丘陵紅壤林下植物根系生長與凋落物分解的互作.pdf

1、森林地下過程研究是當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿。丘陵山區(qū)人工林林下植物大量根系生長于凋落物中是一種較為常見的現(xiàn)象。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，植物體內(nèi)的養(yǎng)分主要以凋落物的形式分解歸還到土壤，又通過根系的吸收作用重新回到植物體中，正是二者的共同作用聯(lián)通了整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。但對于植物的根系是如何影響凋落物的分解，凋落物的分解又是怎樣誘導(dǎo)根系的生長和發(fā)育還知之甚少。
　　本研究一方面選取濕地松（Pinus elliottii）和

2、楓香（Liquidambar formosana）凋落葉為對象，采用凋落物尼龍網(wǎng)分解袋法，通過控制有和無林下植物檵木（Loropetalum chinense）根系參與分解的兩種處理，定期測定分析凋落物的重量衰減以及有機(jī)碳、氮磷元素含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，剖析林下植物根系生長影響凋落物分解的機(jī)制。另一方面，以林下植物檵木為對象，開展凋落物加倍+正常供水、凋落物加倍+供水減半、去除凋落物+正常供水、去除凋落物+供水減半四種處理，定期測定凋落物

3、層和土壤層檵木根系生長動(dòng)態(tài)、有效氮磷供應(yīng)狀態(tài)，揭示凋落物分解對根系生長的作用?；谝陨蟽蓚€(gè)試驗(yàn)，探討林下植物根系生長和凋落物分解的相互作用及其機(jī)制，為人工林的林下植被和凋落物管理提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)森林地下生態(tài)學(xué)的發(fā)展和提高人工林的經(jīng)營和管理水平。
　　主要結(jié)果和結(jié)論如下：
　?。?）檵木根系的參與對楓香凋落葉的分解有顯著的促進(jìn)作用，但主要表現(xiàn)在分解前期，而對中、后期的影響較小。作用機(jī)制可能是在分解前期根系為其共生微生物提供了

4、所需的氮源，微生物活躍程度增高，加快了凋落物重量衰減，碳、氮和磷的釋放速率。而檵木根系的參與對濕地松凋落物的分解無顯著作用，且表現(xiàn)出一定的抑制能力?？赡芘c濕地松凋落葉氮含量較低，碳/氮比較高，對提高根系共生微生物的活躍不利有關(guān)。因此，整個(gè)分解過程有根系的參與雖然使凋落物有機(jī)碳、全磷的釋放變緩，但對于重量衰減、氮素動(dòng)態(tài)無顯著影響。
　?。?）無論是楓香還是濕地松凋落葉，根系參與分解雖然會使其有機(jī)碳、全氮和全磷含量的變化加快或者減慢，

5、但并不會對分解過程中凋落物碳:氮:磷化學(xué)計(jì)量比的動(dòng)態(tài)變化造成影響。較好地支持了凋落物分解趨于同質(zhì)化的理論。
　?。?）凋落物輸入顯著促進(jìn)林下植物根系在凋落物層中的分化，但降低其在土壤中的生長，且水分添加會加劇這種變化。這是因?yàn)?，相較于土壤，凋落物自身更容易釋放出大量的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，而水分的添加又會顯著提高凋落物中礦質(zhì)氮的含量，從而誘導(dǎo)根系的大量生長。
　　（4）凋落物的輸入促進(jìn)了植物吸收根的分化生長，抑制貯藏根的生長，而水

6、分的添加則促進(jìn)了運(yùn)輸根和貯藏根的分化生長。而在凋落物和水分同時(shí)供應(yīng)條件下，植物會減少對運(yùn)輸根和貯藏根的投入，而分化產(chǎn)生更多的吸收根。推斷，植物根系會根據(jù)外界水分和養(yǎng)分環(huán)境的改變，根系生長分化的響應(yīng)模式有別。
　　綜上所述，在丘陵紅壤人工林中，有許多因素共同控制著林下植物根系生長和凋落葉分解的相互作用。整體上可以推斷，林下植物根系生長對凋落物分解的作用不如凋落物自身化學(xué)計(jì)量比的控制能力。但根系的參與會通過加快凋落物有機(jī)碳、氮和磷的釋