳（Tamarix ramosissima）枝凋落物占的比例最大,3种凋落物总量占年总凋落量的比例分别为89.05%、79.16%、75.28%、78.75%、81.14%。各凋落物组分在不同林龄间差异显著（P<0.05）。不同林龄防护林皆表现出春、秋季凋落量高,夏、冬季凋落量低的季节动态。各林龄防护林凋落物总量及主要凋落物的凋落量月动态变化曲线均呈现三峰型,在3—5月、7月和9—11月出现峰值,叶、果和其他的凋落量呈不规则变化,花只在4—8月凋落。 相似文献
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塔里木盆地盐生和干旱生境柽柳(Tamarix)凋落物分解特征 总被引：2，自引：0，他引：2
以塔里木盆地柽柳（Tamarix）凋落物为研究对象，应用凋落袋法，揭示其在盐生（H1）和干旱（H2）生境中分解差异性及主要制约因子。结果表明：（1）经720 d分解，H1、H2生境中柽柳凋落物残留率分别为83.50%、53.73%，两种生境下凋落物残留率差异极显著（P < 0.01）。（2）在H1、H2生境中，柽柳凋落物分解系数分别为0.082、0.320，分解50%所需时间分别为9.40、2.17 a，分解95%所需时间分别为40.62、9.36 a。（3） C元素在H1中富集-释放交替进行，在H2中为单一的富集-释放；N元素在H1中表现出累积-释放交替模式，在H2中表现出相反的变化趋势；P元素在0~360 d分解时间段均呈逐渐释放过程，而在第360~720 d，H1呈逐渐累积过程，H2呈累积-释放模式。木质素呈现逐渐释放模式，纤维素释放模式富集-释放交替进行。经720 d分解，C、N、P、木质素、纤维素残留率在两种生境中均存在极显著差异（P < 0.01）。（4）微生境变化对凋落物分解制约因素并不相同，盐生生境下土壤Na+含量是制约凋落物分解的主要因子，而干旱生境下残留量、土壤Mg2+、凋落物全磷含量起主导作用。 相似文献
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科尔沁沙地优势固沙灌木叶片凋落物分解的主场效应 总被引：1，自引：1，他引：1
在气候变化和人类活动的影响下，科尔沁沙质草地中灌木植物种增加，导致沙质草地逐渐向灌木地转变。选取该地区优势固沙灌木差不嘎蒿（Artemisia halodendron）和小叶锦鸡儿叶（Caragana microphylla）凋落物及其混合凋落物开展交互移置培养试验，分析了培养过程中CO2释放和干物质损失量以及混合凋落物CO2释放量实测值与预测值的差异，辨析主场效应产生的原因及其驱动机制，以期为将主场效应纳入到凋落物分解模型提供理论基础。结果表明：与高质量的小叶锦鸡儿叶凋落物相比，质量较低的差不嘎蒿叶凋落物分解具有更强的主场效应；其次，引起叶凋落物分解的主场效应归因于土壤微生物的特化作用，而不是土壤动物的搬运或贮藏行为。此外，混合凋落物主场效应与其分解生境中长期输入的凋落物的质量相似性紧密相关，质量相似性越大，主场效应越强，这也是本研究中混合凋落物分解在差不嘎蒿灌丛土壤下具有较强主场效应的原因。 相似文献
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The priming effect is well acknowledged in soil systems but the effect of nitrogen (N) fertilization remains elusive. To explore how N modifies the priming effect in soil organic matter (SOM), one in situ experiment with 13C labeled glucose addition (0.4 mg C g-1 soil, 3.4 atom % 13C) was conducted on soil plots fertilized with three gradients of urea (0, 4 and 16 g N m-2 yr-1). After glucose addition, the soil CO2 concentration and phospholipid fatty acid (PLFA) were measured on day 3, 7, 21 and 35. The study found that N fertilization decreased soil CO2, PLFA and the fungi to bacteria ratio. Glucose triggered the strongest positive priming in soil at 0 g N m-2 yr-2, meanwhile N fertilization decreased SOM-derived CO2. Soil at 4 g N m-2 yr-2 released the largest amount of glucose-derived carbon (C), likely due to favorable nutrient stoichiometry between C and N. Stable microbial community biomass and composition during early sampling suggests “apparent priming” in this grassland. This study concludes that N fertilization inhibited soil priming in semi-arid grassland, and shifted microbial utilization of C substrate from SOM to added labile C. Diverse microbial functions might be playing a crucial role in soil priming and requires attention in future N fertilization studies. 相似文献
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互花米草入侵过程中较强的促淤作用可导致湿地沉积环境和养分状况发生明显变化。2017年4月,选择闽江河口鳝鱼滩西北部受互花米草入侵影响的短叶茳芏湿地为研究对象,基于野外原位沉积及养分改变模拟试验,设置无沉积强度（S0,0 cm·a-1）、当前沉积强度（S5,5 cm·a-1,氮养分水平为沉积物自然氮背景值）以及当前沉积强度+氮养分倍增（S5N,5 cm·a-1,氮养分水平为沉积物氮背景值的两倍）三种处理,探讨沉积强度及氮养分改变对短叶茳芏残体短期分解（30 d）与养分释放的影响。结果表明,不同处理下残体的分解速率表现为S0（0.017207 d-1）> S5N（0.012166 d-1）>S5（0.011478 d-1）。与S0相比,S5和S5N的分解速率分别降低了33.29%和29.30%,说明沉积作用抑制了残体分解,但氮养分倍增又使得抑制程度得到一定缓解。沉积增强导致残体的TC含量增加,而TN、TP和TS含量降低;相同沉积强度下,氮养分倍增对TN、TS含量变化的影响最为明显。不同处理下残体的C、N、P和S在分解初期均表现为不同程度地净释放,沉积作用降低了残体的C释放,但增加了N、P养分释放;相同沉积强度下,氮养分倍增对残体C释放的影响不大,但降低了N、P养分释放。尽管残体质量损失均是影响不同处理下残体分解初期养分变化的共性因素,但沉积及氮养分变化对残体基质质量的改变是导致残体中养分含量及释放强度存在差异的重要原因。研究发现,互花米草促淤导致的沉积增强使得短叶茳芏残体在分解初期释放的较多N、P养分在很大程度上可能被互花米草所利用,进而在一定程度上可增强其入侵能力;但在氮养分增加条件下,互花米草可能优先利用分解环境中的氮养分来增强其入侵优势。 相似文献
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物种和低剂量氮添加对呼伦贝尔草甸草原三种主要优势种凋落物分解的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
人类活动导致的大气氮沉降也许已经改变了凋落物分解速率和物种组成,从而影响生态系统氮循环和碳储量。本文在呼伦贝尔草甸草原,采用凋落物袋的方法,结合低剂量氮添加处理实验（对照：无氮添加;低氮处理：1gNm^-2y^-1;高氮处理：2gNm^-2Y^-1）,研究了在28个月的分解实验期间,氮沉降对三种优势种地上部凋落物分解剩余重量变化的影响。结果表明：在我们的研究中,无论高氮还是低氮添加均对单物种凋落物分解没有影响,但是低氮添加轻微地抑制了混合凋落物分解。凋落物分解明显地受到物种类型的影响。我们的结果说明,初始凋落物质量可能是凋落物分解的主要决定因素,自然生态系统中低剂量的氮沉降并不会影响单物种凋落物的分解。 相似文献
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科尔沁沙地中南部34种植物叶功能性状及其相互关系 总被引：3，自引：2，他引：1
以科尔沁沙地中南部34种主要植物为研究对象,分别测定叶片鲜重(FW)、干重(DW)、干物质含量(LDMC)、面积(LA)和比叶面积(SLA),比较不同生活型(一二年生草本、多年生草本、灌木)和功能型(C3、C4植物)的叶片性状的差异性,探讨沙地植物叶片性状相互之间的内在联系及其对环境的适应性。结果表明:一二年生草本的LDMC(0.23 g·g-1)显著小于多年生草本(0.31 g·g-1)和灌木(0.32 g·g-1);而一二年生草本的SLA(22.14 m2·kg-1)显著大于多年生草本(17.18 m2·kg-1)和灌木(13.41 m2·kg-1)。一二年生和多年生C4植物的LDMC显著大于C3植物;多年生C4植物SLA显著大于C3植物;C3植物的LDMC表现为一二年生草本<多年生<灌木。沙地植物的叶鲜重、叶干重和叶面积三者间极显著正相关,植物叶干重与SLA显著负相关;C4植物和多年生植物叶干重与SLA显著负相关。沙地不同生活型、功能型植物叶片的功能性状差异明显,沙地灌木和多年生植物能够较强的适应干旱环境,一二年生草本则具有较强的保持体内营养和获取土壤资源的能力。 相似文献