范琳杰^1,2,4, 李成道^1,2,4, 李向义^,,1,3,*, Henry J. SUN⁵, 林丽莎^1,2,3, 刘波⁶¹中国科学院新疆生态与地理研究所, 新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室, 乌鲁木齐 830011
²中国科学院新疆生态与地理研究所, 荒漠与绿洲生态国家重点实验室, 乌鲁木齐 830011
³新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测实验站, 新疆策勒 848300
⁴中国科学院大学, 北京 100049
⁵沙漠研究所, 美国拉斯维加斯 89119
⁶临沂大学, 山东临沂 276000

Effects of sand burial on litter decomposition rate and salt content dynamics in an extremely arid region

Lin-Jie Fan^1,2,4, Cheng-Dao LI^1,2,4, Xiang-Yi LI^,,1,3,*, J. SUN Henry⁵, Li-Sha LIN^1,2,3, Bo LIU⁶¹Xinjiang Key Laboratory of Desert Plant Roots Ecology and Vegetation Restoration, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, ürümqi 830011, China
²State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, ürümqi 830011, China
³Cele National Station of Observation and Research for Desert-Grassland Ecosystems, Cele, Xinjiang 848300, China
⁴University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
⁵Desert Research Institute, Las Vegas 89119, USA
⁶Linyi University, Linyi, Shandong 276000, China

通讯作者: *李向义: ORCID: 0000-0001-7210-6339 (lixy@ms.xjb.ac.cn)

编委: 刘国方
责任编辑: 赵航
收稿日期:2020-08-10接受日期:2020-10-12网络出版日期:2021-02-20

基金资助:

国家自然科学基金(41877420) 中国科学院扶贫项目(KFJ-FP-201903)

Corresponding authors: *(lixy@ms.xjb.ac.cn)
Received:2020-08-10Accepted:2020-10-12Online:2021-02-20

Fund supported:

National Natural Science Foundation of China(41877420) Poverty Alleviation Program of the Chinese Academy of Sciences(KFJ-FP-201903)

摘要
极端干旱区由于降水稀少, 植被盖度低, 太阳辐射强烈, 以及土壤稳定性差, 导致其凋落物周转不同于非干旱区。为探究极端干旱区凋落物分解规律, 该研究利用凋落物分解袋法, 以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带优势物种花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)凋落叶为研究对象, 设置不同的沙土掩埋处理: 地表、2 cm和15 cm埋深, 以模拟自然条件下凋落物分解环境, 测定分解过程中凋落物质量和水溶性盐的变化特征。结果表明: 极端干旱区凋落物分解速率与凋落物初始碳(C)含量、氮(N)含量、C:N和木质素含量的关系与非干旱区存在较大差异, 在地表处理下, 木质素含量越高, 质量损失越快。不同分解环境下凋落物质量和水溶性盐损失具有显著差异, 与15 cm埋深相比, 地表和2 cm埋深处理显著增加了凋落物的质量损失和水溶性盐总量损失。地表处理增加了凋落物分解前期的水溶性盐溶解量。该研究表明, 极端干旱区凋落物分解的驱动机制具有独特性, 由于降水稀少, 土壤微生物的活性较低, 掩埋深度不是驱动凋落物分解的主要因素, 极端干旱区凋落物的分解主要受其他非生物过程如太阳光辐射的影响。
关键词： 凋落物分解;极端干旱区;掩埋深度;盐分

Abstract
Aims Due to the extremely low precipitation, low vegetation coverage, strong solar radiation, and poor soil stability, litter turnover in extremely arid areas differs from that in non-arid areas. This study aimed to determine the patterns of leaf litter decomposition of contrasting initial qualities in an extremely arid region.
Methods We used the litter bag method to investigate changes of the mass and water-soluble salt content in the leaf litter of three dominant species, Karelinia caspia, Alhagi sparsifoliaand Populus euphratica,in the desert- oasis transitional zone of the southern edge of the Taklimakan Desert, in responses to three levels of sand burial treatments, including placement of letter samples at the surface, and 2 cm and 15 cm soil depths, respectively, that represented different incubation environments under natural conditions.
Important findings The relationships of litter decomposition rate with the initial litter quality indicators, including carbon (C) content, nitrogen (N) content, C:N and lignin content, differed between the extremely arid sites and the non-arid sites. The litter placed on the surface had higher lignin content and faster mass loss than those subjected to other treatments. The losses of litter mass and changes in water-soluble salt content significantly varied with the level of burial treatments. Litter samples placed on the surface and at 2 cm depth had a significantly greater rate of losses in mass and water-soluble salt content than those at 15 cm depth. The surface litter had a greater amount of dissolved water-soluble salt in the early stage of decomposition. This study shows that the driving mechanism of litter decomposition in the extremely arid areas is unique. Under conditions of extremely low precipitation and the low activity of soil microorganisms, the buried depth is not the main factor driving the litter decomposition, whilst other abiotic processes such as solar radiation controlled the rate of decomposition.
Keywords：litter decomposition;extremely arid area;burial depth;salt


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引用本文
范琳杰, 李成道, 李向义, Henry J. SUN, 林丽莎, 刘波. 极端干旱区沙土掩埋对凋落物分解速率及盐分含量动态的影响. 植物生态学报, 2021, 45(2): 144-153. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0273
Fan Lin-Jie, LI Cheng-Dao, LI Xiang-Yi, Henry J. SUN, LIN Li-Sha, LIU Bo. Effects of sand burial on litter decomposition rate and salt content dynamics in an extremely arid region. Chinese Journal of Plant Ecology, 2021, 45(2): 144-153. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0273




凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017)。凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009)。据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992)。在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010)。因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要。

凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006)。在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000)。干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006)。在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009)。有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993)。因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究。

在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010)。然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015)。在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009)。但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样。极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境。有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少。由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的。

土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015)。花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布。盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020)。董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关。随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义。本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律。

1 材料和方法

1.1 实验地概况

本实验在中国科学院策勒荒漠草地生态系统国家野外研究站荒漠实验区进行。研究区位于塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围绿洲-荒漠过渡带(35.30°-39.50° N, 80.06°-82.18° E), 该地区属于典型的大陆性干旱气候, 干旱少雨, 5-7月的降水次数相对较多, 但是降水量很少, 年降水量35.1 mm, 5-7月降水总量达34.6 mm。土壤以风沙土为主, 保水能力差, 沙化严重, 有机质平均含量0.8%左右, 全氮平均含量0.6%左右, pH 7-8。年平均气温11.9 ℃, 极端最高气温41.9 ℃, 极端最低气温-23.9 ℃。热资源丰富: 平均年日照时间2 697.5 h, 年太阳总辐射能604.2 kJ·cm^-2。这里风沙活动频繁, 多年平均沙尘天气25.2 d, 年平均风速1.9 m·s^-1, >8级的大风3-9次(毛东雷等, 2015)。主要植被有骆驼刺、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、花花柴、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和胡杨等, 植被覆盖率低, 仅有15%-30%。气象数据(图1)由策勒国家野外观测站气象站获取。

图1

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图1极端干旱区研究样地气象数据。

Fig. 1Meteorological data of the study site in extremely arid region.

1.2 凋落物的收集和实验设计

实验以花花柴、骆驼刺和胡杨叶凋落物为分解对象, 于2017年9月中旬在骆驼刺、花花柴和胡杨冠层下设置凋落物收集筐, 花花柴和骆驼刺的收集筐为50 cm × 50 cm, 胡杨收集筐为100 cm × 100 cm, 2017年11月中旬结束凋落物收集, 分别去除凋落物中叶片以外的杂质后将所有样品混合均匀, 将样品置于75 ℃的烘箱48 h烘干处理。每种凋落物选取3组样品, 测定凋落物的初始C、N、木质素、纤维素和半纤维素含量。用长宽为20 cm × 20 cm, 网眼大小为1 mm的尼龙网袋作为分解袋, 每个分解袋装填20 g凋落物, 称质量并记录。将凋落物网袋放置在: (1)土壤表层, 用以模拟凋落物分解的初始状态; (2)土壤埋深2 cm, 模拟在绿洲过渡带和风沙较小区域沙土掩埋的凋落物; (3)土壤埋深15 cm, 模拟在风沙较大区域沙土掩埋的凋落物。不同植物凋落物每个处理设置5个重复, 凋落物分解时间设定为4、5、6、7、9个月, 总的分解袋个数为3种植物× 3种处理× 5个重复× 6 = 270个。凋落物网袋间距0.5 m, 设置在2 m × 2 m大小的样地, 样地间相隔2 m。于2017年11月15日将分解袋分别置于地表、2 cm埋深和15 cm埋深, 用地钉将地表分解袋固定。从2018年3月15日到2018年8月15日, 每月对凋落物分解袋进行取样, 将样品带回实验室烘干, 用0.5 mm网筛去除凋落物中的沙土, 测定剩余凋落物质量, 同时取部分凋落物用清水振荡, 用滤纸过滤清洗液, 测凋落物的含沙率, 用含沙率校正获得凋落物分解后质量。取部分凋落物进行凋落物水溶性盐溶解量测定, 另取部分凋落物进行灰化, 进行水溶性盐含量测定。

1.3 指标测定

凋落物初始总碳(TC)和全氮(TN)含量采用碳氮元素分析仪(Vario Max CN, Elementary, Hanau, Germany)测定, 纤维素、半纤维素和木质素含量采用纤维素测定仪(Fibertec 2010, FOSS, Hilleroed, Denmark)测定。取凋落物2-3 g置于灰化坩埚中, 称质量(精确到0.1 mg), 碳化后置于550 ℃马弗炉中进行灰化, 用于测定水溶性盐含量(鲍士旦, 2000; 罗毅等, 2012)。水溶性盐含量与电导率关系的标准曲线建立: 分别准确称取3种初始凋落物灰分0.01、0.02、0.03、0.05、0.10、0.15、0.20和0.30 g (精确到0.1 mg)置于50 mL离心管中, 加入蒸馏水25 mL, 漩涡振荡30 s后, 置于离心机3 000 r·min^-1离心5 min, 采用电导率仪测定电导率后, 去上清液, 加入25 mL蒸馏水漩涡振荡30 s后, 3 000 r·min^-1离心5 min, 去上清液, 重复洗涤灰分3次后, 将灰分残渣置于75 ℃烘箱中48 h至恒质量, 水溶性盐含量为灰分洗涤后的质量损失, 利用水溶性盐含量与电导率的关系建立水溶性盐含量与电导率的标准曲线。凋落物水溶性盐溶解量的测定: 4-5 g凋落物置于烧瓶中, 加入蒸馏水300 mL, 缓慢振荡1 min后将溶液转移到另一烧瓶中, 利用电导率仪测定溶液电导率, 根据标准曲线计算凋落物1 min水溶性盐溶解量。

1.4 数据处理

测得水溶性盐含量与电导率值的关系:

花花柴: y = 0.0181x + 0.0011, R²=0.996 2

骆驼刺: y= 0.0209x- 0.0012, R²=0.998 8

胡杨: y= 0.0146x - 0.0004, R²=0.998 2

凋落物质量残留率(R_m, %)(李成道等, 2019)、水溶性盐残留率(R_s, %)和水溶性盐溶解速率(R_a, g·min^-1)的计算公式为:

${{R}_{\text{m}}}=\frac{{{M}_{\text{a}t}}}{{{M}_{\text{ao}}}}\times \text{100}$
${{S}_{\text{o}}}=\frac{{{y}_{\text{o}}}\times {{M}_{\text{do}}}\times {{M}_{\text{ao}}}}{{{M}_{\text{eo}}}\times {{M}_{\text{co}}}}$, ${{S}_{t}}=\frac{{{y}_{t}}\times {{M}_{\text{d}t}}\times {{M}_{\text{a}t}}}{{{M}_{\text{e}t}}\times {{M}_{\text{c}t}}}$,

${{R}_{\text{s}}}=\frac{{{S}_{t}}}{{{S}_{\text{o}}}}\times 100$
${{N}_{t}}=\frac{{{y}_{t}}\times {{V}_{t}}}{25\ \text{mL}\times {{M}_{\text{f}}}}$, ${{R}_{\text{a}}}=\frac{{{N}_{t}}}{1\ \min }$

利用Olson指数衰减模型拟合凋落物的分解过程(Olson, 1963), 计算分解常数(k, a^-1):

$k=-\frac{\ln \ ({{M}_{\text{a}t}}/{{M}_{\text{ao}}})}{t}$
式中, x为电导率值, y为水溶性盐含量。M_ao为初始凋落物干质量, S_o为初始凋落物水溶性盐含量, y_o为初

始凋落物水溶性盐电导率对应水溶性盐含量, M_co为初始凋落物灰分测定所取凋落物质量, M_do为初始凋落物灰分质量, M_eo为测初始凋落物水溶性盐电导率所取灰分质量。M_at为分解时间t时的凋落物干质量, S_t为分解时间t时的凋落物水溶性盐含量, y_t为分解时间t时的水溶性盐电导率对应水溶性盐含量, M_ct为分解时间t时测凋落物灰分所取凋落物质量, M_dt为分解时间t时的凋落物灰分质量, M_et为分解时间t时测凋落物水溶性盐电导率所取灰分质量。N_t为凋落物在水中的溶解量, V_t 为凋落物浸泡液体积, M_f为浸泡凋落物质量。t为分解时间, 本文计算分解时间为9个月时k值, t以3/4年来表示。

数据统计分析利用SPSS 19.0分析统计软件, 采用单因素方差分析和最小显著差异(LSD)法对不同掩埋处理下凋落物叶质量残留率、水溶性盐残留率、水溶性盐溶解量月动态变化及不同物种类型下k值进行比较。运用一元线性回归分析方法研究各组分凋落物质量残留率与水溶性盐残留率之间的回归关系。统计检验的显著水平设定为p= 0.05。利用Origin 2018软件作图。

2 结果和分析

2.1 凋落物初始化学组成

骆驼刺和胡杨初始叶凋落物C含量显著高于花花柴, 骆驼刺初始叶凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 胡杨和花花柴初始叶凋落物C:N显著高于骆驼刺(表1)。3种凋落物的C组分都以纤维素为主, 花花柴和胡杨初始叶凋落物半纤维素含量、木质素含量均显著高于骆驼刺。

Table 1
表1
表1极端干旱区3种叶凋落物的初始化学组成(平均值±标准误)
Table 1Initial leaf litter chemical composition of the three species in extremely arid region (mean ± SE)

物种 Species	C (g·kg-1)	N (g·kg-1)	C:N	纤维素 Cellulose (%)	半纤维素 Semi-cellulose (%)	木质素 Lignin (%)	水溶性盐 Water-soluble salt (%)
花花柴 Karelinia caspia	367.4 ± 1.07b	4.65 ± 0.07b	79.07 ± 1.20b	24.9 ± 1.4b	14.3 ± 1.9a	14.7 ± 0.8a	18.1 ± 0.6a
骆驼刺 Alhagi sparsifolia	419.4 ± 0.58a	11.75 ± 0.60a	35.87 ± 1.83c	28.1 ± 0.7b	2.8 ± 0.3b	10.7 ± 0.3b	11.8 ± 0.3b
胡杨 Populus euphratica	413.8 ± 0.70a	3.57 ± 0.24b	116.94 ± 7.68a	35.7 ± 0.2a	14.2 ± 1.2a	12.9 ± 1.3a	5.5 ± 0.1c

同列数据不同小写字母表示差异显著(p< 0.05)。
Different lowercase letters in the same column indicate significant differences (p< 0.05).

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2.2 叶凋落物的质量损失速率

三种叶凋落物在不同掩埋深度的质量残留率具有显著差异(p< 0.05)(图2), 在地表的质量损失较快, 其次为2 cm埋深和15 cm埋深。分解时间为9个月时, 花花柴叶凋落物质量残留率表现为: 地表(63.32%) < 2 cm埋深(81.07%) < 15 cm埋深(93.72%); 骆驼刺叶凋落物质量残留率表现为: 地表(70.92%) < 2 cm埋深(77.42%) < 15 cm埋深(96.39%); 胡杨叶凋落物质量残留率表现为: 地表(70.93%) < 2 cm埋深(90.92%) < 15 cm埋深(97.83%)。分解时间为前6个月时, 凋落物质量损失较少, 而分解6个月后, 地表和2 cm埋深的凋落物质量损失较为迅速。

图2

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图2极端干旱区不同分解时间的凋落物质量残留率(平均值±标准误)。A, 花花柴。B, 骆驼。C, 胡杨。不同小写字母表示处理间的差异达到显著水平(p < 0.05)。

Fig. 2Ratio of remaining litter mass at different times of decomposition in extremely arid region (mean ± SE). A, Karelinia caspia. B, Alhagi sparsifolia. C, Populus euphratica. Different lowercase letters indicate that the significant differences between treatments (p < 0.05).



地表处理的花花柴叶凋落物分解常数显著高于骆驼刺和胡杨(p< 0.05)(图3)。对于2 cm埋深处理, 骆驼刺叶凋落物分解常数显著高于胡杨(p< 0.05)(图3)。15 cm埋深处理的3个物种凋落物分解常数较低, 花花柴、骆驼刺和胡杨叶凋落物的分解常数为(0.087 ± 0.028)、(0.050 ± 0.028)和(0.030 ± 0.035)·a^-1, 未达到显著差异(p> 0.05)。

图3

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图3极端干旱区不同掩埋处理下凋落物分解速率常数(k)(平均值±标准误)。不同小写字母表示相同处理下不同物种间的差异达到显著水平(p < 0.05)。

Fig. 3Values of the litter decomposition constant (k) for different burial treatments in extremely arid region (mean ± SE). Different lowercase letters indicate significant differences between species under the same treatments (p < 0.05).

2.3 凋落物水溶性盐损失速率

花花柴和骆驼刺不同掩埋深度的水溶性盐残留率具有显著差异(p< 0.05), 在9个月的分解时间内, 胡杨凋落物2 cm埋深处理水溶性盐含量与15 cm埋深处理无显著变化, 其他处理条件下的凋落物在分解6个月后水溶性盐残留率才出现显著差异(图4)。地表处理凋落物水溶性盐损失率比质量损失率大, 其次为2 cm和15 cm埋深处理(图5)。整体上, 花花柴、骆驼刺和胡杨在分解过程中质量残留率和水溶性盐残留率变化趋势一致。

图4

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图4极端干旱区不同分解时间的凋落物水溶性盐残留率(平均值±标准误)。A, 花花柴。B, 骆驼刺。C, 胡杨。不同小写字母表示处理间的差异达到显著水平(p < 0.05)。

Fig. 4Ratio of litter water-soluble salt residue at different times of decomposition in extremely arid region (mean ± SE). A, Karelinia caspia. B, Alhagi sparsifolia. C, Populus euphratica. Different lowercase letters indicate significant differences between treatments (p < 0.05).

图5

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图5极端干旱区凋落物质量残留与水溶性盐残留的关系。A, 地表。B, 2 cm埋深。C, 15 cm埋深。实线表示质量残留与水溶性盐残留关系的拟合曲线, 虚线表示y = x (1:1)。

Fig. 5Relationships between litter mass and water-soluble salt residue in extremely arid region. A, Surface. B, 2 cm depth. C, 15 cm depth. The solid line represents the fitting curve of the relationship, and the dotted line represents y = x (1:1).

2.4 凋落物在水中水溶性盐的溶解速率

三种不同掩埋处理的水溶性盐溶解速率具有显著差异(p< 0.05), 分解时间为9个月时, 3种凋落物水溶性盐溶解速率从高到低依次为15 cm埋深、2 cm埋深和地表处理(图6)。在整个分解期内, 2 cm埋深和15 cm埋深的凋落物水溶性盐溶解速率呈上升趋势, 分解时间前6个月, 地表处理的凋落物水溶性盐溶解速率呈上升趋势且显著高于2 cm和15 cm埋深, 分解时间6个月后, 地表处理的凋落物水溶性盐溶解速率显著降低。

图6

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图6极端干旱区不同分解时间的凋落物水溶性盐溶解量(平均值±标准误)。A, 花花柴。B, 骆驼刺。C, 胡杨。不同小写字母表示处理间的差异达到显著水平(p < 0.05)。

Fig. 6Litter dissolved water-soluble salt at different times of decomposition in extremely arid region (mean ± SE). A, Karelinia caspia. B, Alhagi sparsifolia. C, Populus euphratica. Different lowercase letters indicate significant differences between treatments (p < 0.05).

3 讨论

3.1 初始凋落物基质质量对凋落物分解的影响

通常, 凋落物C:N越低, 纤维素、木质素含量越少, 其分解速率越快(Mooshammer et al., 2012)。Berg (2000)研究认为, N含量越高的凋落物有机物分解速率越快。Taylor等(1989)研究认为, 微生物数量和活性往往与C:N成反比, 较低C:N的凋落物具有较高的分解速率。本研究表明, 骆驼刺凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 其C:N显著低于花花柴和胡杨, 但骆驼刺地表处理的凋落物质量损失显著小于花花柴(p < 0.05)( 图2, 图3), 而与胡杨的质量损失差异不显著。对木质素光降解的研究表明, 木质素对UV具有吸收作用, UV辐射对木质素起到分解作用, 导致凋落物质量损失(Day et al., 2007)。Heitner和Scaiano (1993)提出, 沙漠中的高紫外线辐射降解木质素, 使得木质素含量较高的凋落物更容易发生更大的质量损失。本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的木质素含量分别为(14.7 ± 0.8)%、(10.7 ± 0.3)%和(12.9 ± 1.3)%, 花花柴的木质素含量高于骆驼刺和胡杨, 对于地表处理的凋落物, 其质量损失显著高于骆驼刺和胡杨( p < 0.05)。因此, 在极端干旱区, 地表的凋落物的分解或许受木质素的影响更大。对于2 cm埋深处理, 花花柴和骆驼刺的质量损失差异未达到显著水平( p > 0.05), 骆驼刺的质量损失显著高于胡杨。本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的C:N分别为79.07 ± 1.20、35.87 ± 1.83和116.94 ± 7.68, 骆驼刺具有较低的C:N, 其质量损失在2 cm埋深处理下较高。因此, 在极端干旱区, 2 cm埋深的凋落物的分解或许受C:N的影响更大。在土壤水分条件相对较好的15 cm埋深处理, 不同凋落物质量损失未达到显著差异水平( p> 0.05)。可能是因为15 cm埋深处理未受到光辐射等的影响, 导致凋落物质量损失很少且未出现显著性差异。因此, 极端干旱区与大多数非干旱区中利用初始凋落物基质质量来预测凋落物分解有较大差异, 有待更深入的研究探索。

3.2 掩埋对凋落物质量分解的影响

由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006)。早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色。通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011)。Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响。Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快。Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率。本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少。土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失。2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05)。Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解。因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素。有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006)。从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1)。本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响。15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢。

3.3 掩埋对凋落物盐分分解的影响

凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013)。尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程。本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理。地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失。对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016)。本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤。

研究表明, 光降解对凋落物的作用机制不仅包括对木质素、纤维素等较难分解物质的直接作用, 也包括改变凋落物化学组分等间接作用(柳淑蓉等, 2012)。在分解时间为前6个月时, 地表处理的3种凋落物在水溶液中的水溶性盐溶解量都呈上升趋势, 这可能是由于光照改变了凋落物的化学组分, 导致凋落物中水溶性盐更容易溶解, 分解时间为6个月后, 随着凋落物中水溶性盐量减少, 凋落物水溶性盐溶解量降低。2 cm和15 cm埋深处理的叶凋落物水溶性盐溶解量在分解6个月后呈显著上升趋势, 这可能与土壤条件如土壤含水量更高有关(安桂香等, 2011), 随着分解时间的延长, 使水溶性盐更容易溶解。但花花柴凋落物水溶性盐量在2 cm掩埋处理分解5个月后出现上升-下降-上升趋势(图6), 可能是因为其水溶性盐含量显著高于其他两种植物, 水溶性盐更容易溶解, 所以开始表现为上升趋势, 但其在2 cm掩埋处理下水溶性盐损失显著高于其他两种植物(图7), 但水溶性盐含量损失总体较少, 所以之后水溶性盐溶解量表现为下降-上升趋势。花花柴凋落物水溶性盐量在15 cm掩埋处理分解5个月后出现下降而后显著上升趋势, 可能是刚开始在15 cm处凋落物水溶性盐溶解量一直未显著变化, 在6个月之后, 随着降水量的增加和凋落物化学组分的变化, 水溶性盐溶解量增加, 且15 cm处凋落物水溶性盐含量和质量一直未减少, 所以之后呈显著上升趋势。本研究表明, 由于凋落物初始盐分含量的差异以及不同类型凋落物结构组成等差异, 导致凋落物的水溶性盐溶解量具有较大差异, 但变化趋势基本一致。

图7

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图7极端干旱区3种凋落物在不同处理条件下水溶性盐残留(平均值±标准误)。不同小写字母表示不同处理间的差异达到显著水平(p < 0.05)。

Fig. 7Ratio of litter water-soluble salt residue of three species under different treatments in extremely arid region (mean ± SE). Different lowercase letters indicate significant differences between treatments (p < 0.05).

4 结论

极端干旱区凋落物的分解与非干旱区利用初始凋落物基质质量来预测的凋落物分解速率有着很大差异, 在地表处理下, 木质素含量越高的叶凋落物分解速率越快。不同处理间凋落物质量残留和水溶性盐残留变化趋势基本一致。本实验表明, 极端干旱区凋落物的分解与凋落物所处环境有关, 不同的掩埋条件显著影响凋落物的质量和盐分的分解速率。盐生植物叶凋落物在分解过程中盐分也随之损失。为探究极端干旱区凋落物分解规律, 今后还需进一步对凋落物化学组分、环境因子单一以及交互作用对凋落物分解的影响进行研究, 深入了解干旱区凋落物分解机制, 为完善生态系统碳估算和全球碳循环及土壤盐渍化提供参考。

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Litter lignin and nutrient content, annual rainfall, and biotic activity are not good predictors of litter decomposition in arid and semiarid ecosystems, suggesting that other factors may be important in controlling carbon turnover. We explored the relative importance of litter position (above- vs. belowground), litter type (leaf vs. root), and pulsed water events (large vs. small) on mass loss with grass species of the semiarid Patagonian steppe. In a factorial experiment of mesocosms, we incubated leaf and root litter simultaneously above- and belowground and manipulated water availability with large and small pulses. Significant interactions between position and litter type and position and pulse sizes demonstrated interactive controls on organic mass loss. Aboveground decomposition showed no response to pulse size or litter type, as roots and leaves decomposed equally rapidly under all circumstances. In contrast, belowground decomposition was significantly altered by litter type and water pulses, with roots decomposing significantly slower and small water pulses reducing belowground decomposition. The results of this mesocosm experiment support the idea that controls other than water availability may dominate aboveground mass loss, while a combination of recalcitrant litter and water penetration in the soil profile are critical factors determining belowground decomposition, which is ultimately mediated by biotic degradation.

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Plant litter decomposition is a critical step in the formation of soil organic matter, the mineralization of organic nutrients, and the carbon balance in terrestrial ecosystems. Biotic decomposition in mesic ecosystems is generally negatively correlated with the concentration of lignin, a group of complex aromatic polymers present in plant cell walls that is recalcitrant to enzymatic degradation and serves as a structural barrier impeding microbial access to labile carbon compounds. Although photochemical mineralization of carbon has recently been shown to be important in semiarid ecosystems, litter chemistry controls on photodegradative losses are not understood. We evaluated the importance of litter chemistry on photodegradation of grass litter and cellulose substrates with varying levels of lignin [cellulose-lignin (CL) substrates] under field conditions. Using wavelength-specific light attenuation filters, we found that light-driven mass loss was promoted by both UV and visible radiation. The spectral dependence of photodegradation correlated with the absorption spectrum of lignin but not of cellulose. Field incubations demonstrated that increasing lignin concentration reduced biotic decomposition, as expected, but linearly increased photodegradation. In addition, lignin content in CL substrates consistently decreased in photodegradative incubations. We conclude that lignin has a dual role affecting litter decomposition, depending on the dominant driver (biotic or abiotic) controlling carbon turnover. Under photodegradative conditions, lignin is preferentially degraded because it acts as an effective light-absorbing compound over a wide range of wavelengths. This mechanistic understanding of the role of lignin in plant litter decomposition will allow for more accurate predictions of carbon dynamics in terrestrial ecosystems.

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The carbon balance in terrestrial ecosystems is determined by the difference between inputs from primary production and the return of carbon to the atmosphere through decomposition of organic matter. Our understanding of the factors that control carbon turnover in water-limited ecosystems is limited, however, as studies of litter decomposition have shown contradictory results and only a modest correlation with precipitation. Here we evaluate the influence of solar radiation, soil biotic activity and soil resource availability on litter decomposition in the semi-arid Patagonian steppe using the results of manipulative experiments carried out under ambient conditions of rainfall and temperature. We show that intercepted solar radiation was the only factor that had a significant effect on the decomposition of organic matter, with attenuation of ultraviolet-B and total radiation causing a 33 and 60 per cent reduction in decomposition, respectively. We conclude that photodegradation is a dominant control on above-ground litter decomposition in this semi-arid ecosystem. Losses through photochemical mineralization may represent a short-circuit in the carbon cycle, with a substantial fraction of carbon fixed in plant biomass being lost directly to the atmosphere without cycling through soil organic matter pools. Furthermore, future changes in radiation interception due to decreased cloudiness, increased stratospheric ozone depletion, or reduced vegetative cover may have a more significant effect on the carbon balance in these water-limited ecosystems than changes in temperature or precipitation.

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柽柳(Tamarix chinensis)沙包是塔克拉玛干沙漠特殊的生物地貌景观, 对维持区域生态环境的稳定具有极其重要的作用。该研究采用野外调查与室内分析相结合的方法, 选取且末、阿拉尔、策勒、塔中4个典型区域的柽柳沙包为研究对象, 对柽柳沙包0-500 cm土壤垂直剖面进行采样, 测定土壤pH值、枯落物含量、电导率及HCO₃ ^-、Cl ^-、SO₄ ^2-、Ca ²⁺、Mg ²⁺、K ⁺、Na ⁺含量, 分析柽柳沙包中土壤盐分的空间变化规律及其影响因素。结果表明: 1)从且末、阿拉尔、策勒到塔中, 土壤pH值总体呈升高趋势, 土壤电导率及Na ⁺、Ca ²⁺、Mg ²⁺、SO₄ ^2-含量总体呈降低趋势, K ⁺、Cl ^-、HCO₃ ^-含量没有明显的变化规律。2)盐分在4个样区的垂直分布主要表现为: 且末和策勒样区柽柳沙包的土壤盐分呈表层聚集现象; 阿拉尔和塔中样区柽柳沙包的土壤盐分呈深层聚集现象。随着土层深度的增加, 土壤pH值总体呈升高的趋势, 土壤枯落物含量总体呈降低趋势; 土壤电导率在且末和策勒样区总体呈降低趋势, 阿拉尔样区呈先降低后升高再降低的变化趋势, 而塔中样区呈先升高后降低再升高的变化趋势。3)根据相关性分析和主成分分析, 且末样区土壤枯落物含量、SO₄ ^2-、Na ⁺、K ⁺为影响土壤盐分含量的主要因子, 且土壤盐分以硫酸盐为主; 阿拉尔样区影响土壤盐分组成的主要因子为Cl ^-、Na ⁺; 策勒样区为Cl ^-、K ⁺、Na ⁺; 塔中样区为Cl ^-、Na ⁺、Ca ²⁺、SO₄ ^2-, 且土壤盐分均以氯化物为主。综合分析表明, 不同区域柽柳沙包中土壤盐分存在空间变异性, 柽柳沙包土壤盐分的变化与干旱沙漠地区强烈的蒸发作用、地表风蚀强度、地下水埋深、土壤中枯落物及柽柳的生物积盐效应等因素密切相关, 是影响不同区域土壤盐分分布的关键因子。

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塔克拉玛干沙漠南缘风沙活动十分频繁, 风蚀和沙埋是该地区自然植被生长发育的重要影响因子。该文以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区, 以该区域主要建群种植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象, 对一次强沙尘天气过后沙丘表面5种不同风蚀沙埋状况的骆驼刺植物进行标定(包括10 cm风蚀、5 cm风蚀、不蚀不积、10 cm沙埋、30 cm沙埋), 天晴后测定其叶水势、叶片含水量、光合参数和叶绿素荧光等参数, 分析研究自然环境条件下风蚀和沙埋对骆驼刺水分和光合作用的影响。结果表明: (1)风蚀显著降低了骆驼刺叶水势和叶片含水量, 进而导致植物气孔导度降低, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的下降。风蚀的植物水分利用效率低于沙埋, 特别是在10 cm风蚀深度明显降低。 (2)沙埋增加了骆驼刺的叶水势、叶片含水量和气孔导度, 并引起植物光合速率和蒸腾速率的上升, 水分利用效率也得到提升。(3)风蚀条件下骆驼刺所受胁迫增加, 但可以通过增加活性反应中心的数量和光化学效率来抵消胁迫造成的不利影响。沙埋条件下骆驼刺受胁迫减轻, 反应中心吸收的光能和用于光化学反应的能量随着沙埋程度增加而减小, 这是骆驼刺适应风沙环境的一种生存策略。(4)与5 cm风蚀以及10 cm沙埋相比, 10 cm风蚀显著抑制骆驼刺的生长, 30 cm沙埋则会显著促进骆驼刺的生长。

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Resource stoichiometry (C:N:P) is an important determinant of litter decomposition. However, the effect of elemental stoichiometry on the gross rates of microbial N and P cycling processes during litter decomposition is unknown. In a mesocosm experiment, beech (Fagus sylvatica L.) litter with natural differences in elemental stoichiometry (C:N:P) was incubated under constant environmental conditions. After three and six months, we measured various aspects of nitrogen and phosphorus cycling. We found that gross protein depolymerization, N mineralization (ammonification), and nitrification rates were negatively related to litter C:N. Rates of P mineralization were negatively correlated with litter C:P. The negative correlations with litter C:N were stronger for inorganic N cycling processes than for gross protein depolymerization, indicating that the effect of resource stoichiometry on intracellular processes was stronger than on processes catalyzed by extracellular enzymes. Consistent with this, extracellular protein depolymerization was mainly limited by substrate availability and less so by the amount of protease. Strong positive correlations between the interconnected N and P pools and the respective production and consumption processes pointed to feed-forward control of microbial litter N and P cycling. A negative relationship between litter C:N and phosphatase activity (and between litter C:P and protease activity) demonstrated that microbes tended to allocate carbon and nutrients in ample supply into the production of extracellular enzymes to mine for the nutrient that is more limiting. Overall, the study demonstrated a strong effect of litter stoichiometry (C:N:P) on gross processes of microbial N and P cycling in decomposing litter; mineralization of N and P were tightly coupled to assist in maintaining cellular homeostasis of litter microbial communities.

[31] Olson JS (1963). Energy storage and the balance of producers and decomposition in ecological systems
Ecology, 44,322-331.
DOI:10.2307/1932179URL [本文引用: 1]

[32] Parton W, Silver WL, Burke IC, Grassens L, Harmon ME, Currie WS, King JY, Adair EC, Brandt LA, Hart SC, Fasth B (2007). Global-scale similarities in nitrogen release patterns during long-term decomposition
Science, 315,361-364.
DOI:10.1126/science.1134853URL [本文引用: 1]

[33] Pauli F (1964). Soil fertility problem in arid and semi-arid lands
Nature, 204,1286-1288.
DOI:10.1038/2041286a0URL

[34] Pucheta E, Llanos M, Meglioli C, Gaviorno M, Ruiz M, Parera C (2006). Litter decomposition in a sandy Monte desert of western Argentina: influences of vegetation patches and summer rainfall
Austral Ecology, 31,808-816.
DOI:10.1111/aec.2006.31.issue-7URL [本文引用: 1]

[35] Raich JW, Schlesinger WH (1992). The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate
Tellus B: Chemical and Physical Meteorology, 44(2),81-99.
DOI:10.3402/tellusb.v44i2.15428URL [本文引用: 1]

[36] Rath KM, Rousk J (2015). Salt effects on the soil microbial decomposer community and their role in organic carbon cycling: a review
Soil Biology & Biochemistry, 81,108-123.
DOI:10.1016/j.soilbio.2014.11.001URL [本文引用: 1]

[37] Rubino M, Dungait JAJ, Evershed RP, Bertolini T, de Angelis P, D'Onofrio A, Lagomarsino A, Lubritto C, Merola A, Terrasi F, Cotrufo MF (2010). Carbon input belowground is the major C flux contributing to leaf litter mass loss: evidences from a¹³C labelled-leaf litter experiment
Soil Biology & Biochemistry, 42,1009-1016.
DOI:10.1016/j.soilbio.2010.02.018URL [本文引用: 1]

[38] Schreeg LA, Mack MC, Turner BL (2013). Nutrient-specific solubility patterns of leaf litter across 41 lowland tropical woody species
Ecology, 94,94-105.
PMID:23600244 [本文引用: 1]
Leaching is a mechanism for the release of nutrients from litter or senesced leaves that can drive interactions among plants, microbes, and soil. Although leaching is well established in conceptual models of litter decomposition, potential nutrient solubility of mineral elements from recently senesced litter has seldom been quantified. Using a standardized extraction (1:50 litter-to-water ratio and four-hour extraction) and recently senesced leaf litter of 41 tropical tree and liana species, we investigated how solubility varies among elements, and whether the solubility of elements could be predicted by litter traits (e.g., lignin, total element concentrations). In addition, we investigated nutrient forms (i.e., inorganic and organic) and ratios in leachate. Water-soluble elements per unit litter mass were strongly predicted by total initial litter element concentrations for potassium (K; r2 = 0.79), sodium (Na; r2 = 0.51) and phosphorus (P; r2 = 0.66), while a significant but weaker positive relationship was found for nitrogen (N; r2 = 0.36). There was no significant relationship for carbon (C) or calcium (Ca). Element-specific solubility varied markedly. On average 100% of total K, 35% of total P, 28% of total Na, 5% of total N, 4% of total Ca, and 3% of total C were soluble. For soluble P, 90% was inorganic orthophosphate. The high solubility of K, Na, and P as inorganic orthophosphate suggests that these nutrients can become rapidly available to litter microbes with no metabolic cost. Few common predictors of decomposition rates were correlated with element solubility, although soluble C (milligrams per gram of litter) was negatively related to lignin content (r2 = 0.19; P < 0.004). Solubility of elements was linked within a species: when a species ranked high in the soluble fraction of one element, it also ranked high in the solubility of other elements. Overall nutrient-specific patterns of solubility from recently senesced litter emphasize that litter elements cannot be treated equally in our conceptual and empirical models of decomposition. The relatively high potential solubility of P as orthophosphate from fresh litter advances our understanding of ecological stoichiometric ratios and nutrient bioavailability in tropical forests.

[39] Taylor BR, Parkinson D, Parsons WFJ (1989). Nitrogen and lignin content as predictors of litter decay rates: a microcosm test
Ecology, 70,97-104.
DOI:10.2307/1938416URL [本文引用: 1]

[40] Throop HL, Archer SR (2007). Interrelationships among shrub encroachment, land management, and litter decomposition in a semidesert grassland
Ecological Applications, 17,1809-1823.
DOI:10.1890/06-0889.1URL [本文引用: 1]

[41] Throop HL, Archer SR (2009). Resolving the dryland decomposition conundrum: some new perspectives on potential drivers
//Lüttge U, Beyschlag W, Büdel B, Francis D. Progress in Botany. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.171-194.
[本文引用: 2]

[42] Vivanco L, Austin AT (2006). Intrinsic effects of species on leaf litter and root decomposition: a comparison of temperate grasses from North and South America
Oecologia, 150,97-107.
PMID:16917779 [本文引用: 1]
Plant species affect natural ecosystems through interactions between environmental and genetic factors. The importance of plant species in controlling decomposition is now well-established through its influence on litter quality, which affects mass loss and nutrient release. At the same time, direct species effects are often confounded with indirect site effects due to the ecophysiological responses of plants to environmental variability. We evaluated the intrinsic effects of species on litter quality and decomposition, comparing 14 native perennial grass species from three different grassland ecosystems in North and South America. Plants were grown under controlled greenhouse conditions to eliminate any indirect effects of climate on litter quality, and senescent material of leaf litter and roots were collected. The initial litter nutrient quality and the carbon quality were assessed, and decomposition was determined over a period of one year by placing litterbags in a common grassland site. In spite of constant growth conditions, species' litter showed broad and significant differences in N, P and lignin concentration, as well as C:N ratio, with the greatest differences occurring between C(3) and C(4) species and leaf litter and root material. In addition, decomposition was significantly different among species and between leaf litter and roots within species, with constants (k) ranging from 1.50 to 3.65 year(-1) for leaf litter, and 0.51-1.82 year(-1) for roots. These results highlight the fact that, independent of climate or edaphic changes due to human activity, changes in plant species or in allocation patterns among plant organs in grassland ecosystems could have a large effect on carbon turnover. At the same time, the way in which intrinsic species characteristics affect decomposition demonstrates a large degree of functional convergence among species from grasslands of North and South America.

[43] Xia XC, Cao QY, Wang FB, Lei JQ, Zhao YJ (2005). Significance of studying age layers of Tamarix ramosissima sand-hillock in Lop Nur region, Xinjiang
Arid Land Geography, 28,565-568.
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[ 夏训诚, 曹琼英, 王富葆, 雷加强, 赵元杰 (2005). 罗布泊地区红柳沙包年层的研究意义
干旱区地理, 28,565-568.]
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[44] Xu J, Chen YJ, Liu JZ (2020). Research progress of the effects of halophyte shrubs on spatial distribution of soil nutrients and salts and their mechanisms
Journal of Anhui Agricultural Sciences, 48(1),19-23.
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[ 许婕, 陈永金, 刘加珍 (2020). 盐生植物灌丛对土壤养分和盐分空间分布的影响及其机制研究进展
安徽农业科学, 48(1),19-23.]
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[45] Yin CH, Feng G, Tian CY, Bai DS, Zhang FS (2007). Influence of tamarisk shrub on the distribution of soil salinity and moisture on the edge of Taklamakan desert
China Environmental Science, 27,670-675.
[本文引用: 1]

[ 尹传华, 冯固, 田长彦, 白灯莎, 张福锁 (2007). 塔克拉玛干沙漠边缘柽柳对土壤水盐分布的影响
中国环境科学, 27,670-675.]
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[46] Zeng JQ (2017). Advances in forest litter research
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[ 曾加芹 (2017). 森林凋落物研究开展
防护林科技, (S1),80-83.]
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[47] Zhao YJ, Che GH, Liu H, Zeng J, Xia XC (2016). C and N content in organic matter of Tamarix cone and climatic and environmental change in southern region of Taklimakan desert
Arid Land Geography, 39,461-467.
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[ 赵元杰, 车高红, 刘辉, 曾佳, 夏训诚 (2016). 塔克拉玛干沙漠南缘红柳沙包有机质碳氮含量与气候环境变化
干旱区地理, 39,461-467.]
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[48] Zhou L, Li Y, Tang LS, Huang G (2011). Roles of photodegradation in litter decomposition
Chinese Journal of Ecology, 30,2045-2052.
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[ 周丽, 李彦, 唐立松, 黄刚 (2011). 光降解在凋落物分解中的作用
生态学杂志, 30,2045-2052.]
[本文引用: 1]

塔克拉玛干沙漠南缘不同植被区土壤水分状况研究
1
2011

... 研究表明, 光降解对凋落物的作用机制不仅包括对木质素、纤维素等较难分解物质的直接作用, 也包括改变凋落物化学组分等间接作用(柳淑蓉等, 2012).在分解时间为前6个月时, 地表处理的3种凋落物在水溶液中的水溶性盐溶解量都呈上升趋势, 这可能是由于光照改变了凋落物的化学组分, 导致凋落物中水溶性盐更容易溶解, 分解时间为6个月后, 随着凋落物中水溶性盐量减少, 凋落物水溶性盐溶解量降低.2 cm和15 cm埋深处理的叶凋落物水溶性盐溶解量在分解6个月后呈显著上升趋势, 这可能与土壤条件如土壤含水量更高有关(安桂香等, 2011), 随着分解时间的延长, 使水溶性盐更容易溶解.但花花柴凋落物水溶性盐量在2 cm掩埋处理分解5个月后出现上升-下降-上升趋势(图6), 可能是因为其水溶性盐含量显著高于其他两种植物, 水溶性盐更容易溶解, 所以开始表现为上升趋势, 但其在2 cm掩埋处理下水溶性盐损失显著高于其他两种植物(图7), 但水溶性盐含量损失总体较少, 所以之后水溶性盐溶解量表现为下降-上升趋势.花花柴凋落物水溶性盐量在15 cm掩埋处理分解5个月后出现下降而后显著上升趋势, 可能是刚开始在15 cm处凋落物水溶性盐溶解量一直未显著变化, 在6个月之后, 随着降水量的增加和凋落物化学组分的变化, 水溶性盐溶解量增加, 且15 cm处凋落物水溶性盐含量和质量一直未减少, 所以之后呈显著上升趋势.本研究表明, 由于凋落物初始盐分含量的差异以及不同类型凋落物结构组成等差异, 导致凋落物的水溶性盐溶解量具有较大差异, 但变化趋势基本一致. ...

塔克拉玛干沙漠南缘不同植被区土壤水分状况研究
1
2011

... 研究表明, 光降解对凋落物的作用机制不仅包括对木质素、纤维素等较难分解物质的直接作用, 也包括改变凋落物化学组分等间接作用(柳淑蓉等, 2012).在分解时间为前6个月时, 地表处理的3种凋落物在水溶液中的水溶性盐溶解量都呈上升趋势, 这可能是由于光照改变了凋落物的化学组分, 导致凋落物中水溶性盐更容易溶解, 分解时间为6个月后, 随着凋落物中水溶性盐量减少, 凋落物水溶性盐溶解量降低.2 cm和15 cm埋深处理的叶凋落物水溶性盐溶解量在分解6个月后呈显著上升趋势, 这可能与土壤条件如土壤含水量更高有关(安桂香等, 2011), 随着分解时间的延长, 使水溶性盐更容易溶解.但花花柴凋落物水溶性盐量在2 cm掩埋处理分解5个月后出现上升-下降-上升趋势(图6), 可能是因为其水溶性盐含量显著高于其他两种植物, 水溶性盐更容易溶解, 所以开始表现为上升趋势, 但其在2 cm掩埋处理下水溶性盐损失显著高于其他两种植物(图7), 但水溶性盐含量损失总体较少, 所以之后水溶性盐溶解量表现为下降-上升趋势.花花柴凋落物水溶性盐量在15 cm掩埋处理分解5个月后出现下降而后显著上升趋势, 可能是刚开始在15 cm处凋落物水溶性盐溶解量一直未显著变化, 在6个月之后, 随着降水量的增加和凋落物化学组分的变化, 水溶性盐溶解量增加, 且15 cm处凋落物水溶性盐含量和质量一直未减少, 所以之后呈显著上升趋势.本研究表明, 由于凋落物初始盐分含量的差异以及不同类型凋落物结构组成等差异, 导致凋落物的水溶性盐溶解量具有较大差异, 但变化趋势基本一致. ...

Interaction of position, litter type, and water pulses on decomposition of grasses from the semiarid Patagonian steppe
1
2009

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

Dual role of lignin in plant litter decomposition in terrestrial ecosystems
1
2010

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

Plant litter decomposition in a semi-arid ecosystem controlled by photodegradation
1
2006

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

1
2000

... 凋落物初始总碳(TC)和全氮(TN)含量采用碳氮元素分析仪(Vario Max CN, Elementary, Hanau, Germany)测定, 纤维素、半纤维素和木质素含量采用纤维素测定仪(Fibertec 2010, FOSS, Hilleroed, Denmark)测定.取凋落物2-3 g置于灰化坩埚中, 称质量(精确到0.1 mg), 碳化后置于550 ℃马弗炉中进行灰化, 用于测定水溶性盐含量(鲍士旦, 2000; 罗毅等, 2012).水溶性盐含量与电导率关系的标准曲线建立: 分别准确称取3种初始凋落物灰分0.01、0.02、0.03、0.05、0.10、0.15、0.20和0.30 g (精确到0.1 mg)置于50 mL离心管中, 加入蒸馏水25 mL, 漩涡振荡30 s后, 置于离心机3 000 r·min^-1离心5 min, 采用电导率仪测定电导率后, 去上清液, 加入25 mL蒸馏水漩涡振荡30 s后, 3 000 r·min^-1离心5 min, 去上清液, 重复洗涤灰分3次后, 将灰分残渣置于75 ℃烘箱中48 h至恒质量, 水溶性盐含量为灰分洗涤后的质量损失, 利用水溶性盐含量与电导率的关系建立水溶性盐含量与电导率的标准曲线.凋落物水溶性盐溶解量的测定: 4-5 g凋落物置于烧瓶中, 加入蒸馏水300 mL, 缓慢振荡1 min后将溶液转移到另一烧瓶中, 利用电导率仪测定溶液电导率, 根据标准曲线计算凋落物1 min水溶性盐溶解量. ...

1
2000

... 凋落物初始总碳(TC)和全氮(TN)含量采用碳氮元素分析仪(Vario Max CN, Elementary, Hanau, Germany)测定, 纤维素、半纤维素和木质素含量采用纤维素测定仪(Fibertec 2010, FOSS, Hilleroed, Denmark)测定.取凋落物2-3 g置于灰化坩埚中, 称质量(精确到0.1 mg), 碳化后置于550 ℃马弗炉中进行灰化, 用于测定水溶性盐含量(鲍士旦, 2000; 罗毅等, 2012).水溶性盐含量与电导率关系的标准曲线建立: 分别准确称取3种初始凋落物灰分0.01、0.02、0.03、0.05、0.10、0.15、0.20和0.30 g (精确到0.1 mg)置于50 mL离心管中, 加入蒸馏水25 mL, 漩涡振荡30 s后, 置于离心机3 000 r·min^-1离心5 min, 采用电导率仪测定电导率后, 去上清液, 加入25 mL蒸馏水漩涡振荡30 s后, 3 000 r·min^-1离心5 min, 去上清液, 重复洗涤灰分3次后, 将灰分残渣置于75 ℃烘箱中48 h至恒质量, 水溶性盐含量为灰分洗涤后的质量损失, 利用水溶性盐含量与电导率的关系建立水溶性盐含量与电导率的标准曲线.凋落物水溶性盐溶解量的测定: 4-5 g凋落物置于烧瓶中, 加入蒸馏水300 mL, 缓慢振荡1 min后将溶液转移到另一烧瓶中, 利用电导率仪测定溶液电导率, 根据标准曲线计算凋落物1 min水溶性盐溶解量. ...

Litter decomposition and organic matter turnover in northern forest soils
1
2000

... 通常, 凋落物C:N越低, 纤维素、木质素含量越少, 其分解速率越快(Mooshammer et al., 2012).Berg (2000)研究认为, N含量越高的凋落物有机物分解速率越快.Taylor等(1989)研究认为, 微生物数量和活性往往与C:N成反比, 较低C:N的凋落物具有较高的分解速率.本研究表明, 骆驼刺凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 其C:N显著低于花花柴和胡杨, 但骆驼刺地表处理的凋落物质量损失显著小于花花柴(p < 0.05)( 图2, 图3), 而与胡杨的质量损失差异不显著.对木质素光降解的研究表明, 木质素对UV具有吸收作用, UV辐射对木质素起到分解作用, 导致凋落物质量损失(Day et al., 2007).Heitner和Scaiano (1993)提出, 沙漠中的高紫外线辐射降解木质素, 使得木质素含量较高的凋落物更容易发生更大的质量损失.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的木质素含量分别为(14.7 ± 0.8)%、(10.7 ± 0.3)%和(12.9 ± 1.3)%, 花花柴的木质素含量高于骆驼刺和胡杨, 对于地表处理的凋落物, 其质量损失显著高于骆驼刺和胡杨( p < 0.05).因此, 在极端干旱区, 地表的凋落物的分解或许受木质素的影响更大.对于2 cm埋深处理, 花花柴和骆驼刺的质量损失差异未达到显著水平( p > 0.05), 骆驼刺的质量损失显著高于胡杨.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的C:N分别为79.07 ± 1.20、35.87 ± 1.83和116.94 ± 7.68, 骆驼刺具有较低的C:N, 其质量损失在2 cm埋深处理下较高.因此, 在极端干旱区, 2 cm埋深的凋落物的分解或许受C:N的影响更大.在土壤水分条件相对较好的15 cm埋深处理, 不同凋落物质量损失未达到显著差异水平( p> 0.05).可能是因为15 cm埋深处理未受到光辐射等的影响, 导致凋落物质量损失很少且未出现显著性差异.因此, 极端干旱区与大多数非干旱区中利用初始凋落物基质质量来预测凋落物分解有较大差异, 有待更深入的研究探索. ...

Litter decomposition: a guide to carbon and nutrient turnover
1
2006

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

Exposure to solar UV-B radiation accelerates mass and lignin loss of Larrea tridentata litter in the Sonoran Desert
1
2007

... 通常, 凋落物C:N越低, 纤维素、木质素含量越少, 其分解速率越快(Mooshammer et al., 2012).Berg (2000)研究认为, N含量越高的凋落物有机物分解速率越快.Taylor等(1989)研究认为, 微生物数量和活性往往与C:N成反比, 较低C:N的凋落物具有较高的分解速率.本研究表明, 骆驼刺凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 其C:N显著低于花花柴和胡杨, 但骆驼刺地表处理的凋落物质量损失显著小于花花柴(p < 0.05)( 图2, 图3), 而与胡杨的质量损失差异不显著.对木质素光降解的研究表明, 木质素对UV具有吸收作用, UV辐射对木质素起到分解作用, 导致凋落物质量损失(Day et al., 2007).Heitner和Scaiano (1993)提出, 沙漠中的高紫外线辐射降解木质素, 使得木质素含量较高的凋落物更容易发生更大的质量损失.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的木质素含量分别为(14.7 ± 0.8)%、(10.7 ± 0.3)%和(12.9 ± 1.3)%, 花花柴的木质素含量高于骆驼刺和胡杨, 对于地表处理的凋落物, 其质量损失显著高于骆驼刺和胡杨( p < 0.05).因此, 在极端干旱区, 地表的凋落物的分解或许受木质素的影响更大.对于2 cm埋深处理, 花花柴和骆驼刺的质量损失差异未达到显著水平( p > 0.05), 骆驼刺的质量损失显著高于胡杨.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的C:N分别为79.07 ± 1.20、35.87 ± 1.83和116.94 ± 7.68, 骆驼刺具有较低的C:N, 其质量损失在2 cm埋深处理下较高.因此, 在极端干旱区, 2 cm埋深的凋落物的分解或许受C:N的影响更大.在土壤水分条件相对较好的15 cm埋深处理, 不同凋落物质量损失未达到显著差异水平( p> 0.05).可能是因为15 cm埋深处理未受到光辐射等的影响, 导致凋落物质量损失很少且未出现显著性差异.因此, 极端干旱区与大多数非干旱区中利用初始凋落物基质质量来预测凋落物分解有较大差异, 有待更深入的研究探索. ...

塔克拉玛干沙漠不同区域柽柳沙包土壤盐分分布特征及其影响因素
1
2018

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

塔克拉玛干沙漠不同区域柽柳沙包土壤盐分分布特征及其影响因素
1
2018

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

Organic carbon in soils of the world
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1993

... 凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017).凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009).据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992).在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010).因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要. ...

Highlights and perspectives of soil biology and ecology research in China
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2009

... 凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017).凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009).据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992).在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010).因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要. ...

Leaf decomposition in two Mediterranean ecosystems of southwest Spain: influence of substrate quality
1
1993

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

The role of ultraviolet radiation in litter decomposition in arid ecosystems
1
2006

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

Evidence for photochemical production of reactive oxygen species in desert soils
1
2015

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

Long-term dynamics of pine and hardwood litter in contrasting environments: toward a global model of decomposition
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2000

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用
1
2015

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用
1
2015

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

1
1993

... 通常, 凋落物C:N越低, 纤维素、木质素含量越少, 其分解速率越快(Mooshammer et al., 2012).Berg (2000)研究认为, N含量越高的凋落物有机物分解速率越快.Taylor等(1989)研究认为, 微生物数量和活性往往与C:N成反比, 较低C:N的凋落物具有较高的分解速率.本研究表明, 骆驼刺凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 其C:N显著低于花花柴和胡杨, 但骆驼刺地表处理的凋落物质量损失显著小于花花柴(p < 0.05)( 图2, 图3), 而与胡杨的质量损失差异不显著.对木质素光降解的研究表明, 木质素对UV具有吸收作用, UV辐射对木质素起到分解作用, 导致凋落物质量损失(Day et al., 2007).Heitner和Scaiano (1993)提出, 沙漠中的高紫外线辐射降解木质素, 使得木质素含量较高的凋落物更容易发生更大的质量损失.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的木质素含量分别为(14.7 ± 0.8)%、(10.7 ± 0.3)%和(12.9 ± 1.3)%, 花花柴的木质素含量高于骆驼刺和胡杨, 对于地表处理的凋落物, 其质量损失显著高于骆驼刺和胡杨( p < 0.05).因此, 在极端干旱区, 地表的凋落物的分解或许受木质素的影响更大.对于2 cm埋深处理, 花花柴和骆驼刺的质量损失差异未达到显著水平( p > 0.05), 骆驼刺的质量损失显著高于胡杨.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的C:N分别为79.07 ± 1.20、35.87 ± 1.83和116.94 ± 7.68, 骆驼刺具有较低的C:N, 其质量损失在2 cm埋深处理下较高.因此, 在极端干旱区, 2 cm埋深的凋落物的分解或许受C:N的影响更大.在土壤水分条件相对较好的15 cm埋深处理, 不同凋落物质量损失未达到显著差异水平( p> 0.05).可能是因为15 cm埋深处理未受到光辐射等的影响, 导致凋落物质量损失很少且未出现显著性差异.因此, 极端干旱区与大多数非干旱区中利用初始凋落物基质质量来预测凋落物分解有较大差异, 有待更深入的研究探索. ...

花花柴脱盐能力及脱盐结构研究
1
2004

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

花花柴脱盐能力及脱盐结构研究
1
2004

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

Research progress on the effects of soil erosion on vegetation
1
2009

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

极端干旱区花花柴( Karelinia caspia)、骆驼刺( Alhagi sparsifolia)和胡杨( Populus euphratica)叶片凋落物分解特征
1
2019

... 凋落物质量残留率(R_m, %)(李成道等, 2019)、水溶性盐残留率(R_s, %)和水溶性盐溶解速率(R_a, g·min^-1)的计算公式为: ...

极端干旱区花花柴( Karelinia caspia)、骆驼刺( Alhagi sparsifolia)和胡杨( Populus euphratica)叶片凋落物分解特征
1
2019

... 凋落物质量残留率(R_m, %)(李成道等, 2019)、水溶性盐残留率(R_s, %)和水溶性盐溶解速率(R_a, g·min^-1)的计算公式为: ...

新疆盐生植物资源及开发利用
1
2017

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

新疆盐生植物资源及开发利用
1
2017

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

Decomposition of 51 semidesert species from wide-ranging phylogeny is faster in standing and sand-buried than in surface leaf litters: implications for carbon and nutrient dynamics
2
2015

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

绿洲沙漠过渡带柽柳( Tamarix ramosissima)灌丛沙堆-丘间地系统土壤盐分含量特征
1
2016

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

绿洲沙漠过渡带柽柳( Tamarix ramosissima)灌丛沙堆-丘间地系统土壤盐分含量特征
1
2016

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

红柳沙包物质组成揭示的塔克拉玛干沙漠南缘地区环境变化
1
2014

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

红柳沙包物质组成揭示的塔克拉玛干沙漠南缘地区环境变化
1
2014

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

UV-B辐射增强对陆地生态系统碳循环的影响
1
2012

... 研究表明, 光降解对凋落物的作用机制不仅包括对木质素、纤维素等较难分解物质的直接作用, 也包括改变凋落物化学组分等间接作用(柳淑蓉等, 2012).在分解时间为前6个月时, 地表处理的3种凋落物在水溶液中的水溶性盐溶解量都呈上升趋势, 这可能是由于光照改变了凋落物的化学组分, 导致凋落物中水溶性盐更容易溶解, 分解时间为6个月后, 随着凋落物中水溶性盐量减少, 凋落物水溶性盐溶解量降低.2 cm和15 cm埋深处理的叶凋落物水溶性盐溶解量在分解6个月后呈显著上升趋势, 这可能与土壤条件如土壤含水量更高有关(安桂香等, 2011), 随着分解时间的延长, 使水溶性盐更容易溶解.但花花柴凋落物水溶性盐量在2 cm掩埋处理分解5个月后出现上升-下降-上升趋势(图6), 可能是因为其水溶性盐含量显著高于其他两种植物, 水溶性盐更容易溶解, 所以开始表现为上升趋势, 但其在2 cm掩埋处理下水溶性盐损失显著高于其他两种植物(图7), 但水溶性盐含量损失总体较少, 所以之后水溶性盐溶解量表现为下降-上升趋势.花花柴凋落物水溶性盐量在15 cm掩埋处理分解5个月后出现下降而后显著上升趋势, 可能是刚开始在15 cm处凋落物水溶性盐溶解量一直未显著变化, 在6个月之后, 随着降水量的增加和凋落物化学组分的变化, 水溶性盐溶解量增加, 且15 cm处凋落物水溶性盐含量和质量一直未减少, 所以之后呈显著上升趋势.本研究表明, 由于凋落物初始盐分含量的差异以及不同类型凋落物结构组成等差异, 导致凋落物的水溶性盐溶解量具有较大差异, 但变化趋势基本一致. ...

UV-B辐射增强对陆地生态系统碳循环的影响
1
2012

... 研究表明, 光降解对凋落物的作用机制不仅包括对木质素、纤维素等较难分解物质的直接作用, 也包括改变凋落物化学组分等间接作用(柳淑蓉等, 2012).在分解时间为前6个月时, 地表处理的3种凋落物在水溶液中的水溶性盐溶解量都呈上升趋势, 这可能是由于光照改变了凋落物的化学组分, 导致凋落物中水溶性盐更容易溶解, 分解时间为6个月后, 随着凋落物中水溶性盐量减少, 凋落物水溶性盐溶解量降低.2 cm和15 cm埋深处理的叶凋落物水溶性盐溶解量在分解6个月后呈显著上升趋势, 这可能与土壤条件如土壤含水量更高有关(安桂香等, 2011), 随着分解时间的延长, 使水溶性盐更容易溶解.但花花柴凋落物水溶性盐量在2 cm掩埋处理分解5个月后出现上升-下降-上升趋势(图6), 可能是因为其水溶性盐含量显著高于其他两种植物, 水溶性盐更容易溶解, 所以开始表现为上升趋势, 但其在2 cm掩埋处理下水溶性盐损失显著高于其他两种植物(图7), 但水溶性盐含量损失总体较少, 所以之后水溶性盐溶解量表现为下降-上升趋势.花花柴凋落物水溶性盐量在15 cm掩埋处理分解5个月后出现下降而后显著上升趋势, 可能是刚开始在15 cm处凋落物水溶性盐溶解量一直未显著变化, 在6个月之后, 随着降水量的增加和凋落物化学组分的变化, 水溶性盐溶解量增加, 且15 cm处凋落物水溶性盐含量和质量一直未减少, 所以之后呈显著上升趋势.本研究表明, 由于凋落物初始盐分含量的差异以及不同类型凋落物结构组成等差异, 导致凋落物的水溶性盐溶解量具有较大差异, 但变化趋势基本一致. ...

一种电导率指标测可溶性盐分含量新方法
1
2012

... 凋落物初始总碳(TC)和全氮(TN)含量采用碳氮元素分析仪(Vario Max CN, Elementary, Hanau, Germany)测定, 纤维素、半纤维素和木质素含量采用纤维素测定仪(Fibertec 2010, FOSS, Hilleroed, Denmark)测定.取凋落物2-3 g置于灰化坩埚中, 称质量(精确到0.1 mg), 碳化后置于550 ℃马弗炉中进行灰化, 用于测定水溶性盐含量(鲍士旦, 2000; 罗毅等, 2012).水溶性盐含量与电导率关系的标准曲线建立: 分别准确称取3种初始凋落物灰分0.01、0.02、0.03、0.05、0.10、0.15、0.20和0.30 g (精确到0.1 mg)置于50 mL离心管中, 加入蒸馏水25 mL, 漩涡振荡30 s后, 置于离心机3 000 r·min^-1离心5 min, 采用电导率仪测定电导率后, 去上清液, 加入25 mL蒸馏水漩涡振荡30 s后, 3 000 r·min^-1离心5 min, 去上清液, 重复洗涤灰分3次后, 将灰分残渣置于75 ℃烘箱中48 h至恒质量, 水溶性盐含量为灰分洗涤后的质量损失, 利用水溶性盐含量与电导率的关系建立水溶性盐含量与电导率的标准曲线.凋落物水溶性盐溶解量的测定: 4-5 g凋落物置于烧瓶中, 加入蒸馏水300 mL, 缓慢振荡1 min后将溶液转移到另一烧瓶中, 利用电导率仪测定溶液电导率, 根据标准曲线计算凋落物1 min水溶性盐溶解量. ...

一种电导率指标测可溶性盐分含量新方法
1
2012

... 凋落物初始总碳(TC)和全氮(TN)含量采用碳氮元素分析仪(Vario Max CN, Elementary, Hanau, Germany)测定, 纤维素、半纤维素和木质素含量采用纤维素测定仪(Fibertec 2010, FOSS, Hilleroed, Denmark)测定.取凋落物2-3 g置于灰化坩埚中, 称质量(精确到0.1 mg), 碳化后置于550 ℃马弗炉中进行灰化, 用于测定水溶性盐含量(鲍士旦, 2000; 罗毅等, 2012).水溶性盐含量与电导率关系的标准曲线建立: 分别准确称取3种初始凋落物灰分0.01、0.02、0.03、0.05、0.10、0.15、0.20和0.30 g (精确到0.1 mg)置于50 mL离心管中, 加入蒸馏水25 mL, 漩涡振荡30 s后, 置于离心机3 000 r·min^-1离心5 min, 采用电导率仪测定电导率后, 去上清液, 加入25 mL蒸馏水漩涡振荡30 s后, 3 000 r·min^-1离心5 min, 去上清液, 重复洗涤灰分3次后, 将灰分残渣置于75 ℃烘箱中48 h至恒质量, 水溶性盐含量为灰分洗涤后的质量损失, 利用水溶性盐含量与电导率的关系建立水溶性盐含量与电导率的标准曲线.凋落物水溶性盐溶解量的测定: 4-5 g凋落物置于烧瓶中, 加入蒸馏水300 mL, 缓慢振荡1 min后将溶液转移到另一烧瓶中, 利用电导率仪测定溶液电导率, 根据标准曲线计算凋落物1 min水溶性盐溶解量. ...

风蚀和沙埋对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺水分和光合作用的影响
1
2014

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

风蚀和沙埋对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺水分和光合作用的影响
1
2014

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带地表沙物质理化性质空间差异
1
2015

... 本实验在中国科学院策勒荒漠草地生态系统国家野外研究站荒漠实验区进行.研究区位于塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围绿洲-荒漠过渡带(35.30°-39.50° N, 80.06°-82.18° E), 该地区属于典型的大陆性干旱气候, 干旱少雨, 5-7月的降水次数相对较多, 但是降水量很少, 年降水量35.1 mm, 5-7月降水总量达34.6 mm.土壤以风沙土为主, 保水能力差, 沙化严重, 有机质平均含量0.8%左右, 全氮平均含量0.6%左右, pH 7-8.年平均气温11.9 ℃, 极端最高气温41.9 ℃, 极端最低气温-23.9 ℃.热资源丰富: 平均年日照时间2 697.5 h, 年太阳总辐射能604.2 kJ·cm^-2.这里风沙活动频繁, 多年平均沙尘天气25.2 d, 年平均风速1.9 m·s^-1, >8级的大风3-9次(毛东雷等, 2015).主要植被有骆驼刺、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、花花柴、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和胡杨等, 植被覆盖率低, 仅有15%-30%.气象数据(图1)由策勒国家野外观测站气象站获取. ...

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带地表沙物质理化性质空间差异
1
2015

... 本实验在中国科学院策勒荒漠草地生态系统国家野外研究站荒漠实验区进行.研究区位于塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围绿洲-荒漠过渡带(35.30°-39.50° N, 80.06°-82.18° E), 该地区属于典型的大陆性干旱气候, 干旱少雨, 5-7月的降水次数相对较多, 但是降水量很少, 年降水量35.1 mm, 5-7月降水总量达34.6 mm.土壤以风沙土为主, 保水能力差, 沙化严重, 有机质平均含量0.8%左右, 全氮平均含量0.6%左右, pH 7-8.年平均气温11.9 ℃, 极端最高气温41.9 ℃, 极端最低气温-23.9 ℃.热资源丰富: 平均年日照时间2 697.5 h, 年太阳总辐射能604.2 kJ·cm^-2.这里风沙活动频繁, 多年平均沙尘天气25.2 d, 年平均风速1.9 m·s^-1, >8级的大风3-9次(毛东雷等, 2015).主要植被有骆驼刺、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、花花柴、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和胡杨等, 植被覆盖率低, 仅有15%-30%.气象数据(图1)由策勒国家野外观测站气象站获取. ...

Leaf litter decomposition in a southern Sonoran Desert ecosystem, northwestern Mexico: effects of habitat and litter quality
1
2007

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

Stoichiometric controls of nitrogen and phosphorus cycling in decomposing beech leaf litter
1
2012

... 通常, 凋落物C:N越低, 纤维素、木质素含量越少, 其分解速率越快(Mooshammer et al., 2012).Berg (2000)研究认为, N含量越高的凋落物有机物分解速率越快.Taylor等(1989)研究认为, 微生物数量和活性往往与C:N成反比, 较低C:N的凋落物具有较高的分解速率.本研究表明, 骆驼刺凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 其C:N显著低于花花柴和胡杨, 但骆驼刺地表处理的凋落物质量损失显著小于花花柴(p < 0.05)( 图2, 图3), 而与胡杨的质量损失差异不显著.对木质素光降解的研究表明, 木质素对UV具有吸收作用, UV辐射对木质素起到分解作用, 导致凋落物质量损失(Day et al., 2007).Heitner和Scaiano (1993)提出, 沙漠中的高紫外线辐射降解木质素, 使得木质素含量较高的凋落物更容易发生更大的质量损失.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的木质素含量分别为(14.7 ± 0.8)%、(10.7 ± 0.3)%和(12.9 ± 1.3)%, 花花柴的木质素含量高于骆驼刺和胡杨, 对于地表处理的凋落物, 其质量损失显著高于骆驼刺和胡杨( p < 0.05).因此, 在极端干旱区, 地表的凋落物的分解或许受木质素的影响更大.对于2 cm埋深处理, 花花柴和骆驼刺的质量损失差异未达到显著水平( p > 0.05), 骆驼刺的质量损失显著高于胡杨.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的C:N分别为79.07 ± 1.20、35.87 ± 1.83和116.94 ± 7.68, 骆驼刺具有较低的C:N, 其质量损失在2 cm埋深处理下较高.因此, 在极端干旱区, 2 cm埋深的凋落物的分解或许受C:N的影响更大.在土壤水分条件相对较好的15 cm埋深处理, 不同凋落物质量损失未达到显著差异水平( p> 0.05).可能是因为15 cm埋深处理未受到光辐射等的影响, 导致凋落物质量损失很少且未出现显著性差异.因此, 极端干旱区与大多数非干旱区中利用初始凋落物基质质量来预测凋落物分解有较大差异, 有待更深入的研究探索. ...

Energy storage and the balance of producers and decomposition in ecological systems
1
1963

... 利用Olson指数衰减模型拟合凋落物的分解过程(Olson, 1963), 计算分解常数(k, a^-1): ...

Global-scale similarities in nitrogen release patterns during long-term decomposition
1
2007

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

Soil fertility problem in arid and semi-arid lands
1964

Litter decomposition in a sandy Monte desert of western Argentina: influences of vegetation patches and summer rainfall
1
2006

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate
1
1992

... 凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017).凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009).据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992).在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010).因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要. ...

Salt effects on the soil microbial decomposer community and their role in organic carbon cycling: a review
1
2015

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

Carbon input belowground is the major C flux contributing to leaf litter mass loss: evidences from a¹³C labelled-leaf litter experiment
1
2010

... 凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017).凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009).据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992).在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010).因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要. ...

Nutrient-specific solubility patterns of leaf litter across 41 lowland tropical woody species
1
2013

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

Nitrogen and lignin content as predictors of litter decay rates: a microcosm test
1
1989

... 通常, 凋落物C:N越低, 纤维素、木质素含量越少, 其分解速率越快(Mooshammer et al., 2012).Berg (2000)研究认为, N含量越高的凋落物有机物分解速率越快.Taylor等(1989)研究认为, 微生物数量和活性往往与C:N成反比, 较低C:N的凋落物具有较高的分解速率.本研究表明, 骆驼刺凋落物N含量显著高于花花柴和胡杨, 其C:N显著低于花花柴和胡杨, 但骆驼刺地表处理的凋落物质量损失显著小于花花柴(p < 0.05)( 图2, 图3), 而与胡杨的质量损失差异不显著.对木质素光降解的研究表明, 木质素对UV具有吸收作用, UV辐射对木质素起到分解作用, 导致凋落物质量损失(Day et al., 2007).Heitner和Scaiano (1993)提出, 沙漠中的高紫外线辐射降解木质素, 使得木质素含量较高的凋落物更容易发生更大的质量损失.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的木质素含量分别为(14.7 ± 0.8)%、(10.7 ± 0.3)%和(12.9 ± 1.3)%, 花花柴的木质素含量高于骆驼刺和胡杨, 对于地表处理的凋落物, 其质量损失显著高于骆驼刺和胡杨( p < 0.05).因此, 在极端干旱区, 地表的凋落物的分解或许受木质素的影响更大.对于2 cm埋深处理, 花花柴和骆驼刺的质量损失差异未达到显著水平( p > 0.05), 骆驼刺的质量损失显著高于胡杨.本研究中, 花花柴、骆驼刺和胡杨的C:N分别为79.07 ± 1.20、35.87 ± 1.83和116.94 ± 7.68, 骆驼刺具有较低的C:N, 其质量损失在2 cm埋深处理下较高.因此, 在极端干旱区, 2 cm埋深的凋落物的分解或许受C:N的影响更大.在土壤水分条件相对较好的15 cm埋深处理, 不同凋落物质量损失未达到显著差异水平( p> 0.05).可能是因为15 cm埋深处理未受到光辐射等的影响, 导致凋落物质量损失很少且未出现显著性差异.因此, 极端干旱区与大多数非干旱区中利用初始凋落物基质质量来预测凋落物分解有较大差异, 有待更深入的研究探索. ...

Interrelationships among shrub encroachment, land management, and litter decomposition in a semidesert grassland
1
2007

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

Resolving the dryland decomposition conundrum: some new perspectives on potential drivers
2
2009

... 凋落物分解受生物和非生物因素共同影响(Berg & Laskowski, 2006).在大多数生态系统中, 降水和温度等气候因子或凋落物化学组成(碳(C)含量、氮(N)含量、C:N、纤维素含量、半纤维素和木质素含量)能很好地预测凋落物质量损失(Martínez-Yrízaret al., 2007), 但这些因子不能完全解释干旱、半干旱区凋落物的分解变化(Gholz et al., 2000).干旱地区凋落物的分解速率可能不仅受到非生物降解的影响, 特别是受到光降解的影响, 同时还受到降水脉冲的影响(Austin & Vivanco, 2006).在干旱和半干旱区, 植被覆盖度低, 温度高且光照强, 导致微生物活性较低, 光照对植物凋落物质量的损失具有较大的影响(Throop & Archer, 2009).有研究表明, 在干旱地区, 凋落物分解速率的峰值常出现在雨季初期, 认为是降水引起的大量水溶性不稳定化合物流失(Parton et al., 2007), 太阳辐射、风化作用及干湿交替引起的物理性破碎也有一定的协同作用(Gallardo & Merino, 1993).因此, 众多****尽管对影响凋落物分解的因素进行了广泛研究, 但不同生态系统类型下的差异较大, 有必要在极端干旱地区对凋落物分解的特征进行研究. ...

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

Intrinsic effects of species on leaf litter and root decomposition: a comparison of temperate grasses from North and South America
1
2006

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

罗布泊地区红柳沙包年层的研究意义
1
2005

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

罗布泊地区红柳沙包年层的研究意义
1
2005

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

盐生植物灌丛对土壤养分和盐分空间分布的影响及其机制研究进展
1
2020

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

盐生植物灌丛对土壤养分和盐分空间分布的影响及其机制研究进展
1
2020

... 土壤盐渍化是一个全球性的环境问题, 全球盐渍土面积约占陆地总面积的1/10 (Rath & Rousk, 2015).花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)都为盐生或耐盐植物(贾磊和安黎哲, 2004; 李从娟等, 2017), 在我国西北干旱地区的沙漠盐渍土和草甸上广泛分布.盐生植物可以吸收土壤中的盐分, 富集在叶片, 从而实现盐分的转移, 再以凋落物分解的形式完成盐分的释放, 但同时也增加了土壤表层的盐渍化程度(许捷等, 2020).董正武等(2018)通过对塔克拉玛干沙漠4个不同区域柽柳(Tamarix chinensis)沙包中土壤盐分分布特征及其影响因素进行分析, 发现沙包中枯枝落叶量与土壤中盐分变化显著相关.随着全球土壤盐碱化问题受到广泛关注, 探究盐生植物凋落物分解过程中盐分释放对地球盐渍化防治具有重要科学意义.本研究在塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带, 选择花花柴、骆驼刺、胡杨3种植物叶片凋落物为研究对象, 通过设置不同沙土掩埋深度, 模拟自然条件下不同分解环境, 研究极端干旱区盐生植物凋落物分解特征, 探索极端干旱区凋落物的分解规律. ...

塔克拉玛干沙漠边缘柽柳对土壤水盐分布的影响
1
2007

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

塔克拉玛干沙漠边缘柽柳对土壤水盐分布的影响
1
2007

... 凋落物中养分和其他可溶性物质通过淋溶方式进入到土壤中是凋落物质量损失的重要途径(Schreeg et al., 2013).尹传华等(2007)研究认为, 生物作用在荒漠生态系统中柽柳灌丛下盐分富集作用大于非生物作用, 生物作用主要表现为根系对盐分的吸收、运输并使之以凋落物的形式回落到表层土壤的生物积盐过程.本研究表明, 凋落物中水溶性盐损失率与质量损失率变化趋势基本一致, 不同物种和不同处理下的凋落物水溶性盐损失具有较大差异, 水溶性盐损失率为地表处理> 2 cm埋深处理> 15 cm埋深处理.地表处理和2 cm埋深处理的3种植物叶凋落物水溶性盐均在分解6个月后出现显著的降低, 可能是由于分解6个月后出现降水事件及伴随凋落物质量损失导致凋落物中水溶性盐损失.对不同盐生植物沙包中土壤盐分分布的研究表明, 盐生植物的枯枝一方面因为荫蔽作用减轻地面蒸发而减少返盐, 另一方面因为本身泌盐而影响土壤盐分的分布规律(何玉惠等,2015; 刘进辉等, 2016).本研究在分解过程中凋落物盐分损失, 可能通过降水淋溶作用或者凋落物质量损失过程返回土壤. ...

森林凋落物研究开展
1
2017

... 凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017).凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009).据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992).在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010).因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要. ...

森林凋落物研究开展
1
2017

... 凋落物在维持生态系统物质循环和能量流动方面发挥着重要作用(曾加芹, 2017).凋落物分解是生态系统中碳周转和矿质养分循环的重要过程(Fu et al., 2009).据统计, 全球每年因凋落物分解释放的CO₂约占全球年碳通量的70% (Raich & Schlesinger, 1992).在全球陆地生态系统中, 有80%的有机碳储存于土壤中(Eswaran et al., 1993), 而凋落物又是土壤碳输入的重要来源, 凋落物分解以可溶性有机碳和稳定态腐殖质的形式向土壤输入碳(Rubino et al., 2010).因此, 了解凋落物分解的影响因素对于理解全球碳循环至关重要. ...

塔克拉玛干沙漠南缘红柳沙包有机质碳氮含量与气候环境变化
1
2016

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

塔克拉玛干沙漠南缘红柳沙包有机质碳氮含量与气候环境变化
1
2016

... 在干燥、阳光充足的干旱环境中, 由于光化学或物理降解, 凋落物分解速率甚至比其他非干旱区要快(Austin & Ballare, 2010).然而, 相对于地表凋落物, 对干旱区埋土处理下的凋落物分解的研究仍然较少(Liu et al., 2015).在不同的生态系统中, 包括半干旱地区, 都有研究表明掩埋凋落物的质量损失明显大于地表凋落物(Vivanco & Austin, 2006; Austin et al., 2009).但在极端干旱区, 光辐射更强, 环境更恶劣, 微生物活性更低, 分解情况可能不一样.极端干旱区风沙频繁, 风沙受荒漠植物的阻滞形成沙堆, 秋季枯枝落叶凋落在沙土表层, 次年被风沙掩埋(夏训诚等, 2005), 形成与其他生态系统明显不同的分解环境.有关极端干旱区掩埋的研究大多集中在沙埋后植物生理生态方面(Jiao et al., 2009; 马洋等, 2014)和已形成沙包中植物残体和物质组成方面(刘倩, 2014; 赵元杰等, 2016), 关于沙土掩埋后凋落物分解的研究较少.由于凋落物分解与土壤环境关系复杂, 对于极端干旱区的沙土掩埋是否会影响凋落物的分解还没有明确定论, 但对这一问题的研究显然是十分必要的. ...

光降解在凋落物分解中的作用
1
2011

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...

光降解在凋落物分解中的作用
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2011

... 由于干旱地区气候的特殊性, 夏季太阳辐射高, 而且降水少以及夏季高温限制了微生物的活性(Gallo et al., 2006).早在1964年, Pauli认为光照在有机质分解中扮演着重要角色.通常认为光降解是指有机物在光的作用下, 逐步氧化成低分子中间产物, 最终生成CO₂、H₂O及其他离子如NO₃^-、PO₄^3-、Cl^-等(周丽等, 2011).Throop和Archer (2009)认为, 在干旱半干旱区, 凋落物暴露在高温和强光之下, 光降解对凋落物的质量损失有很大的影响.Liu等(2015)在半干旱的鄂尔多斯沙地生态系统的研究表明, 相对于地表处理, 悬空和沙土掩埋处理下凋落物分解较快.Throop和Archer (2007)的研究发现进入分解袋的土壤或沙土由于移动和掩埋会影响分解率.本文对极端干旱区不同掩埋处理下凋落物质量损失的研究表明, 地表条件加速了凋落物的质量损失, 其次是2 cm埋深, 15 cm掩埋处理凋落物质量损失最少.土壤表层凋落物质量损失最快, 可能是地表受到光照的直接分解, 且风沙活动频繁, 沙土的移动也促进了土壤表层凋落物的质量损失.2 cm和15 cm掩埋处理的凋落物残留结果表明, 在不受光照条件的直接影响下, 2 cm的土壤条件显著增加了凋落物的质量损失(p < 0.05).Georgiou等( 2015)研究表明, 在干旱半干旱地区, 光照导致土壤表层产生过氧化氢和羟基自由基, 从而导致凋落物中有机物的分解.因此, 本研究认为, 光照产生的自由基是使地表处理和2 cm埋深处理的凋落物质量损失的重要因素.有研究表明, 干旱半干旱区凋落物分解率在降水后迅速出现峰值(Pucheta et al., 2006).从实验环境数据来看, 在分解6个月后, 月太阳辐射量、月积温、月降水量都有所增加(图1).本研究表明, 在分解6个月后出现降水事件, 3种凋落物地上地表处理和2 cm埋深处理的质量显著降低, 说明在地表处理和2 cm埋深下凋落物还受到降水脉冲的影响.15 cm埋深处理未受到光辐射和降水脉冲的影响, 凋落物质量损失最慢. ...