【摘 要】
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植物分解指的是枯落的有机体逐步腐烂降解的过程,对于浅水湖泊来说,大型水生植物的分解是碳储存和养分循环的重要过程,影响整个水生态系统的物质循环和能量流动。在水生生态系统中,最重要的能量来源之一就是凋落物(也称为枯落物)的输入。有研究发现,凋落物的输入会影响进入水生生态系统中的凋落物质量,这种变化能够影响分解者群落(微生物和无脊椎动物)的组成和结构,进而影响水生植物凋落物的分解,并对生态系统的结构和功
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植物分解指的是枯落的有机体逐步腐烂降解的过程,对于浅水湖泊来说,大型水生植物的分解是碳储存和养分循环的重要过程,影响整个水生态系统的物质循环和能量流动。在水生生态系统中,最重要的能量来源之一就是凋落物(也称为枯落物)的输入。有研究发现,凋落物的输入会影响进入水生生态系统中的凋落物质量,这种变化能够影响分解者群落(微生物和无脊椎动物)的组成和结构,进而影响水生植物凋落物的分解,并对生态系统的结构和功能产生直接或间接影响。但是,目前对植物凋落物的输入是否及如何影响水生植物分解的研究仍不清楚。另外,相对于陆地生态系统而言,以水生生态系统为对象的研究较少。本研究以大型水生植物(菰)为研究对象,以不同种类的凋落物输入(喜旱莲子草、刚毛藻)及分解者(微生物和无脊椎动物)和植物(单独和混合)作用改变为研究内容。利用分解袋技术,通过测定分解速率、微生物呼吸速率、无脊椎动物多度和丰富度等参数,拟揭示凋落物输入类型对大型水生植物(菰)分解的影响及可能的机制。主要研究结果如下:(1)菰在本土生境中的分解速率均显著高于入侵生境,而菰和喜旱莲子草混合物的分解速率与之相反,但无论是本土还是入侵生境,菰和喜旱莲子草混合物的分解速率均显著高于菰单独的分解速率;喜旱莲子草输入之后,参与分解的微生物的最大呼吸速率的出现时间有滞后的趋势,分解袋中实验材料的微生物呼吸速率与干重剩余的相关性由负变无;红裸须摇蚊(Propsilocercus akamusi)和小土蜗(Galba pervia)是分解过程中的主要优势种;菰在本土生境中的分解缺少碎食者的参与,菰和喜旱莲子草混合物在本土生境中的分解缺少捕食者的参与,而在入侵生境中主要依靠收集者和刮食者;对于所有的实验处理来说,参与分解的大型无脊椎动物多度和丰富度与干重剩余均呈显著负相关,大型无脊椎动物多度与丰富度在本土生境中呈显著的负相关,而在入侵生境中呈显著的正相关。(2)菰和刚毛藻枯落物的初始质量特征存在显著差异,菰的碳、木质素、纤维素、半纤维素含量、碳氮比、碳磷比均显著高于刚毛藻;同一网孔大小的分解袋中,菰和刚毛藻混合物的分解速率均显著高于菰单独的分解速率,且前者的干重损失速率明显快于后者;相对于菰的单独分解,菰和刚毛藻混合分解时微生物的最大呼吸速率的出现时间有提前的趋势;在菰的单独分解过程中,参与分解的大、中型无脊椎动物的丰富度要小于菰和刚毛藻的混合分解,当菰单独分解时,大、中和微型无脊椎动物对凋落物干重损失的相对贡献分别为6.7%、8.37%和5.61%,而当菰和刚毛藻混合分解时,它们的贡献分别为12.33%、14.11%和9.35%。取样时间对大、中、微型无脊椎动物对实验材料干重损失的相对贡献存在显著性影响。本研究表明:(1)喜旱莲子草的外源输入显著降低了菰单独的分解速率,而显著提高了菰和喜旱莲子草混合物的分解速率,其中,大型无脊椎动物在喜旱莲子草的外源输入对菰分解的影响中发挥着重要作用;(2)刚毛藻的内源输入显著提高了菰和刚毛藻混合物的分解速率,其中,大、中、微型无脊椎动物均参与大型水生植物凋落物的分解,它们对凋落物干重损失的相对贡献主要受取样时间的影响。本研究深入地认识到大型无脊椎动物在水生植物分解过程中的作用,并为不同类型的无脊椎动物—水生植物分解相互作用方面的研究提供参考素材。
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