凋落物是连接森林生态系统地上和地下部分的关键组分,不仅能调节能量流动与养分循环,还能维持土壤养分。另外,森林凋落物是土壤自肥能力的基础,对水土保持等有非常重要的意义。森林生态系统地上部分净生产量的90%以上都是以凋落物的方式返回地表。物质循环和能量转换主要通过凋落物分解过程来实现,凋落物分解能影响土壤理化性质、肥力和植被生产力,以及生态系统碳和养分循环。凋落物分解过程中,随着时间的推移,分解速率会产生变化,凋落物的养分元素含量也会发生变化。本研究以福建省长汀县河田镇露湖村板栗林为研究对象,采用分解网袋法,在野外设置5个人工促进处理:1)放置于林下遮阴地表处理(对照组);2)使用薄膜覆盖置于林下遮阴地表处理(覆膜处理);3)放置于空旷的露天林地地表处理(无遮阴处理);4)将凋落叶埋于离地表约5-10cm的土层处理(埋土处理);和5)用稀释100倍的双效生物素均匀喷撒并置于林下遮阴地表处理(加菌处理)。旨在模拟凋落物自然分解过程,并对板栗凋落叶分解过程质量损失率、养分释放动态等方面进行了1年的试验,得到质量分解速率及养分释放率的月动态规律,建立相应的模型,选出最优方案。本试验的主要研究结果如下:(1)板栗凋落叶质量损失主要分为两个阶段:快速质量损失阶段和缓慢质量损失阶段。分解过程中出现这两个阶段有以下3方面的因素:一是凋落叶含一定量的易分解物质,所以短期内质量减少较明显;二是分解试验入春开始,雨水开始增多,气温也逐渐升高,雨水与温度使得促进凋落物分解的土壤动物、微生物开始大量繁殖,活跃的土壤动物可以粉碎凋落物,增大凋落物的接触面积,使凋落叶快速分解;三是秋季开始至冬季,温度降低,微生物活性降低,且凋落叶中存在难分解的物质,因此凋落叶分解基本处于停滞状态。根据质量损失率的时间动态变化规律,采用改良的Olson模型进行拟合,可得到对照组的凋落叶分解模型(Olson模型)为y=0.887e-0.048x;覆膜处理 Olson 模型为y=0.923e-0.039x;无遮阴处理 Olson 模型为 y=0.857e-0.075x;埋土处理Olson模型为y=0.994e-0.137x;加菌处理Olson模型为y=0.897e-0.073x。不同处理的凋落叶分解速率由大到小依次为:埋土处理>无遮阴处理>加菌处理>对照组>覆膜处理。根据分解系数,对凋落叶分解的半衰期进行估测,与试验结果基本相对应,符合实际情况,说明用Olson模型估算的半衰期合理。(2)板栗凋落叶养分元素的释放规律主要表现为富集-释放模式和直接释放模式。C和K元素为直接释放模式;N、P、Ca、Mg、Mn元素为先富集后释放的模式。C元素的释放规律与分解速率的变化规律基本相一致,都呈现出不断地下降,前期为快速下降阶段,后期下降速度减缓;N元素在分解前期出现富集的现象,随后呈现下降的趋势;P元素在分解试验的初期处于波动状态,总体趋势为先上升后下降;K元素在分解试验过程中首先呈现快速淋溶的现象,之后缓慢下降释放;Ca元素的残留率在分解过程中上下的波动,但整体趋势为先增加后减少;Mg元素在分解期间先出现富集,存在波动,之后下降缓慢;Mn元素在分解开始时浓度较低,于是先富集后释放。根据养分元素的净释放率,埋土处理的养分元素净释放率几乎最高,并得出养分元素的净释放率顺序为埋土处理>无遮阴处理>加菌处理>对照组>覆膜处理。通过11种模型的对比,择优选择养分元素的时间动态模型,发现C、N主要以对数衰减方式释放;P、K、Ca、Mg及Mn元素在不同处理下最优模型类型也不同,均存在3种以上模型,差异较大。(3)凋落叶分解过程中养分元素之间存在相关关系。研究发现,C元素残留率与N、K、Ca、Mg元素残留率及C/N彼此之间存在着极显著的相关关系(P<0.01);N元素残留率与P、K、Ca元素残留率及C/N之间彼此影响极显著;P元素残留率与Ca元素残留率、C/N相互具有极显著的相关关系;Ca元素的残留率与Mg元素残留率相互具有极显著的相关关系;Mg元素的残留率与Mn元素残留率互相呈极显著相关。凋落叶分解的各项指标具有显著的相关关系,各项指标之间可以相互影响。质量分解系数和N元素、Ca元素、Mn元素的净释放率之间存在极显著的正相关关系;与P元素的净释放率存在显著的负相关关系(P<0.05)。通过相关性比较,埋土处理的分解速度最快,这与Olson分解模型的分解系数的结果一致。综上所述,埋土处理是人工促进板栗凋落叶分解的最优方案,埋土处理将板栗叶片埋于土壤中,保证湿度,温度,且增加与土壤的接触面。因此,板栗林凋落物人工促进分解的最佳方案是为凋落物分解提供高温高湿的环境,并保证土壤微生物和动物的活性,以提高土壤肥力的技术。