【摘要】：凋落葉分解是陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分,決定著全球碳收支和養(yǎng)分周轉(zhuǎn),受氣候、基質(zhì)質(zhì)量和土壤生物等因子共同作用的影響。土壤動(dòng)物群落可通過(guò)取食、破碎、混合等直接作用和通過(guò)影響土壤微生物數(shù)量、結(jié)構(gòu)和活性以及改變土壤物理特性等間接作用控制凋落葉分解過(guò)程。它們對(duì)凋落葉分解的影響可能在很大程度上取決于凋落葉的分解環(huán)境、基質(zhì)特性和土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)江上游森林生態(tài)系統(tǒng)是長(zhǎng)江流域生態(tài)安全屏障的主體,其氣候條件、植被組成和土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)沿流域海拔變化具有顯著的時(shí)空分異。鑒于此,本研究以長(zhǎng)江上游代表性森林植被群落為對(duì)象,基于“土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉分解的貢獻(xiàn)是否集中體現(xiàn)了氣候和樹種(基質(zhì)質(zhì)量)對(duì)凋落葉分解的作用?土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉分解的貢獻(xiàn)是否隨海拔升高而降低?受季節(jié)性雪被影響的亞高山／高山森林土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉分解的貢獻(xiàn)是否顯著不同于常綠闊葉林區(qū)?”的科學(xué)假設(shè),通過(guò)網(wǎng)袋法進(jìn)行土壤動(dòng)物群落控制試驗(yàn),同步監(jiān)測(cè)了不同海拔森林凋落葉分解的環(huán)境、土壤動(dòng)物群落、質(zhì)量(mass)損失、養(yǎng)分釋放和質(zhì)量(quality)變化動(dòng)態(tài)。主要結(jié)果如下： (1)大氣溫度和降水量隨海拔增加顯著(P0.05)降低,以海拔453m最高,3,582m最低,年平均溫度相差12.89℃,年降水量相差479mm。凋落葉的平均溫度隨海拔增加顯著(P0.05)降低。整個(gè)研究期間,凋落葉溫度在945m和453m始終高于0。C,在3,582m和3,023m的冬季則圍繞0℃存在明顯的凍融循環(huán),且凋落葉分解濕度隨降水量季節(jié)差異顯著變化。這種截然不同的溫濕度特征可能深刻影響土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉分解的貢獻(xiàn)。 (2)不同凋落葉的土壤動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類群和常見類群組成、個(gè)體密度和類群數(shù)量以及蜱螨目與彈尾目比值(A/C)差異顯著。土壤動(dòng)物群落優(yōu)勢(shì)類群和功能類群組成、個(gè)體和類群密度以及群落多樣性和相似性隨凋落葉分解過(guò)程表現(xiàn)出顯著的動(dòng)態(tài)變化,且受到海拔、基質(zhì)質(zhì)量和采樣時(shí)間顯著影響,與凋落葉的溫濕度、化學(xué)性質(zhì)和基質(zhì)質(zhì)量特征表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系。這表明土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)隨凋落葉分解過(guò)程不斷變化,對(duì)海拔、基質(zhì)質(zhì)量和季節(jié)變化敏感響應(yīng),可能深刻作用于凋落葉的質(zhì)量損失和養(yǎng)分礦化。 (3)土壤動(dòng)物參與顯著(P0.05)增加了凋落葉的質(zhì)量損失和分解速率,縮短了分解所需時(shí)間,但土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉分解的貢獻(xiàn)并未隨隨海拔升高而降低。整個(gè)研究期間,土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉質(zhì)量損失和分解速率的貢獻(xiàn)率分別為15.44%-42.56%和1].24%-36.35%,且對(duì)闊葉凋落葉的貢獻(xiàn)率隨海拔增加顯著(P0.05)降低,但對(duì)針葉凋落葉的貢獻(xiàn)率隨海拔增加降低不顯著(P0.05)。土壤動(dòng)物對(duì)質(zhì)量損失貢獻(xiàn)效應(yīng)的出現(xiàn)時(shí)間隨海拔增加而延后,貢獻(xiàn)率隨分解時(shí)間增加而增加,在冬季受季節(jié)性凍融影響的高山和亞高山森林(海拔3,582m和3,023m)表現(xiàn)為針葉顯著(P0.05)高于闊葉,而在冬季分解溫度較高的中山和低山森林(海拔945m和453m)表現(xiàn)為闊葉顯著(P0.05)高于針葉。此外,土壤動(dòng)物對(duì)質(zhì)量損失的貢獻(xiàn)率受到海拔、基質(zhì)質(zhì)量和采樣時(shí)間的顯著影響,與凋落葉的溫濕度、化學(xué)性質(zhì)和土壤動(dòng)物群落特征具有密切相關(guān)關(guān)系。這表明土壤動(dòng)物群落顯著影響了凋落葉的質(zhì)量損失,其貢獻(xiàn)率差異能有效體現(xiàn)氣候和樹種(基質(zhì)質(zhì)量)對(duì)凋落物分解的作用。 (4)土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉元素釋放的影響隨元素類型變化而不同�？傮w而言,土壤動(dòng)物參與促進(jìn)了微生物對(duì)凋落葉氮和磷的固持,顯著(P0.05)增加了凋落葉氮和磷的含量,但對(duì)凋落葉碳含量的影響不顯著(P0.05)。土壤動(dòng)物參與還顯著(P0.05)增加了木質(zhì)素比例,降低了纖維素比例。并且,凋落葉元素釋放受到海拔、基質(zhì)質(zhì)量和采樣時(shí)間顯著影響,與凋落葉的溫濕度和土壤動(dòng)物群落特征相關(guān)顯著。這表明土壤動(dòng)物群落顯著影響了凋落葉的元素釋放和養(yǎng)分周轉(zhuǎn),且土壤動(dòng)物作用的元素釋放特征對(duì)海拔、基質(zhì)質(zhì)量和季節(jié)變化敏感響應(yīng)。 (5)土壤動(dòng)物顯著改變了凋落葉分解過(guò)程中的基質(zhì)質(zhì)量特征。總體而言,土壤動(dòng)物顯著(P0.05)降低了多數(shù)凋落葉分解初期的碳氮比、碳磷比、木質(zhì)素氮比,特別是是針葉樹種。土壤動(dòng)物顯著(P0.05)增加了多數(shù)凋落葉分解初期的氮磷比以及整個(gè)分解期間的木質(zhì)素纖維素比。凋落葉分解過(guò)程中的質(zhì)量特征受到海拔、基質(zhì)質(zhì)量和采樣時(shí)間顯著影響,與凋落葉的溫濕度和土壤動(dòng)物群落特征表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系。這進(jìn)一步表明土壤動(dòng)物促進(jìn)了凋落葉分解,對(duì)分解過(guò)程的影響對(duì)海拔、基質(zhì)質(zhì)量和季節(jié)變化敏感響應(yīng)。 總之,長(zhǎng)江上游典型森林凋落葉分解過(guò)程中維持著豐富多樣的土壤動(dòng)物群落,這些土壤動(dòng)物對(duì)凋落葉的質(zhì)量損失、養(yǎng)分釋放和基質(zhì)質(zhì)量變化總體表現(xiàn)為正效應(yīng)。它們能通過(guò)直接和間接作用增加凋落葉的可分解性,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)穩(wěn)定有序。并且,土壤動(dòng)物貢獻(xiàn)率的差異能有效體現(xiàn)氣候和基質(zhì)質(zhì)量對(duì)凋落物分解的作用。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S714.3

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