黃土丘陵區(qū)不同植物凋落葉片的 分解及養(yǎng)分釋放特性

劉晶，謝婉余，張巧明，徐少君

(河南科技大學(xué)林學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003)

凋落物是植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中新陳代謝的產(chǎn)物，作為養(yǎng)分的基本載體，在養(yǎng)分循環(huán)中是連接植物與土壤的“紐帶”，它的生產(chǎn)和分解是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的主要途徑[1-2]。土壤是凋落物的載體，凋落物分解過(guò)程中養(yǎng)分的釋放對(duì)保持土壤肥力、增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、改善土壤生物活性具有重要作用[3-4]。凋落物分解是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，全球每年因凋落物分解釋放的二氧化碳量約占全球年碳通量70%[5-6]，但至今，凋落物對(duì)土壤有機(jī)碳的影響機(jī)制尚不十分清楚。研究表明凋落物分解速率的大小影響著它向土壤釋放營(yíng)養(yǎng)元素的速率，在環(huán)境條件一致的條件下，凋落物分解及其養(yǎng)分釋放主要受凋落物初始化學(xué)組成調(diào)控，尤其是凋落物中木質(zhì)素和氮素含量是影響凋落物分解速率的重要因素[7-9]。然而，由于不同凋落物種類的化學(xué)組成存在差異，影響凋落物分解過(guò)程的因素又極其復(fù)雜，再加上研究方法的不一致性和養(yǎng)分釋放機(jī)制的多樣性，導(dǎo)致各地的研究結(jié)果差異很大[10-12]，至今未能獲得可普遍應(yīng)用的凋落物分解的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

結(jié)合退耕還林工程，國(guó)內(nèi)研究者對(duì)安塞、長(zhǎng)武、隴中等黃土高原地區(qū)不同植被凋落物的性質(zhì)和分解進(jìn)行了大量研究報(bào)道[13-16]。但黃土丘陵溝壑區(qū)地形破碎，地理環(huán)境復(fù)雜，區(qū)域差異很大。豫西黃土丘陵區(qū)是河南省水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一，也是國(guó)家最早確定的退耕還林(草)試點(diǎn)地區(qū)之一。該區(qū)土質(zhì)疏松，地力瘠薄，因此退耕后凋落物的分解對(duì)改善土壤理化性質(zhì)、促進(jìn)植被生長(zhǎng)，減少該區(qū)水土流失尤為重要。刺槐(Robiniapseudoacacia)、油松(Pinustabulaeformis)、檸條(Caraganakorshinskii)是豫西黃土丘陵區(qū)退耕還林普遍采用的樹種，高羊茅(Festucaarundinacea)群落則是該區(qū)分布較為廣泛的建群種草本群落之一，對(duì)以上幾種植物凋落物的性質(zhì)及分解速率進(jìn)行研究，可以為該區(qū)生態(tài)恢復(fù)中植被的選擇與配置、生態(tài)恢復(fù)效果的評(píng)估提供依據(jù)，也能夠?yàn)樵搮^(qū)生態(tài)恢復(fù)對(duì)碳排放的源匯效應(yīng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于新安縣境內(nèi)，為豫西黃土丘陵典型地貌區(qū)。刺槐、油松人工林均為2000年退耕后種植，株行距1.5 m×1.5 m，林下伴生少量茅莓(Rubusparvifolius)等小灌叢。檸條為2003年退耕后種植，株行距1 m×1 m，伴生達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadavurica)等植物。高羊茅草地為2006年棄耕后自然恢復(fù)形成，高羊茅為建群種，伴生少量狗尾草(Setariaviridis)、長(zhǎng)芒草(Stipabungeana)。

1.2 凋落物采集及分解處理

樣品的采集采用隨機(jī)多點(diǎn)取樣，在每個(gè)樣地內(nèi)設(shè)置10個(gè)1 m×1 m的樣方，每個(gè)樣方用高30 cm黑色尼龍網(wǎng)圍住，邊角用鐵絲固定。2014年3月中旬將所有樣方內(nèi)地面上的凋落物清除干凈，以后每隔2個(gè)月收集一次刺槐、油松和檸條地樣方內(nèi)的凋落物，至2015年3月結(jié)束；高羊茅在2014年10月下旬刈割其整個(gè)地上部分。刺槐、油松、檸條和高羊茅凋落葉片分別標(biāo)記為R、P、C、F。每次收集的凋落物帶回室內(nèi)后置于65 ℃烘箱內(nèi)烘至恒重后稱量。將烘干的植物凋落物取部分粉碎過(guò)篩(0.5～1.0 mm)后，測(cè)定凋落物的碳、氮、磷、半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量。

稱取凋落葉片15 g，裝入規(guī)格為20 cm×30 cm、孔徑為1 mm的尼龍網(wǎng)袋中,用尼龍線封口，于2015年10月20日放入原取樣地內(nèi)(每個(gè)樣方附近放置1個(gè)樣袋)，放置時(shí)貼近表土，盡量與周圍凋落物處于同一自然狀況。每?jī)蓚€(gè)月定期取出樣袋，抖落泥土和雜質(zhì)，稱重后再置于65 ℃的烘箱內(nèi)烘干24 h，測(cè)定凋落物剩余干物質(zhì)的重量，之后放回原地。2016年2月20日、6月20日和10月底，分別取出各類凋落物3個(gè)樣袋，測(cè)定殘留凋落物的相關(guān)養(yǎng)分含量。

1.3 測(cè)定方法及數(shù)據(jù)處理

凋落物中全C含量用重鉻酸鉀容量法測(cè)定[17]；全N含量用凱氏法測(cè)定[17]；全磷含量用鉬銻抗比色法測(cè)定[17]；半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量用酸性洗滌纖維法測(cè)定[18-19]。

式中：W0為凋落葉片初始質(zhì)量；Wt為分解t時(shí)間凋落葉片殘留量。

式中：R為養(yǎng)分釋放率；W0為凋落葉片初始質(zhì)量；C0為初始養(yǎng)分濃度；Wt為分解t時(shí)間凋落葉片殘留量；Ct為分解t時(shí)間凋落葉片的養(yǎng)分濃度。

式中：Xt為時(shí)間t時(shí)的干質(zhì)量；X0為凋落物的初始干質(zhì)量；k為凋落物的年分解速率。依據(jù)各月的剩余率數(shù)據(jù)，擬合凋落物的分解速率曲線，并估算凋落物分解的半衰期t0.5和周轉(zhuǎn)期t0.95。

采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法(LSD)比較不同凋落物初始化學(xué)元素含量的差異，相關(guān)分析均采用SPSS 18.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 凋落物的分解率及Olson模型擬合

圖1 不同凋落葉片分解率的變化Fig.1 Decomposition rate change of different leaf litters R:刺槐凋落葉Leaf litters of R. pseudoacacia；P:油松凋落葉Leaf litters of P. tabulaeformis；C:檸條凋落葉Leaf litters of F. arundinacea； F:高羊茅凋落葉Leaf litters of C. korshinskii. 下同The same below.

刺槐葉、油松葉、檸條葉和高羊茅凋落葉片分解率的動(dòng)態(tài)變化見圖1，4種凋落葉片在不同分解階段的分解率存在明顯差異。在整個(gè)分解過(guò)程中，各凋落葉片的分解率始終為：檸條葉>刺槐葉>高羊茅葉>油松葉。經(jīng)過(guò)360 d的分解，刺槐葉、油松葉、檸條葉和高羊茅凋落葉片分解率分別為45.98%、34.97%、54.84%和41.66%，其中檸條葉的分解率分別比刺槐葉、油松葉和高羊茅高8.86%、19.87%和13.18%，表明檸條葉的分解速率明顯快于油松和高羊茅凋落物。

依據(jù)各月的殘留率數(shù)據(jù)，采用Olson指數(shù)衰減模型擬合各凋落葉片的分解速率曲線，并估算凋落葉分解的半衰期t0.5和周轉(zhuǎn)期t0.95。由表1可知，4種凋落葉片的Olson指數(shù)模型的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明擬合效果良好。平均分解率也即分解常數(shù)，是表征凋落物分解速率的重要指標(biāo)。刺槐、油松、檸條和高羊茅凋落葉片的平均分解率分別為0.912、0.814、0.964和0.902年；油松凋落葉的平均分解率最小，檸條凋落葉的平均分解率最大。油松凋落葉的平均分解速率分別為刺槐、檸條和高羊茅凋落葉的0.89、0.84和0.90倍。檸條凋落葉的半衰期t0.5和周轉(zhuǎn)期t0.95分別為0.72和2.24年，油松凋落葉的t0.5和t0.95分別為1.38和5.86年，油松凋落葉分解50%所用的時(shí)間比刺槐、檸條和高羊茅凋落葉分別多0.54、0.66和0.47年，分解95%所用的時(shí)間則分別多2.44、3.62和1.68年。研究結(jié)果表明，4種凋落葉的平均分解率為檸條凋落葉>刺槐凋落葉>高羊茅凋落葉>油松凋落葉，半衰期t0.5和周轉(zhuǎn)期t0.95為檸條凋落葉<刺槐凋落葉<高羊茅凋落葉<油松凋落葉，因此該地區(qū)4種凋落葉分解速率大小表現(xiàn)為檸條凋落葉>刺槐凋落葉>高羊茅凋落葉>油松凋落葉。

表 1 不同凋落葉片的分解速率Table 1 The decomposition rate of different leaf litters

**：P<0.01.

2.2 凋落物的分解過(guò)程中的養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化

凋落葉片的主要化學(xué)性質(zhì)及分解過(guò)程中各種養(yǎng)分含量如圖2，可以看出，不同凋落葉片之間全C、全N、全P、半纖維素、纖維素和木質(zhì)素含量存在顯著差異(P<0.05)。油松凋落葉的全C和木質(zhì)素含量最高，分別為491.27和198.92 g·kg-1，半纖維素和纖維素含量最低，分別為69.43和178.58 g·kg-1；刺槐凋落葉的全C最低為392.18 g·kg-1，檸條凋落葉的木質(zhì)素含量最低為104.25 g·kg-1；油松凋落葉的全C和木質(zhì)素含量顯著高于檸條和刺槐凋落葉，半纖維素和纖維素含量顯著低于檸條和刺槐凋落葉(P<0.05)。檸條凋落葉的全N含量最高，為14.63 g·kg-1，顯著高于刺槐、油松和高羊茅凋落葉的全氮含量(P<0.05)。刺槐凋落葉的全磷含量最高為3.24 g·kg-1，油松凋落葉的全磷含量最低為1.78 g·kg-1，刺槐凋落葉的全P含量顯著高于檸條葉和油松凋落葉(P<0.05)，但與高羊茅凋落葉之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

在0～360 d的分解過(guò)程中，刺槐、油松、檸條和高羊茅凋落葉片中P含量呈逐漸降低，木質(zhì)素含量呈緩慢增加的趨勢(shì)，半纖維素含量在分解0～120 d呈緩慢降低趨勢(shì)，120 d后含量急劇降低，至分解結(jié)束，各凋落葉片半纖維素含量無(wú)顯著差異(P>0.05)。在整個(gè)分解過(guò)程中，各凋落葉片全C、全N、纖維素含量變化差異較大。整個(gè)分解過(guò)程中油松凋落葉的全C含量一直為最高，刺槐凋落葉的全C含量最低，油松凋落葉在分解過(guò)程中全C含量呈現(xiàn)增加-降低-增加的變化趨勢(shì)，刺槐和檸條凋落葉呈現(xiàn)增加-降低的變化趨勢(shì)，高羊茅凋落葉的全C含量持續(xù)降低。油松和高羊茅凋落葉在分解過(guò)程中全N含量呈現(xiàn)持續(xù)增加的變化趨勢(shì)，檸條和刺槐凋落葉的全N含量表現(xiàn)為先增加后降低。檸條、刺槐和高羊茅凋落葉纖維素含量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，油松凋落葉的纖維素含量則一直增加。整個(gè)分解過(guò)程中，4種凋落葉片的P和纖維素含量持續(xù)降低，P含量刺槐凋落葉最高，油松凋落葉最低；木質(zhì)素含量油松凋落葉最高。4種凋落葉片的C/N雖然有一定差異，但變化趨勢(shì)相同，在整個(gè)分解過(guò)程中，幾種凋落葉的C/N都呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，油松凋落葉的C/N最大，檸條凋落葉的C/N最小，至分解實(shí)驗(yàn)結(jié)束，油松凋落葉的C/N為31.34，顯著高于刺槐、檸條和高羊茅凋落葉片的C/N(P<0.05)。

2.3 凋落物的分解過(guò)程中的養(yǎng)分釋放率的動(dòng)態(tài)變化

刺槐、油松、檸條和高羊茅4種凋落葉片在分解過(guò)程中養(yǎng)分釋放率的動(dòng)態(tài)變化見圖3?？傮w來(lái)看，分解過(guò)程中4種凋落葉片中C和纖維素的釋放率變化模式較接近，二者都處于凈釋放狀態(tài)且分解前期(0～120 d)釋放較慢，后期(120～360 d)穩(wěn)定增加；P和半纖維素的釋放率變化模式接近，二者也都處于靜釋放狀態(tài)且在整個(gè)分解過(guò)程中釋放率持續(xù)增加；N和木質(zhì)素釋放率變化趨勢(shì)相近，二者在分解前期(0～120 d)表現(xiàn)為富集狀態(tài)，隨分解時(shí)間延長(zhǎng)，凋落物中N和木質(zhì)素基本上呈單調(diào)凈釋放狀態(tài)。至分解結(jié)束時(shí)，不同凋落葉片各元素釋放率存在一定的差異。半纖維素的釋放率最高，分解結(jié)束時(shí)，檸條葉凋落物C和纖維素釋放率最高，分別為55.63%和59.79%，顯著高于油松凋落葉C和纖維素釋放率(P<0.05)，分別為40.02%和25.56%，檸條凋落葉C釋放率與刺槐和高羊茅凋落葉片之間無(wú)顯著差異(P>0.05)，但纖維素釋放率顯著高于刺槐和高羊茅凋落葉片(P<0.05)；檸條凋落葉P的釋放率最高為67.41%，顯著高于油松凋落葉P的釋放率；4種凋落葉片的半纖維素釋放率都在90%以上，且各凋落葉片之間無(wú)顯著差異(P>0.05)；各凋落葉分解過(guò)程中N的釋放率差異最大，整個(gè)分解過(guò)程中，檸條凋落葉N呈現(xiàn)凈釋放狀態(tài)，油松凋落葉正好相反，呈現(xiàn)凈富集狀態(tài)，刺槐葉和高羊茅凋落葉在分解的前期(0～120 d)表現(xiàn)為富集狀態(tài)，后期呈現(xiàn)釋放狀態(tài)。各凋落物木質(zhì)素的釋放率較低，其中最高者為高羊茅凋落葉，也僅有32.73%。

圖2 凋落葉片分解過(guò)程中全C(A)、全N(B)、P(C)、半纖維素(D)、纖維素(E)和木質(zhì)素(F)含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 The dynamic change of total C (A), total N (B), P (C), hemicellulose (D), cellulose (E) and lignin (F) contents in leaf litters during decomposition process

圖3 凋落物分解過(guò)程中全C(A)、全N(B)、P(C)、半纖維素(D)、纖維素(E)和木質(zhì)素(F)釋放率的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 The dynamic change of total C(A), total N(B), P(C), hemicellulose(D), cellulose (E) and lignin (F) release rate in leaf litters during decomposition process

2.4 凋落葉片質(zhì)量損失和養(yǎng)分釋放與初始養(yǎng)分含量之間的關(guān)系

4種凋落葉片分解速率與初始化學(xué)組成的相關(guān)關(guān)系如表2所示。刺槐、油松、檸條和高羊茅凋落葉片的分解速率與總C含量、木質(zhì)素含量和C/N均顯著負(fù)相關(guān) (P<0.01)，除油松凋落葉外，其余3種凋落葉分解速率與全N、全P含量顯著正相關(guān)(P<0.05)。不同凋落葉片分解速率與初始半纖維素含量之間無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)。

表2 不同凋落葉片分解速率與初始化學(xué)性質(zhì)相關(guān)性Table 2 Correlation between the decomposition rates and the initial chemical properties in different leaf litters

*：P<0.05；**：P<0.01.R:刺槐凋落葉Leaf litters ofR.pseudoacacia；P:油松凋落葉Leaf litters ofP.tabulaeformis；C:檸條凋落葉Leaf litters ofF.arundinacea； F:高羊茅凋落葉Leaf litters ofC.korshinskii.

3 討論

本實(shí)驗(yàn)中開始120 d(10月20日至2月20日)凋落葉的分解較慢，分解率較低；中間120 d(2月20日至6月20日)分解加快，后4個(gè)月分解又變慢，但分解率逐漸提高，這種變化規(guī)律也是外界環(huán)境因素和凋落葉片成分變化共同作用的結(jié)果。凋落物分解包括粉碎、淋溶和分解代謝過(guò)程，是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程。通常，凋落物的分解分為兩個(gè)階段：第1階段為快速分解階段，主要分解新鮮有機(jī)質(zhì)、可溶性糖和無(wú)機(jī)鹽類物質(zhì)，主要由原生動(dòng)物、微生物的同化和異化作用以及土壤滲濾作用所致，受環(huán)境因子的控制；第2階段為慢速分解階段，主要分解第1階段殘留凋落物的高C/N、高木質(zhì)素/N的難分解有機(jī)質(zhì)組分，酚類物質(zhì)和木質(zhì)素等較難分解的成分，分解速率主要受凋落物自身的理化性質(zhì)及微生物組群的影響，主要由真菌類的擔(dān)子菌、半知菌、子囊菌以及少數(shù)種類的細(xì)菌和放線菌進(jìn)行分解[5,20-22]。分解試驗(yàn)開始時(shí)(11月)，凋落葉片中易分解物質(zhì)的含量較高，但由于該地區(qū)氣溫低，降水少，微生物活性降低，不利于凋落葉片的分解，因此分解較慢，分解率較低；從3月開始，氣溫逐漸升高，降水量逐漸增加，有利于微生物的大量繁殖，凋落葉的分解速率明顯增加，分解率提高，尤其是在分解的第120～180天(2月20日至4月20日)內(nèi)，分解率提高很快；分解后期(6月20日至10月20日)雖然該時(shí)段內(nèi)溫度和降水在本區(qū)也有利于微生物的生存，但隨著分解時(shí)間的延長(zhǎng)，一些易分解的物質(zhì)已經(jīng)分解掉，難分解有機(jī)物質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素等難以被微生物利用的大分子有機(jī)物比例增加，即使環(huán)境條件更有利于凋落葉的分解，但分解變慢，分解率增加幅度變小。

凋落物在分解過(guò)程中養(yǎng)分釋放主要有淋溶—富集—釋放、富集—釋放和直接釋放3種模式[23-24]。C是組成有機(jī)質(zhì)的主要元素，為分解者提供可利用的能源，前期分解過(guò)程中，由于作為有機(jī)碳主要成分的纖維素、木質(zhì)素還未分解，有機(jī)碳損失量小于干物質(zhì)損失量，因此有機(jī)碳濃度表現(xiàn)為上升過(guò)程；隨著半纖維素、纖維素等有機(jī)物大量分解，有機(jī)碳濃度開始降低。雖然不同凋落葉片分解過(guò)程中有機(jī)碳濃度呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，但整個(gè)分解過(guò)程中所有凋落葉片的有機(jī)C釋放率均隨分解時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，因此可以認(rèn)為凋落葉片C元素的釋放模式為直接釋放模式。凋落物C/N值是發(fā)生N固持和礦化的關(guān)鍵值。Parton等[25]研究表明當(dāng)C/N小于40時(shí)才會(huì)發(fā)生凈N的礦化，而Patra等[26]認(rèn)為當(dāng)C/N值>30時(shí)發(fā)生N的固持而當(dāng)C/N值<30時(shí)發(fā)生N的礦化。本研究中幾種凋落物的初始C/N介于28.80～52.49之間，但刺槐葉在分解的前120 d，油松凋落物在分解的前240 d，N元素仍處于富集模式。理論上來(lái)講C/N應(yīng)該控制凋落物分解過(guò)程中的凈N釋放，因?yàn)槲⑸锓纸庹咧挥挟?dāng)其N需求被滿足之后才可能釋放N。較高C/N的凋落物在分解時(shí)自身N含量難以滿足微生物(分解者)的N需求，微生物則需要通過(guò)吸收外源N構(gòu)成微生物量或胞外酶[27-29]。不同地區(qū)各類凋落物分解時(shí)主導(dǎo)的微生物不同，對(duì)某種元素的需求閾值也就可能存在差異[18,21]。就本研究而言，N元素總體仍屬于富集—釋放模式，并且油松凋落葉片的富集度最高，其次是刺槐和高羊茅，檸條最低。P的礦化釋放與林分所處的環(huán)境條件及其初始含量有關(guān)。內(nèi)蒙古典型草原區(qū)克氏針茅(Stipakrylovill)和羊草(Leymuschinensis)中P含量較低，P表現(xiàn)為先釋放后富集；糙葉黃芪(Astragalusscaberrimus)和星毛委陵菜(Potentillaacaulis)中P含量較高，P則一直表現(xiàn)為釋放[30]。本研究中4種凋落葉片P元素的釋放率在分解的0～360 d呈上升趨勢(shì)，由于本試驗(yàn)開始時(shí)間為11月，研究區(qū)降水很少，因此也可以認(rèn)為P元素屬于直接釋放模式，分解過(guò)程中未出現(xiàn)P富集及淋溶。

凋落物的基質(zhì)質(zhì)量是制約其分解的內(nèi)在因素，在特定的區(qū)域內(nèi)，凋落物的分解與其初始化學(xué)性質(zhì)關(guān)系密切[21,31]。不同植物的同一器官初始元素含量不同，凋落物初始化學(xué)元素含量的差異可能會(huì)造成凋落物后續(xù)分解過(guò)程和養(yǎng)分釋放模式的差異。研究表明亞熱帶地區(qū)不同植被恢復(fù)階段植被凋落物的分解速率隨初始N、P濃度增加而增加，隨初始木質(zhì)素濃度、C/N和木質(zhì)素/N的增大而減小，凋落物的初始P、N和木質(zhì)素含量及木質(zhì)素/N比值可以作為預(yù)測(cè)亞熱帶地區(qū)凋落物分解速率的良好指標(biāo)[8,32-33]。本研究發(fā)現(xiàn)，刺槐、油松、檸條和高羊茅凋落葉片的分解速率與初始總C含量、木質(zhì)素含量和C/N均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，除油松凋落物外，刺槐、檸條和高羊茅凋落葉片分解速率與初始N、P含量呈正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。這可能是由于松科植物葉表皮強(qiáng)烈木質(zhì)化，比葉面積小，葉片硬度高，土壤動(dòng)物和微生物較難快速分解和腐熟[34-35]；其他幾種凋落葉片比葉面積較大，即單位質(zhì)量凋落物具有更大的環(huán)境接觸面積，一方面加大了雨水的淋溶作用，另一方面更有利于微生物定居和土壤動(dòng)物的碎裂作用，從而大大提高了分解速率。因此，不同凋落葉片功能特征(如比葉面積、葉片厚度、硬度等)可能是影響其分解速率的重要因素之一；凋落葉片的全C、木質(zhì)素含量和C/N與其分解速率均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，是控制其分解速率的最主要因素，因此可以作為預(yù)測(cè)該地區(qū)凋落葉片分解速率的指標(biāo)；而初始N、P含量與凋落葉片分解速率的相關(guān)性在不同凋落物之間存在差異，N、P含量是否可以作為預(yù)測(cè)該地區(qū)凋落葉片分解速率的指標(biāo)尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)黃土丘陵區(qū)刺槐、油松、檸條和高羊茅凋落葉一年內(nèi)分解及養(yǎng)分釋放情況研究發(fā)現(xiàn)，4種凋落葉分解均符合Olson 指數(shù)模型，分解速率為檸條凋落葉>刺槐凋落葉>高羊茅凋落葉>油松凋落葉。C是凋落葉片分解質(zhì)量損失的主體，C、P元素屬于直接釋放模式，N元素屬于富集—釋放模式。分解過(guò)程中4種凋落葉片的C/N、P含量持續(xù)降低，木質(zhì)素含量緩慢增加，纖維素含量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，但不同凋落葉片分解過(guò)程中全C和全N含量的變化趨勢(shì)存在差異。相關(guān)性分析表明，凋落葉片的分解速率與其初始全C含量、木質(zhì)素含量和C/N均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，凋落葉片初始全C、木質(zhì)素含量和C/N越高，分解速率越低，因此在研究區(qū)內(nèi)凋落葉片的全C、木質(zhì)素含量和C/N是控制凋落葉片分解速率及其養(yǎng)分釋放的主要因素，可以作為預(yù)測(cè)研究區(qū)凋落葉片分解的主要指標(biāo)。研究結(jié)果為我們深入了解黃土丘陵區(qū)不同退耕地物質(zhì)循環(huán)提供一定的理論依據(jù)。