我所在濕地植物立枯分解研究方面取得進展
植物凋落物分解是全球碳收支的重要組成部分,也是養分循環的主要決定因素。在濕地中,植物生物量在生長季很少被消費而是最終進入碎屑食物網中。因此,凋落物分解代表了重要的能量輸入,并且養分的持續可用性也主要依賴于凋落物分解。在大多數濕地中,許多草本植物的地上部分在枯萎之后并不會立即倒伏,而是保持“立枯”狀態并持續一段時間,成為殘余物庫的重要組成部分,并且在這個階段其分解過程已經開始。
我所濕地與全球變化學科組以三江平原的主要濕地植物為研究對象,分析了植物地上凋落物在立枯期的分解過程。研究表明,濕地草本植物地上部分以立枯狀態分解一年后,質量損失能達到19.3~45.1%(葉片)和14.3 ~ 23.1%(桿),并且立枯的質量損失與其初始C:N和C:P,以及附著微生物的呼吸速率均密切相關。在分解過程中,立枯的氮總量顯著增加,但磷總量在一年后表現為凈釋放。因此,濕地草本植物凋落物在立枯期的分解是凋落物分解過程的重要組成部分,在濕地生態系統碳和養分循環中起著重要作用。
此外,為了探究凋落物位置對其初期分解過程的影響,該研究團隊以沼澤化草甸的優勢物種小葉章為研究對象,分析了凋落物在立枯和倒伏狀態下分解過程的差異。研究表明,小葉章地上部分(包括葉片、葉鞘和桿)以立枯狀態分解180天后質量損失很少,低于地表分解的相應組織,但分解一年后會超過或者接近在地表分解的相應組織。處于立枯狀態的葉片和葉鞘在分解180天后養分殘留量顯著高于在地表分解的相應組織,但在分解360天以后,這種模式發生了轉變。此外,桿以立枯狀態分解時的養分殘留量一般高于其在地表分解時的養分殘留量。因此,處于不同狀態的凋落物具有截然不同的分解過程,兼顧不同狀態的凋落物的總量及其分解過程對全面了解溫帶濕地的碳循環和養分周轉是非常必要的。
本研究得到了國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項的資助,相關研究成果發表于Plant and Soil和Ecological Engineering上。
論文信息:
Zhang XH, Song CC, Mao R, Yang GS, Tao BX, Shi FX, Zhu XY, Hou AX. 2014. Litter mass loss and nutrient dynamics of four emergent macrophytes during aerial decomposition in freshwater marshes of the Sanjiang Plain, Northeast China. Plant and Soil, 385: 139-147.
Zhang XH, Song CC, Mao R, Song, YY, Meng HN. 2015. Comparing differences in early-stage decay of macrophyte shoots between in the air and on the sediment surface in a temperate freshwater marsh. Ecological Engineering, 81: 14-18.
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