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森林凋落物是森林生态系统的主要组成部分,在维持土壤肥力、促进森林生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。凋落物质量是生态系统中物质循环的基础。凋落物中有机组分(包括水溶性组分、有机溶性组分、酸溶性组分和酸不溶性组分)是凋落物质量的主要表征形式,因此了解凋落物中的有机组分,对于深入认识森林生态系统中物质循环和凋落物分解机制具有重要意义。林窗是森林更新的主要形式。高山森林林窗的形成使得区域微环境的水热条件发生变化,这将直接或间接的影响凋落物中的有机组分。目前,大部分研究主要关注凋落物分解过程中有机组分的变化,然而有关林窗位置对新鲜凋落物中有机组分的研究相对较少,这极大地限制了我们对于森林生态系统物质循环的认识。因此,以川西亚高山森林为研究区域,采用凋落物收集器收集新鲜凋落物,研究该区域林窗位置对新鲜凋落物中水溶性组分(包括水溶性碳氮磷)、有机溶性组分、酸溶性组分、酸不溶性组分的影响。结果表明:
(1)新鲜凋落物中水溶性组分含量达10~30%。高山森林林窗位置对新鲜凋落物中水溶性组分没有影响,但器官对新鲜凋落物中水溶性组分有极显著影响。凋落叶中水溶性组分含量高于其他器官中的水溶性组分含量。整体上,凋落物中水溶性组分含量是林窗>林下。在林下,凋落物中水溶性组分含量与温度和降水正相关。
(2)新鲜凋落物中水溶性碳含量>水溶性磷含量>水溶性氮含量,而且水溶性磷含量易受水溶性氮含量的影响。高山森林林窗位置、器官均对新鲜凋落物中水溶性碳氮磷具有显著影响。总体上,新鲜凋落物中水溶性氮磷含量含量表现出林窗>林下,而水溶性碳含量则相反。林窗内,凋落物中水溶性碳含量与温度和降水正相关,而水溶性氮和磷与其不相关。
(3)新鲜凋落物中有机溶性组分含量在凋落物有机组分中所占比例最小。高山森林林窗位置、器官均对新鲜凋落物中有机溶性组分具有显著影响。总体上,新鲜凋落物中有机溶性组分的含量表现出林下>林窗。林窗内,凋落物中有机溶性组分含量与温度正相关;而林下,凋落物中有机溶性组分含量与温度和降水负相关。
(4)新鲜凋落物中酸溶性组分是凋落物的主要组成部分,而且,新鲜凋落物中酸溶性组分随着水溶性组分的增加而减少。高山森林林窗位置、器官以及它们的相互作用均对新鲜凋落物中酸溶性组分具有显著影响。总体上,新鲜凋落物中酸溶性组分的含量表现出林窗>林下。林窗内,凋落物中酸溶性组分含量与温度和降水正相关;而林下,凋落物中酸溶性组分含量与温度和降水负相关。
(5)新鲜凋落物中酸不溶性组分含量在凋落物有机组分中所占比例较大。酸不溶高山森林林窗位置、器官以及它们的相互作用均对新鲜凋落物中酸不溶性组分具有显著影响。新鲜凋落物中酸不溶性组分与有机溶性组分和酸溶性组分都负相关。总体上,新鲜凋落物中酸不溶性组分的含量表现出林下>林窗。林窗内,凋落物中酸不溶性组分含量与温度和降水负相关。
综上,新鲜凋落物中各有机组分之间是相互影响的,而非孤立存在的。高山森林林窗位置对新鲜凋落物中水溶性碳氮磷、有机溶性组分组分、酸溶性组分和酸不溶性组分具有显著影响,但对总水溶性组分没有影响。同时,植物器官的差异也是新鲜凋落物中各有机组分不同的重要因素。此外,我们发现新鲜凋落物水溶性磷含量大于水溶性氮含量,这对于我们认识森林生态系统中氮磷循环和养分转移具有重要意义。总之,本研究通过对比分析林窗、林缘和林下的新鲜凋落物中各有机组分变化,总结出了林窗位置及其微环境对新鲜凋落物中有机组分的影响,以及各有机组分之间的联系,这些结果一方面有利于进一步研究凋落物的分解机制,另一方面为深入认识高山森林生态系统物质和能量循环提供一定的理论基础,并为区域和全球尺度上开发有用的建模提供了基础数据。
(1)新鲜凋落物中水溶性组分含量达10~30%。高山森林林窗位置对新鲜凋落物中水溶性组分没有影响,但器官对新鲜凋落物中水溶性组分有极显著影响。凋落叶中水溶性组分含量高于其他器官中的水溶性组分含量。整体上,凋落物中水溶性组分含量是林窗>林下。在林下,凋落物中水溶性组分含量与温度和降水正相关。
(2)新鲜凋落物中水溶性碳含量>水溶性磷含量>水溶性氮含量,而且水溶性磷含量易受水溶性氮含量的影响。高山森林林窗位置、器官均对新鲜凋落物中水溶性碳氮磷具有显著影响。总体上,新鲜凋落物中水溶性氮磷含量含量表现出林窗>林下,而水溶性碳含量则相反。林窗内,凋落物中水溶性碳含量与温度和降水正相关,而水溶性氮和磷与其不相关。
(3)新鲜凋落物中有机溶性组分含量在凋落物有机组分中所占比例最小。高山森林林窗位置、器官均对新鲜凋落物中有机溶性组分具有显著影响。总体上,新鲜凋落物中有机溶性组分的含量表现出林下>林窗。林窗内,凋落物中有机溶性组分含量与温度正相关;而林下,凋落物中有机溶性组分含量与温度和降水负相关。
(4)新鲜凋落物中酸溶性组分是凋落物的主要组成部分,而且,新鲜凋落物中酸溶性组分随着水溶性组分的增加而减少。高山森林林窗位置、器官以及它们的相互作用均对新鲜凋落物中酸溶性组分具有显著影响。总体上,新鲜凋落物中酸溶性组分的含量表现出林窗>林下。林窗内,凋落物中酸溶性组分含量与温度和降水正相关;而林下,凋落物中酸溶性组分含量与温度和降水负相关。
(5)新鲜凋落物中酸不溶性组分含量在凋落物有机组分中所占比例较大。酸不溶高山森林林窗位置、器官以及它们的相互作用均对新鲜凋落物中酸不溶性组分具有显著影响。新鲜凋落物中酸不溶性组分与有机溶性组分和酸溶性组分都负相关。总体上,新鲜凋落物中酸不溶性组分的含量表现出林下>林窗。林窗内,凋落物中酸不溶性组分含量与温度和降水负相关。
综上,新鲜凋落物中各有机组分之间是相互影响的,而非孤立存在的。高山森林林窗位置对新鲜凋落物中水溶性碳氮磷、有机溶性组分组分、酸溶性组分和酸不溶性组分具有显著影响,但对总水溶性组分没有影响。同时,植物器官的差异也是新鲜凋落物中各有机组分不同的重要因素。此外,我们发现新鲜凋落物水溶性磷含量大于水溶性氮含量,这对于我们认识森林生态系统中氮磷循环和养分转移具有重要意义。总之,本研究通过对比分析林窗、林缘和林下的新鲜凋落物中各有机组分变化,总结出了林窗位置及其微环境对新鲜凋落物中有机组分的影响,以及各有机组分之间的联系,这些结果一方面有利于进一步研究凋落物的分解机制,另一方面为深入认识高山森林生态系统物质和能量循环提供一定的理论基础,并为区域和全球尺度上开发有用的建模提供了基础数据。