杉木作为我国南方重要的速生用材树种,由于人们盲目追求速生丰产、不断扩大造林面积,出现了严重的纯林化、集约化、大面积集中连片和多代连栽等现象,从而造成杉木林地力衰退严重,在很大程度上对杉木人工林的可持续发展造成威胁。而在我国当前很难做到对林地进行全面施肥的情况下,凋落物的养分归还就对林木生长和增强自我维持地力能力具有重要意义,所以目前就如何促进杉木凋落物的分解,加快其养分归还与循环,就显得尤其重要。有研究表明,通过调控凋落物的组成结构、质量和数量可以在某种程度上促进凋落物的分解进程。有鉴于此,本研究以凋落叶多样性模拟树种多样性,从凋落叶多样性角度出发,采用构建凋落叶-土壤的受控人工盆钵分解实验系统的研究技术手段,选择杉木(PS)、火力楠(PH)、乳源木莲(PR)和闽楠(PN)4个主要乡土树种凋落叶作为研究对象,构建以杉木凋落叶为基础和具有不同树种凋落叶组成的凋落叶多样性处理(物种丰富度从1种到4种),此外设计杉木-火力楠、杉木-乳源木莲以不同比例(3:1、1:3、1:1)组成的凋落叶多样性处理,在比较研究杉木、火力楠、乳源木莲、闽楠单个树种凋落叶分解特征的基础上,着重研究凋落叶多样性处理中凋落叶分解速率、养分含量及其释放规律和难分解的有机化合物(木质素、纤维素)的降解特征差异,并深入揭示凋落叶多样性对杉木凋落叶分解及其作用机制,以筛选出可有效促进杉木凋落叶分解的杉阔凋落叶多样性最佳处理。主要结果如下:(1)不同树种凋落叶的失重率均随着分解时间的增长而递增,且在整个分解过程中,各凋落叶的失重率之间均存在明显差异,其中PR凋落叶始终分解最快,而PN凋落叶分解最慢,PS与PH两种凋落叶失重率基本较接近,分解1a后,4种凋落叶的失重率大小顺序表现为 PR(57.73%)>PH(28.44%)>PS(22.20%)>PN(11.51%),与其腐解率大小趋势基本一致。(2)对于杉木火力楠凋落叶多样性处理,SH3:1的失重率始终小于其他两种处理和PH凋落叶的失重率,并且在分解的前5个阶段中都要比PS凋落叶失重率小,试验结束时失重率大小表现为SH1:3>PH>SH1:1>SH3:1>PS。通过比较实测值与预测值发现,SH1:3处理下两种凋落叶在分解过程中会有一定程度上的相互促进作用,SH3:1处理下两种凋落叶之间存在相互抑制作用,SH1:1处理下两种凋落叶之间无明显相互作用。并且经过1a的分解,只有SH1:3处理中的杉木失重率最终略大于PS凋落叶失重率,PS凋落叶与杉木火力楠凋落叶多样性处理中杉木凋落叶的腐解率大小表现为PS>PSSH1:3>PSSH1:1>PSSH3:1,表明杉木火力楠凋落叶多样性处理不利于促进杉木凋落叶的分解,但在杉木火力楠凋落叶多样性处理中,杉木凋落叶比例越小、火力楠凋落叶比例越大,凋落叶多样性中的杉木凋落叶分解就越快。(3)对于杉木乳源木莲凋落叶多样性处理,PS凋落叶失重率始终小于3种杉木乳源木莲凋落叶多样性处理和PR凋落叶的失重率,试验结束时失重率大小表现为PR>SR1:3>SR1:1>SR3:1>PS。通过比较实测值与预测值发现,随着分解时间的增加,3种杉木乳源木莲凋落叶多样性处理下杉木与乳源木莲凋落叶之间均存在一定的相互促进作用,尤其是SR1:3与SR3:1两处理。同时PS凋落叶与3种杉木乳源木莲凋落叶多样性处理中的杉木失重率大小表现为SR1:3>PS>SR3:1>SR1:1,与其腐解率大小及分解完成50%与95%所需时间规律一致,说明减少杉木凋落叶比例并增加乳源木莲凋落叶比例有利于促进杉木凋落叶分解,缺其中之一都会抑制杉木凋落叶的分解。(4)对于等比例凋落叶多样性处理,试验结束时其失重率大小表现为 SR1:1>SHR>SRN>SHRN>SH1:1>SHN>PS>SN。通过比较实测值与预测值发现,随分解时间的增加,SN、SHN、SRN、SHRN四种多样性处理下凋落叶之间具有相互促进作用。同时杉木与等比例凋落叶多样性处理中杉木失重率大小表现为SRN>SHRN>SHN>PS>SH1:1>SN>SHR>SR1:1,与其腐解率大小及分解完成50%与95%所需时间规律一致,说明SRN、SHRN、SHN这三种凋落叶多样性处理能够明显促进杉木凋落叶分解,但SHRN四种凋落叶组合的凋落叶多样性处理中的杉木凋落叶并不是其中分解最快的,这说明凋落叶种类越多并不一定就是能够促进杉木凋落叶分解的最佳选择。(5)凋落叶多样性处理均在不同程度上有利于促进3种阔叶树种凋落叶的分解。但SHRN凋落叶多样性处理对乳源木莲凋落叶分解会有轻微的抑制性,对火力楠和闽楠凋落叶分解的促进性也并没有三种或两种凋落叶组合的多样性处理效果好,同时SHRN处理也不是所有凋落叶多样性处理中重量损失率最大的,说明凋落叶分解快慢并不一定会与树种种类多样性呈正比。(6)杉木火力楠凋落叶多样性处理对杉木凋落叶中各养分含量及其释放率具有不同的影响。杉木火力楠凋落叶多样性处理中杉木各养分含量与对照PS基本均有相同的变化趋势。C含量及C/N 比均呈单调下降趋势;N含量呈现出与C及C/N 比相反的变化趋势;P元素在初期有一定上升,之后持续下降;Mg呈小幅波动状态。通过Olson指数衰减方程及其分解参数发现,杉木火力楠凋落叶多样性处理对杉木中P元素的释放有一定促进作用,对Mg元素的释放有一定抑制性;增加杉木或火力楠凋落叶比例均有利于促进杉木中C元素的释放,SH1:1处理对杉木中C元素的释放略有抑制;SH1:3处理对杉木中N元素的释放具有一定促进作用。(7)杉木乳源木莲凋落叶多样性处理对杉木凋落叶中各养分含量及其释放率具有不同的影响。杉木乳源木莲凋落叶多样性处理中杉木各养分含量与对照基本均有相同的变化趋势。C含量及C/N比均呈单调下降趋势;N含量在分解过程中均呈小幅上升趋势;P、Mg在小幅波动中呈下降趋势。通过Olson指数衰减方程及其分解参数发现,杉木乳源木莲凋落叶多样性处理均在一定程度上有利于促进杉木中P元素的释放,尤其是SR3:1处理;SR1:3与SR3:1处理均对杉木中C、Mg两元素的释放均有促进作用,而SR1:1处理对这两种元素的释放有一定抑制;SR1:3处理对杉木中N元素的释放具有一定促进作用。(8)等比例凋落叶多样性处理对杉木凋落叶中各养分含量及其释放率具有不同的影响。等比例凋落叶多样性处理中杉木各养分含量与对照基本均有相同的变化趋势。C及C/N 比、P、Mg均呈下降趋势,而N含量上升。通过Olson指数衰减方程及其分解参数发现,等比例凋落叶多样性处理对杉木中P、Mg、C、N四个元素的释放率存在不同作用,其中SRN处理有利于促进杉木中P、Mg、C三个元素的释放;等比例凋落叶多样性处理均能在一定程度上促进杉木中P元素的释放,尤其是SRN、SHN、SN处理,同时随着分解时间的延长凋落叶树种种类多样性越多可能对杉木中P元素的释放存在某些抑制作用;除SRN,其他等比例凋落叶多样性处理对杉木中Mg元素的释放均有一定抑制作用;SHN、SHRN、SHR三种凋落叶多样性处理均有利于促进杉木中C、N两元素的释放。(9)通过对凋落叶多样性处理中凋落叶各养分残留率实测值与预测值进行比较发现,SH3:1处理对P元素的释放存在前期促进、后期会有一定的抑制性,对N元素前期作用不明显、后期存在一定抑制性,对Mg元素的作用与N相反;SH1:1对N、P元素的释放均具有促进作用;三者对C元素的释放均无明显的作用。3种杉木乳源木莲凋落叶多样性处理在分解前期对P元素的释放会有一定影响,但后期作用不明显;对于C、N元素的释放,表现出随杉木凋落叶比例的减少或乳源木莲凋落叶比例的增加均会有明显促进作用,反之则抑制;SR1:1处理在后期对Mg元素的释放存在明显促进作用。SHR多样性处理对P、Mg、C、N四种元素的释放均具有明显促进作用,除此之外SHRN、SRN两种多样性处理均对Mg、C、N元素的释放有明显的促进作用,SN、SHN均对C、N的释放具有一定的促进作用,同时SN对Mg元素也有一定的促进作用。(10)凋落叶多样性处理中杉木木质素和纤维素含量同对照一样均在分解初期大幅下降、之后波动下降,但木质素变化幅度较纤维素大。随着分解进行,除SH1:1对杉木中纤维素含量作用不明显,所有凋落叶多样性处理均能在不同程度上促进杉木中木质素、纤维素含量的降低。并且通过比较不同比例凋落叶多样性处理中杉木木质素发现,随杉木凋落叶比例的减少,杉木中木质素降解越快,木质素含量越低,且火力楠或乳源木莲凋落叶比例的增加会更有利于促进杉木中木质素的大幅降解;杉木乳源木莲凋落叶多样性处理对杉木中纤维素的作用表现出与其木质素相同的规律,但杉木火力楠凋落叶多样性处理对杉木中纤维素的作用不明显。同时SN在前期对杉木中纤维素含量的降低有明显抑制性,后期则会有一定程度的促进作用。(11)凋落叶多样性处理中杉木木质素和纤维素降解率与其含量变化趋势基本一致,整体均以降解为主。凋落叶多样性处理对杉木中木质素和纤维素的作用呈现差异性。所有凋落叶多样性处理均对杉木中木质素的降解具有促进作用。其中,在不同比例凋落叶多样性处理中,减少杉木凋落叶比例有助于促进杉木中木质素降解,且随分解继续进行,阔叶树种凋落叶比例的增加会更加有利于促进杉木木质素降解,而杉木凋落叶比例的增加则会对其产生抑制性;等比例凋落叶多样性处理中SHN的促进效果最好。同时,随分解继续,杉木与阔叶树种在1:3组合的处理下会表现出对杉木中纤维素降解的促进作用,而1:1处理下作用不明显,3:1处理下存在一定抑制性;等比例凋落叶多样性处理均有利于促进杉木中纤维素降解,且杉木纤维素降解率大小与其失重率大小表现基本一致,其中以SHN、SHRN、SRN对杉木中纤维素降解及其凋落叶分解的有效促进作用最好。