【摘要】：凋落物分解是森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)行為里不可或缺的一部分,是生物過程和非生物過程必不可少的組成部分。森林異質環(huán)境形成的季節(jié)性雪被是控制中高緯度地區(qū)山地森林結構和功能的重要因素,對凋落物的分解過程可能有顯著影響,而雪被因素究竟是以何種方式參與并影響干旱半干旱區(qū)域山地生態(tài)系統(tǒng)凋落物分解過程中尚不明確。本文以天山山系北麓中山帶為靶區(qū),干旱半干旱山區(qū)特有的雪嶺云杉凋落葉為研究對象,根據雪嶺云杉林冠空隙、坡度和風向設置樣地并劃分成四個雪被梯度,采用凋落物分解袋法,于2015-2016年天山冬季雪被覆蓋下的三個關鍵時期(凍融初期、深凍期、融凍期)以及生長季節(jié)(生長季節(jié)前期和生長季節(jié)后期),系統(tǒng)分析了天山森林代表性樹種雪嶺云杉凋落葉的分解動態(tài)和碳、氮、磷元素的變化動態(tài)對冬季雪被因子的響應。以期更為全面地認識干旱半干旱山區(qū)中海拔區(qū)域凋落物分解等關鍵生態(tài)過程對全球氣候變化的響應特征。結果表明:(1)雪嶺云杉凋落物在通過一年實驗期分解后,分解率達24.6%-29.2%;凋落物在冬季時期發(fā)生的大量的質量損失,分解率達11.6%-13.6%,整個冬季凋落物的質量損失占全年質量損失的46.6%-48.0%;冬季時期雪被厚度的差異使得各雪被梯度下凋落物的分解率存在明顯差異,對凋落物的分解產生了重要影響,從冬季開始直至生長季結束,厚雪被梯度雪嶺云杉凋落物的分解率與無雪被梯度雪嶺云杉凋落物的分解率存在顯著差異,隨雪被厚度的減小,凋落物分解率也隨之減小,Olson凋落物分解系數也隨之減小,厚雪被梯度下擬合方程為:y=98.009e-0.310x,中雪被梯度下擬合方程為:y=98.592e-0.296x,薄雪被梯度下擬合方程為:y=98.556e-0.277x,無雪被梯度下擬合方程為:y=99.251e-0.273x;不同雪被梯度下雪嶺云杉凋落物在冬季雪被覆蓋期內凋落物分解質量損失貢獻率達46%-48.5%;在生長季節(jié)前期,四種雪被梯度下雪嶺云杉凋落物分解質量損失最多。(2)雪嶺云杉凋落物分解過程中碳、氮、磷元素及其化學計量比對雪被厚度的變化產生了極大的響應。凋落物碳元素在雪嶺云杉凋落物分解過程中呈釋放-富集-釋放的狀態(tài),至一年實驗期結束后,凋落物碳含量總體表現(xiàn)為釋放,且凋落物碳元素的釋放率表現(xiàn)為隨雪層高度的減少而增加的趨勢;凋落物氮元素在雪嶺云杉凋落物分解過程中表現(xiàn)為富集-釋放-富集的狀態(tài),凋落物氮元素在凋落物一年的分解后呈上升趨勢,雪層高度的減少使得凋落物氮釋放作用有一定程度的提升;凋落物磷元素在雪嶺云杉凋落物分解過程中表現(xiàn)為富集-釋放的狀態(tài),凋落物磷元素至實驗結束后表現(xiàn)為下降的趨勢,雪層厚度的減少使得凋落物磷釋放作用有一定程度的減弱。(3)在雪嶺云杉凋落物的分解過程中,凋落物的碳、氮、磷及其比值與土壤碳、氮、磷及其比值聯(lián)系緊密,土壤有機碳與凋落物磷呈顯著正相關,土壤全氮與凋落物氮呈顯著正相關,土壤全磷與凋落物氮呈顯著負相關,土壤養(yǎng)分元素與凋落物養(yǎng)分元素關系緊密,具有相同的變化趨勢,土壤養(yǎng)分含量的高低在一定程度上決定了凋落物養(yǎng)分元素含量的大小。
【圖文】：

Fig.3-2 Different snow under the temperature dynamic3.2 各時期不同梯度質量特征不同雪被下各時期雪嶺云杉凋落物分解動態(tài)特征如圖3-3所示，在通過一年的分解后，不同雪被覆蓋下雪嶺云杉凋落物分解達24.6%-29.2%，且各個雪被厚度下的分解率存在顯著差異（P＜0.05）；雪被厚度使得雪嶺云杉凋落葉的分解產生了變化，在各個階段雪嶺云杉凋落頁的分解率均隨雪被厚度的減小，，呈現(xiàn)出降低的趨勢，厚雪被情況下凋落物失重最大，無雪被情況下凋落物失重最小；同一時期，厚雪被下凋落物分解率均顯著高于無雪被和中雪被（P＜0.05）；除生長季后期外，薄雪被和中雪被下凋落物分解率在凍融期、深凍期、融凍期、生長季前期四個時期中并無明顯差異；厚雪被與中雪被下凋落物分解率在凍融期、生長季前期、生長季后期三個時期中有顯著差異（P＜0.05）；在生長季后期

0.273 0.98 2.539 10.9733.3 各時期不同梯度質量損失貢獻率特征4種雪被下雪嶺云杉凋落物各時期質量損失貢獻率如圖3-4所示，雪被覆蓋期內凋落物分解質量損失貢獻率明顯高于生長季；在野外試驗雪嶺云杉凋落葉一年內，雪嶺云杉葉片部分分解質量消耗最多的是在第4個時期雪嶺云杉不斷成熟中；在生長季前期，隨雪被厚度的增加凋落物質量損失貢獻率呈現(xiàn)出下降趨勢，無雪被下貢獻率最高，達到了32.1%；而在生長季后期則呈現(xiàn)出隨雪被厚度增加質量損失貢獻率逐漸下降；雪被覆蓋期對凋落物的失重也有一定貢獻，凋落物的分解主要發(fā)生在凍融期和深凍期，凋落物在融凍期的失重要明顯低于另外兩個時期；051015202
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S714

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本文編號：2525283