氣候變化背景下東北東部山區(qū)紅松和蒙古櫟凋落物分解特征.pdf

1、氣候變化對凋落物分解會產(chǎn)生直接和間接的影響。一方面，氣候變化可以通過改變森林生態(tài)系統(tǒng)的水熱條件而直接影響凋落物的分解過程;另一方面，通過長期的氣候變化可導(dǎo)致氣候帶的轉(zhuǎn)移、森林物種的遷移，從而改變原有森林樹種組成，引發(fā)林下凋落物種類組成和比例的改變，進(jìn)而間接的影響原有凋落物的分解。闊葉紅松林是我國東北典型的地帶性頂極植被類型，蒙古櫟是占我國東北次生林面積最大的闊葉樹種。有研究認(rèn)為，氣候變化對蒙古櫟生長較其它闊葉樹種更有優(yōu)勢，蒙古櫟次生林面

2、積可能進(jìn)一步擴(kuò)大;而該樹種又是闊葉紅松林的主要伴生樹種之一，因此，在受氣候變化影響下現(xiàn)有原始蒙古櫟紅松林內(nèi)蒙古櫟可能會逐漸向相鄰或交錯的闊葉紅松林內(nèi)遷移，同時，隨著面積逐漸擴(kuò)大的蒙古櫟次生林內(nèi)紅松幼苗的天然或人工更新，蒙古櫟紅松林的生長范圍可能會逐漸擴(kuò)大，引起林下凋落物組成種類和比例的改變，進(jìn)而影響蒙古櫟和紅松凋落物的分解。為了探討未來氣候變化對中國東北東部森林凋落物分解可能帶來的潛在影響，本研究以闊葉紅松林的建群樹種紅松和伴生樹種蒙古

3、櫟凋落物作為研究對象，利用室內(nèi)微縮試驗(yàn)?zāi)M增溫(+4℃、+6℃)和在野外原始紅松林和蒙古櫟次生林下埋放不同混合比例的2樹種凋落物分解袋（蒙古櫟與紅松比例分別為MH3∶1、MH1∶1、MH1∶3及單種紅松和蒙古櫟），模擬氣候變化影響下森林演替過程中凋落物組成比例的改變，研究其凋落物的分解特征，通過測定凋落物分解呼吸累積CO2產(chǎn)量、質(zhì)量損失率、凋落物的C、N元素分解動態(tài)、C/N比等指標(biāo)，并對這些指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，旨在揭示氣候變化情景下闊葉紅

4、松林和蒙古櫟次生林演替過程中凋落物的分解特性，研究結(jié)果可為預(yù)測氣候變化情景下東北主要森林演替過程中的物質(zhì)循環(huán)特性提供科學(xué)參考。主要結(jié)果如下:
　　(1)室內(nèi)微縮單因子控制實(shí)驗(yàn)表明，溫度升高對單獨(dú)的蒙古櫟和紅松凋落物及二者混合凋落物的分解速率均有促進(jìn)作用;對照和+4℃條件下凋落物混合分解對凋落物分解有促進(jìn)作用。然而，在+6℃條件下混合凋落物與蒙古櫟單一凋落物分解速率相差不大，二者均大于紅松單一凋落物分解速率。
　　(2)原始闊

5、葉紅松林中的野外實(shí)驗(yàn)表明，與單種凋落物分解情況相比，蒙古櫟和紅松凋落物混合對凋落物分解有促進(jìn)作用。按MH1∶3混合分解速率最快，隨著蒙古櫟比例的增加分解速率先減小后增大。混合凋落物中，蒙古櫟凋落物對紅松凋落物C元素釋放速率是先促進(jìn)后抑制;按MH1∶3混合，蒙古櫟明顯促進(jìn)了紅松凋落物N元素的富集，明顯降低紅松凋落物的C/N比，其它比例混合沒有明顯規(guī)律;按MH1∶1和MH1∶3混合，紅松凋落物能促進(jìn)蒙古櫟凋落物C元素釋放，但對蒙古櫟凋落物N

6、元素分解影響不明顯。
　　(3)蒙古櫟次生林中的野外實(shí)驗(yàn)表明，與單種凋落物分解情況相比，凋落物混合在分解前期對凋落物有明顯的促進(jìn)作用;在試驗(yàn)?zāi)┢冢煌壤旌蠈Φ蚵湮锓纸庥绊懖灰?，按MH1∶1和MH1∶3混合對分解有促進(jìn)作用，而按MH3∶1混合表現(xiàn)出抑制作用?；旌咸幚碇?，按MH3∶1混合蒙古櫟凋落物可以促進(jìn)初始紅松凋落物C分解，其它比例混合蒙古櫟凋落物對紅松凋落物C分解有抑制作用。按MH1∶3混合蒙古櫟凋落物對紅松凋落物N富集有明

7、顯的促進(jìn)作用，其他比例混合蒙古櫟凋落物對紅松凋落物N分解表現(xiàn)為抑制作用;按MH1∶1和MH1∶3混合，紅松凋落物可以促進(jìn)蒙古櫟凋落物C釋放，按MH3∶1混合紅松凋落物對蒙古櫟凋落物C分解先促進(jìn)后抑制;紅松凋落物對蒙古櫟凋落物N分解影響沒有明顯規(guī)律?？傮w來看按MH1∶3混合對凋落物分解促進(jìn)作用最明顯。
　　(4)綜合分析室內(nèi)微縮試驗(yàn)和野外試驗(yàn)結(jié)果，可以得出:溫度是影響凋落物分解的重要因子之一，隨著溫度的升高凋落物分解速率加快;紅松和

8、蒙古櫟凋落物混合對凋落物分解有促進(jìn)作用，隨著溫度升高促進(jìn)作用可能減弱，凋落物混合分解對2樹種的凋落物C分解、N富集和C/N比存在促進(jìn)、抑制或交替出現(xiàn)等不同程度的影響;凋落物分解存在主場效應(yīng);各處理凋落物在蒙古櫟次生林內(nèi)分解要快于在原始紅松林林內(nèi)分解。因此，在氣候變化背景下，溫度升高會加速蒙古櫟和紅松凋落物的分解;在蒙古櫟逐漸成為原始紅松林的伴生樹種過程中，蒙古櫟和紅松凋落物混合會促進(jìn)凋落物的分解，且按MH1∶3混合分解最快;同樣的，在蒙