森林枯枝落叶分解及其影响因素

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1、杨曾奖等：森林枯枝落叶分解及其影响因素653森林枯枝落叶分解及其影响因素杨曾奖1，曾杰1，徐大平1，李尚均2，卢建21.中国林业科学研究院热带林业研究所，广东广州510520；2.雷州林业局林科所，广东遂溪524348摘要：枯枝落叶在森林生态系统中占有极其重要的地位，枯枝落叶的分解是一个以生物为主要参与者的过程，土壤动物使粗枯落叶实现物理性分解，土壤微生物则使枯落物碎片进一步分解为简单无机分子或转化为腐殖物质。土壤微生物的分解受枯落物自身成份的影响，粗脂肪与可溶性糖等在前期分解，木质素与纤维素等在后期分解，低w(C)/w(N)比枯落物易于分解，枯落物内的有机氮最终将降解为NH+

2、4和NO-3，用于描述枯落物分解的最常用模型是指数方程x/x0=ｅ－kt。自然因素与人为因素引起的火烧也是引起地面枯落物消失的重要因素，它有很强的负面效应，造成有机氮的损失。影响枯落物分解的因素很多，它们主要是通过影响分解生物而起作用，这些因素有树种、温度、湿度、酸碱度、污染等。阔叶树枯落物通常比针叶的分解快，温度与有机氮的矿化有线性关系，硝化作用可在大幅度的温度范围内发生，但最适温度通常在25℃。碳矿化的最适含水量约60%，在过于淹水条件下易于出现反硝化作用而造成氮损失。森林枯落物分解以真菌为主，适于在较高pH条件下进行，但与枯落物种类有关，云杉最适分解酸度为pH5~7，多种

3、阔叶树最适分解酸度在pH3.5，土壤变酸时通常造成细菌数量显著下降，而以真菌占主导。枯落物的处理方式影响森林土地的生产力，移除地面枯落物或采伐剩余的枝叶可造成土地肥力的显著下降，相反，则有利于维持土地肥力。关键词：森林；枯落物；分解；动态变化中图分类号：S714.8文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）02-0649-06杨曾奖等：森林枯枝落叶分解及其影响因素653森林枯枝落叶在森林生态系统中占有极其重要的地位，枯枝落叶的分解是森林生态系统养分循环的一个重要环节，林木每年产生大量的枯枝落叶，成为死地被物，覆盖于林地表面，通过分解变成可吸收的矿物离子归还土壤，才能

4、被植物体吸收利用。研究枯枝落叶的分解对维持人工林地力、保护生态平衡以及指导营林工作具有重要意义。有关森林枯落物分解的研究工作已得到广泛开展，对不同森林枯落物的分解特征、影响因素与管理利用方式有极为不同的报道，本文根据当前本领域的进展，分析和讨论枯落物分解过程的重要环节，以期有助于我国森林生态系统的科学管理和利用。1枯枝落叶的分解森林中枯枝落叶分解过程通常包括三个方面：1)淋溶过程，枯枝落叶中可溶物质通过降水被淋溶；2)粉碎过程，动物摄食，土壤干湿交替、冰冻、解冻，使枯枝落叶变小或转化；3)代谢过程，主要通过微生物将复杂的有机物转化为简单分子。这三个分解过程是同时发生的，并以土壤

5、生物的影响为主导[1]。土壤生物在枯枝落叶的分解中占支配地位，它不仅包含真菌、细菌等微生物，也包括某些动物，特别是土壤动物。因而，分解作用是包含全部生物和微生物都参与的过程[2]，其中，主要参与者是微生物和土壤动物。分解过程中，微生物首先侵入死有机体，经过初步分解形成粗腐屑，成为某些动物和其他微生物的食料，动物将枯枝落叶腐屑分解成碎片，增加微生物有效利用面积，其排出物为微生物的活动增加了蛋白质、生长物质，从而刺激微生物的生长，加速了枯枝落叶的分解。因而，在枯枝落叶分解过程中，土壤生物是相互协同作用的，分解者的变化过程是微生物—动物、微生物—微生物。据估算，1g土壤中可能含有大约

6、107个细菌和2×105个真菌，真菌和细菌的贡献率分别为有机物总分解量的60%～80%和20%～40%[3]。真菌组成了针叶林地中硝化者群落的最大部分[4]。土壤生物在生态系统中的分解作用有时是具一定专性的，廖崇惠和陈茂乾研究了小良人工阔叶混交林中白蚁对枯枝落叶的消耗作用，发现硬质叶子的分解较慢，它不仅较难被微生物分解，也较难为一般土壤动物所摄食，而白蚁种群的大小对分解作用具有举足轻重的作用[5]。一般认为生物因素是凋落物分解的主导因子，前期的分解，土壤动物贡献最大，后期的分解由微生物作主[6]。杨曾奖等：森林枯枝落叶分解及其影响因素653分解过程也是枯落物内含有的各种有机分子

7、的降解过程，不同有机分子的降解难易是不同的，其中，高氮成份通常较易分解。从化学组成上看，枯枝落叶主要含有纤维素、半纤维素、木质素、多糖类、树胶、其他碳水化合物、蛋白质和其他含氮化合物。通过矿化作用将这些复杂有机物分解，同时释放矿物离子。枯枝落叶分解过程中，化学成分的含量不断发生变化。初期分解可溶性易分解的物质，粗有机化学成分中粗脂肪、可溶性糖、单宁、有机碳含量显著下降，枯枝落叶中矿物元素K、Na、Ca和Mg含量大量下降。而纤维素、木质素是较难分解的物质，通常于后期缓慢分解。碳氮比可以反映枯枝