当前世界环境

介绍

分解是指有机结合的营养物质以自由离子的形式释放到土壤溶液中的生物过程。植物从土壤中吸收这些营养物质，利用它们进行代谢过程，并通过凋落物将营养物质归还。凋落物分解影响着生态系统的养分动态，是森林生态系统的养分输入之一。有研究估计，森林植物年需要量的69-87%是通过凋落物分解来满足的。因此，凋落物分解在森林和农业生态系统的养分预算中起着重要作用，在农业生态系统中，植被主要依靠植物碎屑的再循环来满足养分需求。¹物理因素(温度和土壤湿度等)对分解速度有显著影响。在非常干燥的土壤中，由于微生物数量少(因为真菌和细菌干涸)，分解过程减慢或几乎受到限制。

除此之外，微生物分解者的食物来源(即分解的叶子)是影响分解速度的控制因素之一。^2、3基本上营养丰富的叶片(优质叶:桤木)比营养缺乏的叶片(劣质叶:针叶树)腐烂得快。分解过程在养分循环和土壤有机质形成方面对土壤肥力起着重要作用。^{4、5、6所示}除此之外，凋落物覆盖还起到了缓冲土壤含水量变化的保护层作用，⁷温度,⁸阻碍侵蚀⁹土壤压实。¹⁰

由于提供了许多生态系统服务，橡树在喜马拉雅地区得到了重要的保护。^11、12橡树,尤其是问:leucotrichophora和问:多花植物不仅与农业生态系统有关，而且作为喜马拉雅山区居民的生命支持系统。^13、14橡树林是燃料和木材的来源，与天然泉水和野生动物有关。^14，15鉴于此，由于橡树是喜马拉雅中部森林的关键石料树种和多用途树种，本研究的主要目的是(1)评价两种喜马拉雅橡树(即;问:leucotrichophora答:加缪。前波哈都和问:多花植物采用。(ex Rehder)和(ii)将减肥模式与不同参数联系起来。

材料与方法

研究地点、气候和土壤

本研究在奈尼塔尔(29°23′N 79°27′e29.38°N 79.45°E)进行，海拔2,084米(6,837英尺)。研究区以天然栎林为主，在印度中喜马拉雅地区，栎林以一种和两种为主，因此优势类型容易识别。¹⁶这些都是问:leucotrichophora森林覆盖了较低海拔地区(1000 -2100米)，问:多花植物森林分布在1800 - 2400米之间的有限区域。

该站点进一步分为两个子站点;第一个站点位于DSB校区植物系附近(海拔2,084米)，Nainital，被认为是站点1，主要有Quercus leucotrichophoraa .加缪。Quercus。多花植物采用。塞德鲁斯·迪奥达(Roxb。Don);宏碁oblongum墙。山茱萸capitala墙。和李属ceresoidesD. Don，而另一个站点2位于Kailakhan森林(海拔1800-1950 m) (Nainital)，以Quercus leucotrichophoraa .加缪。Quercus。floribunda Lindl, cedus deodara(Roxb。Don);Lyonia ovalifolia(Wallichi)。柯克,蜡果杨梅耐Buch.-Ham。Cupressus torulosaD. Don和杜鹃arboreum史密斯。

气候属季风性温带，具有明显的季节性特征。全年可分为三个明显的季节:夏季(3月中旬至6月中旬)，雨季(6月中旬至9月)和冬季(11月至2月)。十月是雨季和冬季的中间季节。平均最高气温在15℃之间波动^oC 1月至27日^oC和平均每月最低从2^o1月至15日^oC在六月。总降雨量约2315毫米，其中近83%为季风带来的雨季。月平均相对湿度在92%之间，9月最高，12月最低。6月至9月是每年的阵雨，12月至2月，奈尼塔尔被大雪覆盖。研究年度的气象资料见图1。

研究地点的土壤为黑色，质地为壤土，营养成分中等，性质为微酸性。夏季平均土壤温度为15℃~ 17℃，冬季平均土壤温度为5℃~ 8℃。

图1:研究期间的气象数据 期间(2012-2013)(资料来源:ARIES, Nainital) 点击此处查看图

实验设计

试验叶片特征

喜马拉雅橡树均为常绿树种，寿命约为1年，有硬叶，比叶质量超过130 g/m²它们的大小从微叶类到misophyl不等。¹⁷在喜马拉雅的橡树中，叶子问:多花植物背面和腹面都有绿色的刺叶，而问:leucotrichophora上半部分有齿状边缘，下半部分全部有齿状边缘，腹部表面有银白色。¹⁸叶子的颜色也随着年龄的变化而变化，例如，叶子问:leucotrichophora幼时呈红棕色，成熟时变为绿色。与之相反的是问:多花植物不要含有叶绿素以外的其他色素。的嫩叶问:leucotrichophora由于气孔控制尚不发达，有厚厚的蜡层来检查蒸腾作用。¹⁷

实验装置

首先，成熟的，近衰老但附着的叶片问:leucotrichophora和问:多花植物落叶后从研究地点收集并带到实验室。用报纸把叶子压平，在室温下晾干24-48小时。采用凋落物袋(尼龙凋落物袋)技术测定分解率。准备的凋落物袋尺寸为20 x 20厘米，孔径为1毫米，以尽量减少袋子中的人工凋落物损失。每种植物的风干叶片10 gm(初始重量)，分别装入凋落物袋中。1毫米的网眼大小足以让微生物移动，它们是主要的凋落物食料。¹⁹采用烘箱干燥法测定凋落物含水率。每个样地每个树种共放置36个凋落物袋(每月3个分样袋)。每个物种的凋落物袋分别埋在土壤中，这样袋子就能与土壤保持接触，尽可能不受干扰。

在12个月内，每个地点每隔30天随机回收3个凋落物袋。拒绝所有外部杂质，并将样品袋滑动到单独的袋子中带回实验室。回收的残料用自来水仔细清洗，去除所有附着的表面杂质和土壤颗粒，然后在60℃下干燥残料^oc - 80^oC在烤箱中恒定并称重。

计算

通过6个重复(每个位点3个重复)计算每个物种的分解率。取平均值作进一步分析。

凋落物质量损失与衰减率系数

凋落物质量损失表示为给定时间后剩余的百分比，计算公式为:

%R= W (t_x) / W (t_我) x100

其中W (t)_x)为时间(t)后剩余叶片物质的干重(g)_x)和W (t)_我)为初始权重(Peterson)。^20.

衰减率系数(k)

计算公式为:-k= ln (%R/ 100) /t

式中，t为以天为单位的时间(彼得森)。^20.

结果与讨论

减肥模式

在研究期间的一年内(2012年7月- 2013年6月)，以每月为间隔测量分解过程中干物质的损失。问:leucotrichophora在这两个网站上，365天内平均体重减轻了60.15%。凋落物在研究期第一个月后分解量最大(占原始凋落物质量的16.7%)，12 - 1月分解量最小(1.85%)。图2给出了该物种经过的天数与体重减轻%之间的关系。

图2:凋落叶分解 白毛蕨的模式 点击此处查看图

在整个研究过程中，凋落物分解的平均速率为问:leucotrichophora在两个位点均获得60.15%。随着时间的增加，凋落叶的分解速率逐渐降低。随着时间的推移，两个地点的分解过程也减慢了。该声明得到了一项研究的支持，该研究宣布分解过程中有两个阶段:第一阶段的分解进行得很快，因为淀粉分子和氨基酸容易分解，并将更可溶性的化合物作为C和N转移到土壤中，这些化合物逐渐矿化或固定化;第二阶段的分解相对较慢，因为木质素和纤维素的腐殖化复杂且耗时²¹．

图3:凋落叶的合成模式问:多花植物 点击此处查看图

表1:凋落叶对比研究 分解在橡树和其他植物物种 点击这里查看表格

两种橡木的腐烂率系数和相对分解率见表2。衰减率系数为0.0596- 0.0014问:leucotrichophora从0.0558到0.0013不等问:多花植物．月相对分解率(RDR)在0.0598 ~ 0.0014 g/g/d和0.0208 ~ 0.0050 g/g/d之间问:leucotrichophora和问:多花植物,分别。在雨季分解速率更大，可能是由于在温度、湿度和降雨有利条件下微生物活动明显。²²一些研究表明，雨季的消失率最高，为36-53%，冬季为15-26%。²³分解率与各参数的相关关系见表3，分解率与日数呈负相关，与降雨量、土壤温度呈显著正相关。

表2:栎树树种的衰变率系数(k)和相对分解率(g/g/d)

表3:分解率与不同参数的Pearson相关性

结论

本研究的结论是，在整个研究期间，体重持续下降，在放置垃圾袋后的60天内体重下降相对较高。不同树种的月间隔分解速率表现出不同的规律。在这两个物种中，体重下降幅度较大的是问:多花植物As compare to而不是in问:leucotrichophora横跨两个站点。结果表明，腐解速率还受物理因素和气候条件的影响。在雨季体重下降相对较快(33-36%)，而在冬季达到最低(11-9%)。

此外，天然林凋落物的多样性丰富，许多物种的凋落物以自然的方式相互交织在地面上。因此，需要进行详细的研究，了解所有这些物种的分解速度及其在土壤肥力中的作用，以确定森林中的营养动态。

鸣谢

作者非常感谢纳尼塔尔DSB校区植物系S.S. Bargali教授对本文的审阅。我们也感谢新德里大学资助委员会(基础科学与研究)奖学金的财政支持。

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