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森林凋落物在森林植物的生长发育中扮演着重要角色,在整个森林生态系统的养分循环过程中起着非常重要的纽带作用。气候因子是影响凋落物分解最基本的影响因素,其中湿度对凋落物分解影响最为显著。近年来季节性干旱逐渐成为威胁我国南方森林植被的重要气候因素之一,降水的季节性变化会严重影响凋落物分解过程,继而会影响森林生态系统的碳循环过程。另外,近几十年来由于矿物燃料燃烧、含氮化肥的生产和使用等原因,大气氮沉降量不断增加,氮沉降也成为目前影响凋落物分解的另一个重要的环境因子。当前的研究主要基于干旱或氮沉降单一环境气候因子对凋落物分解过程的影响机制进行研究,普遍认为干旱会抑制凋落物分解,而多数基于氮沉降的研究则表明凋落物分解过程会被促进,但当两种因素共同作用于凋落物分解过程时,多因素综合作用时可能会增加分解过程的复杂性。湘西地区是我国南方亚热带地区受氮沉降影响较为严重的地区之一,近几年又频繁发生季节性连旱现象,因此本研究选取湘西地区吉首市作为研究区域,选择两种优势物种马尾松和香樟作为试验材料,通过一系列的野外模拟实验包括交互移植实验得出,干旱与氮沉降的交互作用会对不同生境内马尾松和香樟凋落物分解产生不同的影响,说明影响凋落物分解的因素有很多,多种因素的联合作用会导致凋落物分解呈现出与单一因素控制下不同的结果。本研究阐明了在多因素多水平作用下凋落物分解过程的变化规律,深入了解施氮与干旱影响亚热带两典型林型凋落物分解过程的驱动机制,为区域森林生态系统C平衡过程的预测提供了理论依据。本研究得出的具体结果如下:(1)在互植实验中,氮沉降对马尾松和香樟凋落物分解过程的影响较为复杂。未施氮时,对于马尾松凋落物而言,在整个分解期内分解失重率均在其来源生境更高,尽管统计上差异不显著;对于香樟凋落物,其失重率在分解前期在马尾松林中显著高于香樟林,但分解后期香樟凋落物的失重率则在其来源生境内更高。氮施加后改变了两种凋落物分解失重率在对方生境的表现:对于马尾松凋落物,分解前期马尾松凋落物在两个林型内的失重率之间仍无明显差异,但分解后期轻度施氮则导致马尾松林内的失重率显著高于香樟林;对于香樟凋落物而言,分解前期施氮增加了香樟林内的失重率,尽管统计上差异不显著,分解后期较低程度的氮施加导致香樟凋落物在马尾松林的失重率高于其来源生境。两种凋落物对不同氮浓度梯度的敏感反应不同,具体体现在:对马尾松凋落物而言,分解前期,两个生境内其失重率均对不同氮敏感梯度无显著响应,但分解后期,马尾松林内的马尾松凋落物的失重率随着施氮浓度的升高呈现单峰分布,在中氮处理时达到最高,而在香樟林内其失重率随着施氮浓度梯度的降低而减小;对于香樟凋落物,分解前期,其失重率在马尾松林中随施氮浓度梯度的增加而减小而,而在香樟林中则表现相反,分解后期,不同生境内的香樟凋落物的失重率对不同氮浓度梯度的响应与马尾松凋落物一致。本研究中氮沉降对两种凋落物在各种处理情况下的微生物活性(包括生物量、呼吸以及酶活性)产生的影响与失重率并不完全一致,显示出生态功能响应水平的差异性。(2)干旱整体上抑制了两种凋落物的分解。在互植实验中,未进行干旱处理时,两种凋落物失重率均表现出为各自来源生境更高,尤其是香樟凋落物在香樟林的失重率显著高于在马尾松林。干旱改变了两种凋落物在不同生境内的分解表现:对马尾松凋落物而言,中度和重度干旱导致其失重率在对方生境显著高于来源生境;香樟凋落物的失重率则仍表现出在其来源生境更高。干旱整体抑制了马尾松和香樟凋落物分解,但两种凋落物对不同程度的干旱的响应格局不同,具体表现在:对马尾松凋落物而言,在马尾松林中其失重率随着干旱梯度的升高逐渐增加,干旱对其分解的抑制作用减弱,而在香樟林中,马尾松失重率随着干旱梯度的升高而降低,干旱对其分解的抑制作用增强;对于香樟凋落物而言,在马尾松林中,中度和重度干旱显著抑制其分解,而在香樟林中,香樟凋落物的失重率结果表现出与马尾松凋落物失重率一致的趋势。干旱对两种凋落物的真菌生物量的影响与失重率结果大致相同,但CO2释放量结果则与之相反,而干旱对微生物酶活性的影响则表现出与失重率结果较为复杂的不一致性。(3)氮沉降浓度梯度和干旱对马尾松和香樟凋落物的分解产生了复杂的交互作用。在没有干旱因子干扰时,对于马尾松而言,氮沉降在整个分解期内对马尾松凋落物分解过程的影响差异不大;对于香樟凋落物,氮施加导致其失重率在整个分解期内呈现单峰型分布,在中氮处理时达到最大。干旱因子的介入改变了两种凋落物对氮的响应,具体体现在:对马尾松凋落物而言,分解前期中度和重度干旱导致其失重率结果随着施氮浓度梯度的升高而减小,而在极度干旱时表现为随着施氮浓度的升高先增大后减小,尽管多数情况统计上不显著,分解后期,中度干旱导致马尾松凋落物失重率随着施氮浓度梯度的升高呈现单峰型分布,而极度干旱则导致其失重率随着施氮浓度梯度的升高而增大;对于香樟凋落物而言,分解前期,极度干旱改变了其失重率对不同氮浓度梯度的敏感反应,表现为随着施氮浓度的升高而增大,尽管统计上差异不显著,而分解后期,中度干旱导致香樟凋落物失重率随着施氮浓度梯度的升高而增大,重度干旱导致其失重率表现为线性的抑制趋势。在未施氮时,对马尾松凋落物而言,分解前期,其失重率在中度干旱时达到最大,随着干旱梯度的升高,其失重率结果又有所降低,尽管统计上差异不显著,而分解后期,干旱整体抑制了马尾松凋落物分解,尤其在重度干旱时抑制作用最大;对香樟凋落物而言,分解前期,其失重率随着干旱梯度的升高表现出先增大后减小的趋势,但分解后期,香樟凋落物失重率随着干旱梯度的升高表现为单峰型分布,在重度干旱时失重率最大。氮沉降改变了两种凋落物对不同干旱梯度的响应,具体表现为:对于马尾松凋落物,分解前期,中度施氮导致其失重率随着干旱梯度的升高而增大的趋势,重度干旱则导致其失重率随着干旱梯度的升高呈现单峰型分布趋势,分解后期,中度施氮导致其失重率在中度干旱时达到最大;对于香樟凋落物而言,分解前期,氮沉降基本没有改变香樟凋落物分解对不同干旱梯度的响应趋势,分解后期,氮沉降导致重度干旱时香樟凋落物分解被抑制。(4)两种凋落物分解对氮源种类的敏感反应不同,具体表现在:在接受自然降水的对照组,马尾松凋落物在施加硝酸铵时分解速率最快,而香樟凋落物则在尿素组分解最快。但干旱因子的加入改变了两种凋落物对不同氮源种类的敏感反应,干旱导致马尾松凋落物的失重率在氯化铵组最大,尽管统计上无显著性差异,但没有改变香樟凋落物对氮源种类的敏感反应,依旧表现为在尿素组失重率最高。同时两种凋落物的真菌生物量和CO2释放量对氮源种类的敏感反应也基本表现出与失重率一致的趋势,但分解酶活性结果则与失重率结果表现不一致。干旱整体对两种凋落物的分解产生抑制作用,但不同氮源处理下两种凋落物分解对干旱的响应不同,具体体现在:对马尾松凋落物,三种氮源处理下其失重率均随着干旱梯度的升高而减小;而对于香樟凋落物,尿素和氯化铵处理组的香樟失重率随着干旱梯度的升高而增大,但硝酸铵组香樟失重率则随着干旱梯度的升高而减小,尽管统计上无显著性差异。干旱对两种凋落物微生物活动的影响也表现出与失重率反应的不一致性。