凋落物添加和模拟氮磷沉降对红松凋落物木质素降解和碳释放的影响

郭绮雯,段文标,刘玉萍,陈立新,李常准,于颖颖,李少然,李亦菲

东北林业大学林学院, 哈尔滨 150040

碳(C)是构成植物体的核心元素,在生态系统物质循环和能量流动中占有重要地位。凋落物分解释放的碳是森林生态系统的重要碳源之一,也是土壤转化的物质基础。同时,关于全球碳库的研究表明,凋落物分解所释放的碳占每年全球碳流通的70%左右,分解所释放的CO2可高达68Gt[1]。C含量、N含量、木质素含量以及它们之间的比值是衡量凋落物的质量,判断凋落物是否易分解的主要指标[2]。

长期以来,木质素一直被认为是植物材料中的一种顽固性成分,其降解是凋落物分解和土壤有机质形成的关键[3- 5],但最近的几项研究结果与传统观念正相反。木质素可能在凋落物早期分解期间分解得最快,作为与不稳定的C底物共降解的结果——碳水化合物的供应推动着木质素分解[6]。然而鲜有研究关注红松凋落物分解过程中,木质素的降解对C释放的影响。

近年来,大量的矿物燃料燃烧和氮肥的施用使得大气氮沉降呈现增加的趋势[7],直接或间接地影响了森林凋落物的分解率和养分组成。氮、磷沉降是否会促进凋落物的产量及分解迄今还存在着争议,因为大量研究都是基于模型和样地的定量估计得出的结论,然而在更为广泛的空间水平上的讨论还有所欠缺。基于对森林空间水平上大量的研究发现,氮沉降促进了大多数植物及所有与丛枝菌根真菌相关的树种的生长,具有净负生长响应的树种多为常绿针叶林树种[8]。……