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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9.0 mg C·g-1干土至12.7 mg 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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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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福建万木林12种优势植物叶热值与养分特征 总被引：1，自引：0，他引：1
本研究分析了福建万木林自然保护区中亚热带常绿阔叶林12种优势植物叶热值、灰分含量和C、N含量及其之间的相关性.结果表明:1)12种优势植物叶平均干重热值为乔木(20.95 kJ.g-1)灌木(20.50 kJ.g-1)草本(17.49 kJ.g-1),去灰分热值为灌木(21.78 kJ.g-1)乔木(21.73 kJ.g-1)草本(18.62 kJ.g-1),灰分含量为草本(5.94%)灌木(5.82%)乔木(3.57%);2)12种优势植物叶平均C含量为48.63%,N含量为1.92%.相关分析表明,12种优势植物叶干重热值和去灰分热值与C含量呈极显著正相关(P0.01),与N含量及C/N相关不显著;3)2个不同样地植物叶热值和C/N存在差异,其中样地I(米槠群落)为演替的顶级群落,植物叶去灰分热值与C/N呈极显著负相关(P0.01),样地II(浙江桂群落)处于演替中期阶段,与C/N无显著相关性,但同种植物对光能的捕获特性在不同样地中并未发生显著变化. 相似文献
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中国森林凋落物分解速率影响因素分析 总被引：3，自引：0，他引：3
本研究通过收集国内已发表的文献中具有凋落物分解常数的数据,采用SPSS13.0软件综合分析中国森林凋落物分解速率的影响因素.结果发现:凋落物类型对凋落物分解速率有显著影响(P0.05),凋落叶氮含量与分解速率呈极显著正相关(P0.01).在同一样地的研究中,混合分解的凋落叶分解常数极显著高于单独分解的(P0.01).叶习性对凋落叶分解速率没有显著影响(P0.05),但在中国的温带地区则有显著影响(P0.05).在全国尺度上树种组成对凋落物分解速率没有显著影响(P0.05).凋落叶分解速率与经度、年均温和降水量成极显著正相关(P0.01),与纬度和海拔成极显著负相关(P0.01).凋落叶分解速率的Q10值为1.768.网袋孔径与土壤类型对凋落叶分解速率亦均有极显著影响(P0.01). 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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《亚热带资源与环境学报》2020,(1)
土壤CO_2释放是土壤碳转化的关键过程。氮(N)添加及植物枯落物的分解对湿地土壤CO_2释放速率有显著影响,在全球大气CO_2浓度和气候变化中具有重要作用。本研究选取闽江河口湿地土壤为研究对象,通过24 d的短期培养实验,研究不同氮浓度和不同枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放速率的影响。结果表明:(1)短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和互花米草(Spartina alterniflora)两种植物枯落物添加处理显著促进了湿地土壤CO_2释放速率(P0.05),也显著增加了闽江河口湿地土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和pH(P0.05)。两种枯落物添加处理下,培养初期(0～9 d)枯落物可溶性有机碳快速释放和pH升高可能是导致土壤CO_2释放峰值时间提前的主要因素。(2)枯落物添加后不同浓度氮输入对湿地土壤CO_2释放速率均具有显著影响(P0.001),但两种枯落物对土壤CO_2释放速率的影响并无显著差异(P0.05)。土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)的变化是影响不同枯落物在氮添加后培养前、后期土壤CO_2释放差异的重要原因。 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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《亚热带资源与环境学报》2016,(4)
在全球气候变化的大背景下,森林碳输入数量和质量的潜在变化将影响森林土壤CO_2排放。目前室内研究有关外源有机物输入对森林土壤CO_2排放的影响多集中于凋落物和死细根的添加,对为土壤微生物生长和代谢过程提供重要养分和能量来源的可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)则较少人涉及。本研究比较单次添加不同浸提比例(样品:去离子水=1∶10和1∶5)(即不同浓度)的叶片DOM到土壤中,采用恒温培养(25℃),测定不同培养时期土壤CO_2排放速率及土壤微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量和土壤呼吸熵(q CO_2)差异。研究结果表明:米槠凋落叶DOM比杉木凋落叶DOM含有更多大分子量的、腐殖化程度较高的难分解化合物;添加浸提比例为1∶5的2种树种凋落叶DOM到土壤中,土壤MBC含量表现为随培养时间延长而降低,且添加杉木凋落叶DOM的土壤MBC含量高于添加米槠凋落叶DOM土壤的MBC含量;土壤q CO_2值表现为添加米槠凋落叶DOM杉木凋落叶DOM,在培养第10天、第31天和第80天,添加1∶5浸提米槠凋落叶DOM的土壤q CO_2值分别为添加相同浸提比例杉木凋落叶DOM的1.71,1.29和1.14倍。添加1∶10浸提米槠凋落叶DOM后土壤q CO_2值在培养前30天呈下降趋势,从培养31天开始呈现上升趋势。添加不同树种凋落叶DOM后,土壤CO_2排放速率均呈现前期快速增加而后逐渐下降,最终趋于平缓的趋势。培养第1天时,添加浸提比例为1∶5的米槠凋落叶DOM和杉木凋落叶DOM后土壤CO_2排放速率分别比对照(去离子水)处理高71.9%和30.7%,添加浸提比例为1∶10的米槠凋落叶DOM和杉木凋落叶DOM土壤CO_2排放速率则是对照的1.47倍和1.34倍。不同性质、不同浓度DOM显著影响土壤CO_2排放速率和土壤微生物学性质,这些发现对深入理解森林土壤碳吸存机理具有重要的科学价值,对于完善森林碳循环模型和预测未来气候变化对森林碳吸存的影响等有重要的作用。 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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Impact of litter quality and soil nutrient availability on leaf decomposition rate in a semi-arid grassland of Northeast China 总被引：4，自引：0，他引：4
Lu-Jun Li De-Hui Zeng Zhan-Yuan YuZhi-Ping Fan Dan YangYun-Xia Liu 《Journal of Arid Environments》2011,75(9):787-792
It was hypothesized that litter with higher N concentration would decompose faster than that with lower N concentration and that increased soil nutrient availability would stimulate litter decomposition. To examine the interspecific differences in decomposition rate of leaf litter in relation with differences in litter chemistry and soil nutrient availability, senescent leaves of four species Pennisetum flaccidum, Artemisia scoparia, Chenopodium acuminatum and Cannabis sativa, and soil samples with different fertilization treatments (no fertilization, N, P, and N + P fertilizations, respectively) were collected from a sandy grassland in Northeast China and incubated under laboratory conditions. The decomposition rate of leaf litter was determined by measuring the CO2 emission during decomposition of litter. We found remarkable interspecific differences in leaf decomposition rates. Moreover, rates of litter decomposition at different incubation stages were correlated with different litter quality indices. The rate of litter decomposition was positively correlated with initial litter N concentration in the initial stage of the incubation, whereas it was negatively correlated with litter N and P concentrations in the late stage. Responses of litter decomposition to soil nutrient availability differed among species. Our results suggest that both indirect changes in litter quality through shifts of species composition/dominance and direct changes in soil nutrient availability under nutrient addition conditions could affect litter decomposition and consequently C and nutrient cycling of grassland ecosystems. 相似文献
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Patterns and processes involved in litter breakdown on desert river floodplains are not well understood. We used leafpacks containing Fremont cottonwood (Populus deltoides subsp. wislizenii) leaf litter to investigate the roles of weather and microclimate, flooding (immersion), and macroinvertebrates on litter organic matter (OM) and nitrogen (N) loss on a floodplain in a cool-temperate semi-arid environment (Yampa River, northwestern Colorado, USA). Total mass of N in fresh autumn litter fell by 20% over winter and spring, but in most cases there was no further N loss prior to termination of the study after 653 days exposure, including up to 20 days immersion during the spring flood pulse. Final OM mass was 10–40% of initial values. The pattern of OM and N losses suggested most N would be released outside the flood season, when retention within the floodplain would be likely. The exclusion of macroinvertebrates modestly reduced the rate of OM loss (by about 10%) but had no effect on N dynamics over nine months. Immersion in floodwater accelerated OM loss, but modest variation in litter quality did not affect the breakdown rate. These results are consistent with the concept that decomposition on desert floodplains progresses much as does litter processing in desert uplands, but with periodic bouts of processing typical of aquatic environments when litter is inundated by floodwaters. The strong dependence of litter breakdown rate on weather and floods means that climate change or river flow management can easily disrupt floodplain nutrient dynamics. 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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使用盐湖提锂镁渣和矿物掺合料,如粉煤灰、硅灰和矿渣等,与磷酸二氢钾反应,制作磷酸钾镁水泥(Magnesium Potassium Phosphate Cement,MKPC)。研究了MgO/KH2PO4摩尔配比(M/K)和矿物掺合料对MKPC凝结时间、抗压强度和水化放热速率的影响,并使用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和低真空扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)分析MKPC的水化产物。研究表明,M/K对MKPC抗压强度影响显著,最佳M/K为4~6。M/K为5时,MKPC在各龄期的抗压强度值均较高,28d抗压强度高达98MPa。掺加矿物掺合料会降低MKPC的抗压强度,当粉煤灰、硅灰和矿渣的掺量分别为水泥质量的20%,10%和20%时,28d抗压强度可以分别达到45.9MPa、33.3MPa和36.7MPa。凝结时间超过20min,能够满足快速修复的要求。在不考虑Mg3B2O6的影响下,掺加矿物掺合料会延缓MKPC凝结时间和降低放热速率。 相似文献
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We used biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) incubations, specific ultraviolet absorbance (SUVA254, indicator of aromatic carbon content) and laboratory experiments to determine the bioavailability and chemical composition of dissolved organic matter (DOM) leached from fresh leaves and litter aged on a seasonally dry floodplain for 2, 4, and 6 months. Our objective was to elucidate how litter age and solar radiation affect the bacterial utilization of DOM released from floodplain leaf litter when inundated. Leachate percent BDOC ranged from 22 to 47% for three different leaf species and significantly decreased (p < 0.05) with increasing litter age. However, total BDOC (mg C L−1) was unrelated to litter age. Bacterial utilization of DOM leachate collected from litter aged on the floodplain for four and six months significantly increased following 48 h of irradiation for all species but there was no difference for leachate from fresh and two month old litter. The photo-mediated increase in percent BDOC was concomitant with a decrease in aromatic carbon content, as SUVA254 values decreased on average 9 ± 6% for light exposure experiments. Our findings demonstrate that sunlight moderates the degradation of plant litter in the terrestrial environment through the photo-mediated shift in DOM composition and its bioavailability in streams. 相似文献
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塔里木河下游胡杨气体交换特性及其环境解释 总被引：18，自引：9，他引：9
结合塔里木河下游不同地下水埋深下胡杨的气体交换参数及其环境因子的实测结果,探讨地下水位及环境因子对胡杨光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)、水分利用效率(WUE)等气体交换参数的影响规律。研究表明:随着地下水位下降,胡杨净光合速率和蒸腾速率日变化最大值提前,地下水埋深越深,净光合速率“双峰”曲线趋势越明显,地下水位4.37 m以上时,蒸腾速率呈“双峰”曲线,当地下水位下降到5.91 m时,蒸腾速率呈“单峰”曲线;低地下水埋深下,光合作用受抑制的主要原因是气孔限制;随着地下水位下降,光合抑制的主要原因则是非气孔限制;适度水分胁迫有利于提高胡杨水分利用效率\.同时,结果显示: 4 m为胡杨的合理生态水位,地下水位为4~5 m时,胡杨受到轻度水分胁迫,低于6 m,胡杨受水分胁迫加剧。 相似文献
17.
土地利用方式对白浆土氧化甲烷的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
白浆土在不同土地利用方式下CH4氧化潜力存在显著差异。天然草甸表层土氧化大气CH4的潜力最大,如果被开垦成人工林、旱田和水田,则氧化潜力分别降低64%、98%和117%。土壤透气性下降,甲烷氧化细菌数量减少以及活性降低,可能是土地利用方式改变后白浆土氧化CH4潜力下降的主要原因。白浆土氧化大气CH4潜力具有明显的垂直分异:草甸和林地土壤氧化大气CH4的潜力随着土壤深度的增加而减小;旱田土壤中耕作层下残存的有机质含量较高的层次仍保留了较强的氧化大气CH4潜力,氧化CH4速率是耕作层的13倍;即使是在大气中培养,水田土壤整个剖面仍排放CH4,最低层CH4排放率最小。供试白浆土氧化大气CH4速率与土壤有机碳、碱解氮和全氮含量显著正相关,与pH和土壤含水量(%WHC)负相关。在一定的温度和水分条件下,土壤有机碳含量是决定白浆土氧化大气CH4速率的一个最重要因素。 相似文献