摘要：凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作用的响应,是揭示这些不确定性、保护草原生态系统结构和功能的科学基础。以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,选取建群种短花针茅和优势种无芒隐子草两种植物凋落物,开展为期4年的长期分解实验,探究两种植物凋落物分解特征及养分释放规律。实验采用裂区设计,主区为自然降水(C)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100) kg hm^(-2)a^(-1)4个氮素梯度。结果表明:(1)增雨和氮沉降促进荒漠草原凋落物分解,减雨反之,降水对两种凋落物影响具有差异,而氮沉降的作用不依赖于物种;(2)氮沉降缩短凋落物分解周期5.12%—14.82%,增雨与氮沉降交互缩短凋落物分解周期3.69%—28.75%;(3)降水始终有利于凋落物中碳、纤维素和木质素释放,而分解后期氮沉降对其影响不显著,凋落物分解后期主要受木质素分解速率控制。综上所述,影响荒漠草原凋落物分解的主要因素为降水,其次是氮素,二者对凋落物分解具有协同作用。

摘要：土壤动物是凋落物分解、养分转化过程的重要调节者,全球变化驱动的氮沉降与降雨变化通过改变其分解环境和土壤动物群落结构,进而影响凋落物分解进程。为了探究中小型土壤动物对凋落物分解的贡献受氮沉降和降雨变化的影响,本研究利用不同网孔(2 mm和0.01 mm)的凋落物分解网袋法,以建群种短花针茅为研究对象进行野外分解试验。试验采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N_(0))、30(N_(30))、50(N_(50))和100(N_(100))kg·kg·hm^(-2)·a^(-1)4个氮素处理。结果表明:1)降雨变化显著影响了凋落物的分解速率,增雨处理中凋落物的分解速率加快,且随着氮添加浓度的升高,凋落物重量残留率逐渐降低,100 kg·hm^(-2)·a^(-1)时分解速度最快;在减雨处理与对自然降雨处理中凋落物的分解速率则呈先降低后升高的趋势,在50 kg·kg·hm^(-2)·a^(-1)时分解速度最快。氮沉降和降雨变化对凋落物分解无显著的交互作用。2)在整个分解过程中,共捕获中小型土壤动物1577只,隶属于1门3纲13目(含亚目)49科,优势类群为蜱螨目、鞘翅目幼虫和弹尾目;增雨施氮提升了中小型土壤动物群落的类群数和个体数。3)凋落物重量残留率与中小型土壤动物类群数、个体数均呈极显著负相关,增雨处理整体提高了中小型土壤动物对凋落物分解的贡献率。综上,荒漠草原上中小型土壤动物对凋落物的分解具有积极作用,且水分和氮素输入的增加提高了中小型土壤动物的类群数及个体数,增加了其对凋落物分解的贡献;在水分不足时,过量的氮素会抑制中小型土壤动物群落的发展,导致中小型土壤动物对凋落物分解的贡献降低。

摘要：全球变化导致氮沉降增加和降雨格局发生变化,从而影响短花针茅荒漠草原植物根系分解过程.为了解水氮变化对荒漠草原根系凋落物分解的影响,采用凋落物分解网袋法,以建群种短花针茅(Stipa breviflora)和优势种冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)3种植物混合根系为研究对象,分析其分解动态变化.试验采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100)kg hm-2 a-1 4个氮素处理共12个处理.结果显示:分解630 d后,增雨显著降低根系质量残留率,3个水分处理分别在CK-N50、W-N50、R-N30处理下质量残留率最低,分别为63.13%、60.33%、69.90%,W-N50处理根系质量残留率显著低于其余11个处理(P <0.05).适量的氮输入可以促进根系分解,但过量氮会对根系分解产生抑制作用.本研究表明荒漠草原影响根系质量残留率的主要因素为水分,次要因素为氮素.水氮变化首先会影响根系的基质质量,从而进一步影响根系分解质量残留率,碳含量、氮含量、纤维素、木质素均是根系分解过程中的决定性因素.(图3表4参36)