【摘要】：凋落物分解是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié),由于植物生長的不同物候時期對養(yǎng)分的需求量存在差異,凋落物的分解釋放養(yǎng)分的速率對植物生長產(chǎn)生一定的影響。土壤動物作為凋落物分解過程中重要的生物因子,其在植物生長的不同物候時期對凋落物分解具有顯著影響。然而,在植物生長的不同物候時期,土壤動物的群落結(jié)構(gòu)以及其對凋落物質(zhì)量的影響還不清楚。尤其是近幾十年來自然森林植被受到嚴(yán)重破壞,人類活動日漸頻繁,次生林和人工林廣泛種植。這些嚴(yán)重受到人為干擾的系統(tǒng)生態(tài)過程更為脆弱,凋落物分解對于植物生長更為重要,且強(qiáng)烈的人類活動干擾必然顯著改變土壤動物活動及其對凋落物分解的作用過程,進(jìn)而影響凋落物分解過程和植物生長過程的關(guān)系。目前,已有的相關(guān)研究更加關(guān)注人工林和次生林土壤動物多樣性和凋落物的整體分解情況,并沒有注意到凋落物分解進(jìn)程與植物物候過程的關(guān)系,更沒有研究植物生長不同關(guān)鍵時期(秋末落葉期、萌動期、展葉期、葉片成熟期、盛葉期、葉衰期)土壤動物對凋落物質(zhì)量的貢獻(xiàn)。因此,以典型人工林樹種馬尾松(Pinus massoniana)和柳杉(Cryptomeria fortunei),次生林樹種香樟(Cinnamomum camphora)和麻櫟(Quercus acutissima)凋落物為研究對象,根據(jù)植物物候動態(tài),研究植物生長不同關(guān)鍵時期土壤動物的貢獻(xiàn)特征,以期通過深入認(rèn)識四川盆地常綠闊葉林凋落物分解過程,為合理調(diào)控凋落物分解等物質(zhì)循環(huán)過程,更好地作用于植物生長及區(qū)域亞熱帶常綠闊葉林可持續(xù)管理提供一定的理論依據(jù)。研究期間,共捕獲土壤動物10386只,隸屬22目73科,其中,馬尾松(2863只)柳杉(2713只)香樟(2704只)麻櫟(2106只)。土壤動物的功能類群在植物生長的不同物候時期存在明顯差異。第一年的植物生長過程中,除柳杉土壤動物的個體密度高峰在展葉期出現(xiàn)外,其他三種凋落物的土壤動物個體密度高峰均出現(xiàn)在葉片成熟期和葉衰期。在第二年的凋落物分解過程中,馬尾松和柳杉凋落物袋中的土壤動物個體密度高峰出現(xiàn)在秋末落葉期,而香樟和麻櫟則出現(xiàn)在盛葉期。在兩年的凋落物分解過程中,4種凋落物中土壤動物的個體密度和類群密度均有較為一致的變化趨勢。兩年的凋落物分解過程中,移除土壤動物前后4種凋落物的干重殘留量存在顯著差異(p0.05),且凋落物質(zhì)量顯著(p0.05)影響凋落物的分解速率。在第一年的凋落物分解過程中,相同環(huán)境條件下,闊葉樹種分解速度快于針葉樹種,而在第二年的凋落物分解過程中,針葉樹種分解速度加快。土壤動物對凋落物失重的貢獻(xiàn)在第一年隨著分解的進(jìn)行而增大,而凋落物分解的第二年,土壤動物的貢獻(xiàn)明顯減小。土壤動物對C釋放的貢獻(xiàn)針葉樹種大于闊葉樹種,對養(yǎng)分釋放的影響在分解的第一年大于第二年。在4種凋落物分解過程中,N和P都表現(xiàn)出了富集現(xiàn)象,但由于凋落物基質(zhì)的差異,和土壤動物作用程度的不同,N和P富集的起始時間也存在差異,但總體規(guī)律基本表現(xiàn)為釋放-富集-釋放-富集-釋放。在凋落物分解的第一年,凋落物木質(zhì)素濃度持續(xù)上升,而至分解的第二年,木質(zhì)素濃素的變化幅度較小。在兩年的凋落物分解過程中纖維素濃度持續(xù)下降。土壤動物對木質(zhì)素和纖維素分解的貢獻(xiàn)均表現(xiàn)為第一年小于第二年,兩年的凋落物分解過程中,土壤動物對木質(zhì)素的貢獻(xiàn)在4種凋落物中均表現(xiàn)為正效應(yīng),且土壤動物對難分解組分木質(zhì)素的作用在柳杉中表現(xiàn)最明顯。土壤動物對纖維素濃度的影響在各時期表現(xiàn)較為一致,纖維素持續(xù)釋放,且分解前期快于后期。在兩年的凋落物分解過程中,4種凋落物的C/N、C/P均隨著凋落物的分解呈現(xiàn)下降的趨勢,N/P和木質(zhì)素/N在分解前后變化較小。土壤動物對木質(zhì)素/N的作用雖然在凋落物分解的各時期沒有較為一致的變化規(guī)律,但土壤動物對4種凋落物的木質(zhì)素/N均表現(xiàn)出顯著影響。4種凋落物木質(zhì)素/纖維素在兩年的凋落物分解過程中均表現(xiàn)為升高,土壤動物對木質(zhì)素/纖維素的影響在第一年小于第二年。綜上所述,亞熱帶常綠闊葉林土壤動物對凋落物分解產(chǎn)生顯著影響,但土壤動物的影響在分解第一年要大于分解第二年。由于植物生長的不同時期,凋落物的基質(zhì)差異和土壤動物群落結(jié)構(gòu)的差異,土壤動物對不同時期凋落物的影響表現(xiàn)出一定的差異性,但在土壤動物較為活躍的展葉期、葉片成熟期和盛葉期,土壤動物對凋落物分解的影響更加顯著。這些結(jié)果,在揭示土壤動物影響凋落物分解的同時,為更加清晰地認(rèn)識植物生長不同物候時期,土壤動物改變凋落物分解速率,進(jìn)而影響植物生長過程提供了一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【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】：2014
【分類號】：S714

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本文編號：2754427