中科院之聲 - 凋落物分解調控機制研究獲進展－鑽石舞台

凋落物分解是森林生態系統碳收支和養分循環的核心過程，凋落物的基質質量、土壤生物、環境因子是影響凋落物分解的三個關鍵要素，共同決定了碳和養分循環速率。以往針對影響凋落物分解三大要素多開展單一要素研究，而凋落物基質、土壤生物與環境因子對凋落物分解影響的相對重要性以及對碳和養分釋放影響的異同尚不清楚。

中國科學院瀋陽應用生態研究所次生林生態與經營組研究團隊依託中科院清原森林生態系統觀測研究站/遼寧清原森林生態系統國家野外科學觀測研究站2007年建立的四組毗鄰次生林和人工林試驗平台，綜合考慮影響凋落物分解的三要素，於2012年野外布設了5040個凋落物分解袋（圖1），探究了不同樹種單一和混合凋落物基質、不同大小土壤生物和凋落物分解環境對凋落物分解速率、碳和養分釋放的影響規律。

研究表明，凋落物基質質量是決定其分解速率的第一要素，土壤生物和凋落物分解環境分別是第二、第三要素（圖2）。研究對表徵凋落物基質的10餘個指標分析發現，凋落物鎂含量、木質素與磷的比值是影響分解的重要因子，突破了傳統上普遍認為氮和木質素控制木本植物凋落物分解的認知。研究還發現，凋落物基質顯著影響單一和混合凋落物氮和錳的釋放，與人工針葉（如落葉松）凋落物相比，闊葉樹種提高了氮和錳的釋放達20%以上，且在土壤肥力相對較差的人工林土壤中更明顯；在森林生態系統植物-土壤相互作用過程中，土壤肥力除了與凋落物基質有關外，也與土壤本身原有肥力相關。該研究揭示了凋落物分解調控因素之間的相對重要性和差異，為單一和混合凋落物碳和養分周轉、人工林土壤肥力恢復等提供了重要參考。

相關研究成果以Litter decomposition and nutrient release from monospecific and mixed litters: comparisons of litter quality, fauna and decomposition site effects為題，發表在Journal of Ecology上。研究工作得到國家自然科學優秀青年科學基金項目、國家重點基礎研究發展計劃和中科院前沿科學重點研究計劃的支持。美國克萊姆森大學科研人員參與研究。