【摘要】：植物凋落葉分解是陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換的主要途徑。高山林線交錯帶是陸地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化響應(yīng)的敏感區(qū)域。研究該區(qū)域凋落葉分解過程中的質(zhì)量損失、元素釋放和組分降解,對于深入了解和預(yù)測全球氣候變化對高山生態(tài)系統(tǒng)的影響具有重要的意義。因此,本研究采用凋落袋分解法,于2012年10月至2014年11月,對川西高山林線交錯帶12個優(yōu)勢物種凋落葉在三個植被類型下(暗針葉林-高山林線-高山草甸)共兩年(兩個雪被期和兩個生長季)分解過程中的質(zhì)量損失、碳、氮、磷、可溶性碳和總酚的釋放及纖維素和木質(zhì)素的降解進行研究,探討季節(jié)性雪被對質(zhì)量損失、元素釋放和組分降解的影響,以及分析質(zhì)量損失與凋落葉初始質(zhì)量、凋落葉動態(tài)質(zhì)量及環(huán)境因子的關(guān)系,結(jié)果顯示：1)高山林線交錯帶從暗針葉林-高山林線-高山草甸,環(huán)境溫度波動幅度逐漸增大,平均溫度逐漸升高,凍融頻次依次遞增。季節(jié)性雪被在高山林線交錯帶覆蓋明顯。第二年降雪量、雪被覆蓋持續(xù)時間、雪被覆蓋厚度均高于第一年。兩年綜合來看,雪被厚度大小順序依次為高山林線暗針葉林高山草甸。2)分解時期(四個分解階段)、植被類型、物種因素均顯著影響凋落葉分解過程。凋落葉初始氮含量、磷含量、纖維素含量、木質(zhì)素含量、C/N和L/N等初始質(zhì)量與分解速率顯著相關(guān)。凋落葉分解速率k值范圍為0.096～0.928,柳蘭分解最快3-4年分解基本完成,而錦絲蘚和高山杜鵑分解緩慢,分解基本完成需要20年以上,其余9種凋落葉分解一半需要1年半左右,分解基本完成需要5-7年。大部分凋落葉在第一個生長季初期殘留率急轉(zhuǎn)直下,分解加速。凋落葉失重集中在第一年,尤其是在第一年生長季。兩個雪被期占兩年總失重近四成。3)不同種類凋落葉質(zhì)量發(fā)生了不同程度的變化。凋落葉質(zhì)量不同分解時期的變化對季節(jié)性雪被的響應(yīng)差異較大。氮、磷、可溶性碳和總酚含量的變化趨勢在三個植被上比較一致,氮和磷含量小幅上升,可溶性碳和總酚含量大幅降低。碳、纖維素和木質(zhì)素含量的變化趨勢在三個植被上差異明顯,碳含量小幅降低,纖維素含量保持基本穩(wěn)定,木質(zhì)素含量則小幅升高。4)凋落葉不同元素(組分)均發(fā)生了不同程度的釋放(降解)。季節(jié)性雪被對不同元素(組分)釋放(降解)的影響具顯著差異。碳、氮、磷、纖維素和木質(zhì)素的釋放(.降解)大致在50～65%,而可溶性碳和總酚的釋放達90%。全部元素(組分)的釋放(降解)集中在第一年,碳、可溶性碳和總酚釋放集中在第一年生長季,而氮、磷、纖維素和木質(zhì)素兩個季節(jié)約各占第一年的二分之一。第二個雪被期碳、氮、磷、纖維素和木質(zhì)素的釋放(降解)約占第二年的60%。氮、可溶性碳和纖維素的釋放(降解)在暗針葉林釋放最高,碳和總酚的釋放(降解)在高山林線最高,而磷和木質(zhì)素的釋放(降解)在高山草甸最高。5)溫度、L/N、C/N、纖維素和雪被等因素對凋落葉失重率具有顯著影響。溫度與失重率呈極顯著正相關(guān),雪被厚度與失重率呈極顯著負(fù)相關(guān),纖維素動態(tài)含量與失重率呈極顯著正相關(guān), C/N和L/N動態(tài)比值與失重率呈極顯著負(fù)相關(guān)。溫度、雪被、L/N、C/N和纖維素對失重率的影響依次減小。L/N、C/N、纖維素等質(zhì)量因子對凋落失重具有重要影響,但溫度和雪被等環(huán)境因子的作用更為關(guān)鍵。高山林線交錯帶地區(qū)凋落葉在四個分解時期的分解過程具有各自的特征,季節(jié)性雪被不僅直接控制雪被季節(jié)凋落葉的分解過程,而且間接影響生長季節(jié)凋落葉的分解過程。凋落葉分解過程中質(zhì)量損失、元素釋放和組分降解集中在第一年尤其集中在第一年生長季,而經(jīng)過第一年的快速失重后,凋落葉可分解性顯著降低,季節(jié)性雪被的作用從第二年開始變得突出,凋落葉質(zhì)量損失、元素釋放和組分降解開始向雪被期集中。L/N、C/N、纖維素等動態(tài)質(zhì)量對凋落葉分解過程具有重要影響,但是,溫度和雪被等環(huán)境因子才是高山林線交錯帶區(qū)域凋落葉分解過程起關(guān)鍵因子,且凋落葉失重率與溫度呈正相關(guān),與雪被厚度呈負(fù)相關(guān)。因此,在未來全球氣候變暖,氣溫升高,季節(jié)性雪被持續(xù)縮減的情況下,高山林線交錯帶地區(qū)的凋落葉分解過程可能會明顯加速。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S714

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本文編號：2769305