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东北地理所湿地植物立枯分解研究取得进展

东北地理所湿地植物立枯分解研究取得进展

  植物凋落物分解是全球碳收支的重要组成部分,也是养分循环的主要决定因素。在湿地中,植物生物量在生长季很少被消费而是最终进入碎屑食物网中。因此,凋落物分解代表了重要的能量输入,并且养分的持续可用性也主要依赖于凋落物分解。在大多数湿地中,许多草本植物的地上部分在枯萎之后并不会立即倒伏,而是保持立枯状态并持续一段时间,成为残余物库的重要组成部分,并且在这个阶段其分解过程已经开始。 

  中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地与全球变化学科组以三江平原的主要湿地植物为研究对象,分析了植物地上凋落物在立枯期的分解过程。研究表明,湿地草本植物地上部分以立枯状态分解一年后,质量损失能达到19.3~45.1%(叶片)和14.3~23.1%(杆),并且立枯的质量损失与其初始C:NC:P,以及附着微生物的呼吸速率均密切相关。在分解过程中,立枯的氮总量显著增加,但磷总量在一年后表现为净释放。因此,湿地草本植物凋落物在立枯期的分解是凋落物分解过程的重要组成部分,在湿地生态系统碳和养分循环中起着重要作用。幸运28  

  此外,为了探究凋落物位置对其初期分解过程的影响,该研究团队以沼泽化草甸的优势物种小叶章为研究对象,分析了凋落物在立枯和倒伏状态下分解过程的差异。研究表明,小叶章地上部分(包括叶片、叶鞘和杆)以立枯状态分解180天后质量损失很少,低于地表分解的相应组织,但分解一年后会超过或者接近在地表分解的相应组织。处于立枯状态的叶片和叶鞘在分解180天后养分残留量显著高于在地表分解的相应组织,但在分解360天以后,这种模式发生了转变。此外,杆以立枯状态分解时的养分残留量一般高于其在地表分解时的养分残留量。因此,处于不同状态的凋落物具有截然不同的分解过程,兼顾不同状态的凋落物的总量及其分解过程对全面了解温带湿地的碳循环和养分周转是非常必要的。 

  本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的资助,相关研究成果发表于Plant and SoilEcological Engineering上。 

  论文信息: 

  Zhang XH, Song CC, Mao R, Yang GS, Tao BX, Shi FX, Zhu XY, Hou AX. 2014. Litter mass loss and 幸运28nutrient dynamics of four emergent macrophytes during aerial decomposition in freshwater marshes of the Sanjiang Plain, Northeast China. Plant and Soil, 385: 139-147.  

  Zhang XH, Song CC, Mao R, Song, YY, Meng HN. 2015. Comparing differences in early-stage decay of macrophyte shoots between in the air and on the sediment surface in a temperate freshwater marsh. Ecological 幸运28 Engineering, 81: 14-18.