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落叶不仅仅可用于拍照 叶片分解还能影响生态系统

发布者:武昌区科协   发表时间: 2017-12-21

今年8月8日九寨沟发生的7.0级地震,使得当地生态环境受到不小影响,景区一度关闭。但是,大自然拥有惊人的自净能力,地震后的几日,不少堰塞湖在土石沉积后快速恢复往日的清澈。其实,这与落叶在水体自净过程中的功劳及湖泊中强烈的微生物活动密切相关。



   显而易见,叶片的凋落、分解不但会影响陆地生态系统,同样也会影响水生生态系统。在水生生态系统中,叶片凋落物(即叶片)作为主要的外源物质为水生生物提供了大量的营养物质,且叶片的种类影响着水体微生物及底栖无脊椎动物等的种群结构和数量。叶片凋落物分解是一个受其自身性质和外界环境因素共同作用的复杂过程,而凋落物在高山胡泊中的快速分解会对水体景观产生潜在影响。那么,不同叶片凋落物的分解速度及差异是怎样的?叶片凋落物在高山湖泊中又是如何被分解的?

四种常见树种叶片凋落物分解速度及差异对比

   来自中国科学院成都生物研究所、阿坝师范学院和九寨沟国家自然保护区管理局的徐波、石福孙、朱忠福等研究人员,在发表于《植物生态学报》的题为《九寨沟国家自然保护区4个典型树种叶片凋落物在林下及高山湖泊中的分解及养分释放特征》的文章中,对九寨沟国家自然保护区内四种常见树种的凋落物在陆地及湖泊中的分解及养分释放特征进行了对比研究。

   文中所选择的四种常见林型代表性树种分别为:寒温性针叶林代表树种(黄果冷杉)、温性针叶林代表树种(油松)、落叶阔叶林代表树种(红桦)和落叶阔叶灌丛代表树种(高山柳)。
通过网袋分解法,调研组发现,在各树种间,高山柳的叶片凋落物分解系数最高,其次分别为红桦、黄果冷杉和油松。

   此外,叶片凋落物分解速率存在明显的物种差异,阔叶树种叶片凋落物分解速率显著大于针叶树种。一方面是由于阔叶树种叶片凋落物具有较高的氮含量和较低的碳氮比;另一方面是由于针叶树种叶片较小,且表面革质化,这将大大降低其在分解初期的淋溶速率和微生物、土壤动物的碎裂作用。

   进一步分析显示,各树种叶片凋落物在前3个月质量损失最快,而后迅速减慢,第6~12月又逐渐增大,原因是凋落物分解初期可溶性物质会迅速通过淋溶作用进入到生态系统中,而后进入较长且缓慢的生物分解过程。同时,在温度高且降水丰沛的5~9月,叶片凋落物的分解速率最快。

叶片凋落物在高山湖泊中是如何被分解的?

   四个树种叶片凋落物在高山湖泊中的分解速率均显著高于其在林下的分解速率,各树种叶片凋落物在林下完全分解所需的时间是其在水体中的1.5倍左右。

   湖泊中叶片凋落物分解速率较快的一个重要原因是凋落物长时间浸泡在水体中,较强的淋溶作用会加速可溶性物质在分解初期的快速分解,加之水体的流动将进一步加快这一过程。其次,水体微生物和无脊椎动物在凋落物分解过程中也起着至关重要的作用,相对稳定的水体温度(冬季湖泊中平均水温仍保持在2℃以上)为凋落物分解过程中的生物活动提供了良好的环境保障。

   此外,不同树种间叶片凋落物在水体中的分解速率差异与其在林下分解的规律一致,即阔叶树种叶片凋落物分解速率明显大于针叶树种。

   九寨沟自然保护区森林资源丰富,总面积达248平方千米,每年有大量叶片凋落物进入到数量众多的高山湖泊中,而较快的水体凋落物分解速率将使大量的养分元素在较短的时间内汇集到湖泊生态系统中。这势必会对高山湖泊中水生生物种群和结构产生影响,从而对保护区内现有的水体景观产生潜在影响。因此,加强保护区内高山湖泊叶片凋落物的管理是一项值得关注的工作。


来源:人民网-科普中国