森林凋落物分解的研究进展与展望

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1133

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (33): 44-51.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1133

森林凋落物分解的研究进展与展望

周庭宇¹(), 肖洋¹(), 黄庆阳²(), 谢宸¹, 罗优¹

¹黑龙江大学现代农业与生态环境学院，哈尔滨 150080
²黑龙江省科学院自然与生态研究所生态中心，哈尔滨 150040

收稿日期:2021-11-26 修回日期:2022-01-26 出版日期:2022-11-25 发布日期:2022-11-22
通讯作者: 肖洋,黄庆阳
作者简介:周庭宇，女，1997年出生，四川宜宾人，研究生，研究方向：资源利用与植物保护。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号黑龙江大学现代农业与生态环境学院，Tel：0451-86609487，E-mail：2202086@s.hlju.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金“五大连池火山熔岩台地森林凋落物主要营养元素沉积特性研究”(31770497);黑龙江省自然科学基金“五大连池火山森林生态系统优势树种凋落叶养分释放动态特征”(LH2021C079)

Forest Litter Decomposition: Research Progress and Prospect

ZHOU Tingyu¹(), XIAO Yang¹(), HUANG Qingyang²(), XIE Chen¹, LUO You¹

¹College of Modern Agriculture and Ecological Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080
²Ecological Center, Institute of Nature and Ecology, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150040

Received:2021-11-26 Revised:2022-01-26 Online:2022-11-25 Published:2022-11-22
Contact: XIAO Yang,HUANG Qingyang

摘要/Abstract

摘要：

为了阐明森林凋落物分解各方面的研究，本文针对森林凋落物分解的研究进展进行了阐述，主要包含凋落物（落叶层）的概念和研究历史、凋落物的分解过程与养分释放、凋落物分解的影响因子以及其在主/客场生境中的研究情况，对森林资源的可持续利用具有重要意义。随着全球气候变化日益受到人们的关注，目前关于CO₂排放和N沉降影响凋落物分解的报道越来越多，但是要想更好地应对这些变化，综合性、可广泛使用的凋落物分析预测技术与指标却尚未建立。面对今后外部环境和学科的发展，还需要更多的学者提出全面有效的措施。本文在总结森林凋落物研究进展的基础上，旨在为该领域的进一步探索奠定基础。

关键词: 森林凋落物, 分解过程, 养分释放, 影响因子, “主场优势”效应

Abstract:

In order to clarify the research on various aspects of forest litter decomposition, this paper summarized the research progress of forest litter decomposition, mainly including the concept and research history of leaf litter, the decomposition process and nutrient release of litter, the influencing factors of litter decomposition, and the research on forest litter in the ‘home’/‘away’ habitat. The study is of certain significance to the sustainable use of forest resources. As global climate change is increasingly concerned by people, there are more and more reports about the impact of CO₂ emission and N deposition on litter decomposition, but to better deal with these changes, the comprehensive and widely used technologies and indicators of litter analysis and prediction have not yet been established. Facing the development of the external environment and disciplines in the future, more comprehensive and effective measures need to be proposed. Based on summarizing the research progress of forest litter, this study aims to build a basis for further exploration in this field.

Key words: forest litter, decomposition process, nutrient release, influencing factor, ‘home-field advantage’ (HFA) effect

中图分类号:

S718.5

周庭宇, 肖洋, 黄庆阳, 谢宸, 罗优. 森林凋落物分解的研究进展与展望[J]. 中国农学通报, 2022, 38(33): 44-51.

ZHOU Tingyu, XIAO Yang, HUANG Qingyang, XIE Chen, LUO You. Forest Litter Decomposition: Research Progress and Prospect[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(33): 44-51.

参考文献 78

[1]	汪星星, 廖文海, 许祖元, 等. 森林凋落物分解影响因素的研究进展[J]. 北方园艺, 2022(4):126-132.
[2]	肖玲, 马燕天, 甘志伟, 等. 土壤动物对鄱阳湖湿地冬季凋落物分解过程的影响[J]. 湖泊科学, 2020, 32(2):395-405.
[3]	刘博洋, 朱美齐, 李泽宇, 等. 大兴安岭森林凋落物真菌及其次生代谢物活性研究[J]. 中国农学通报, 2019, 35(29):103-108.
[4]	徐璇, 王维枫, 阮宏华. 土壤动物对森林凋落物分解的影响:机制和模拟[J]. 生态学杂志, 2019, 38(9):2858-2865.
[5]	张哲栋, 梁晶, 李泽宇, 等. 大兴安岭北方森林凋落物真菌及其抗菌化合物[J]. 中国农学通报, 2021, 37(6):104-110.
[6]	黄彩凤, 梁晶晶, 张燕林, 等. 森林凋落物特性及对土壤生态功能影响研究进展[J]. 世界林业研究, 2021, 34(4):20-25.
[7]	冷海楠, 张玉, 崔福星, 等. 森林凋落物研究进展[J]. 国土与自然资源研究, 2016(6):87-89.
[8]	凌华, 陈光水, 陈志勤. 中国森林凋落量的影响因素[J]. 亚热带资源与环境学报, 2009, 4(4):66-71.
[9]	强学彩, 袁红莉, 高旺盛. 秸秆还田量对土壤CO₂释放和土壤微生物量的影响[J]. 应用生态学报, 2004(3):469-472.
[10]	郭婧, 喻林华, 方晰, 等. 中亚热带4种森林凋落物量、组成、动态及其周转期[J]. 生态学报, 2015, 35(14):4668-4677.
[11]	CEBRIAN J. Patterns in the Fate of Production in Plant Communities[J]. The American naturalist, 1999, 154(4):449-468. doi: 10.1086/303244 pmid: 10523491
[12]	刘颖, 韩士杰, 林鹿. 长白山四种森林类型凋落物动态特征[J]. 生态学杂志, 2009, 28(1):7-11.
[13]	刘涛, 孙守琴, 邱阳. 川西亚高山生态系统三种典型植物凋落物分解动态特征[J]. 山地学报, 2017, 35(5):663-668.
[14]	CHAPIN III F S, MATSON P A, MOONEY H. Principles of terrestrial ecosystem eology[M]. University of alaska fairbanks, 2002.
[15]	刘晶, 谢婉余, 张巧明, 等. 黄土丘陵区不同植物凋落叶片的分解及养分释放特性[J]. 草业学报, 2018, 27(9):25-33.
[16]	许子君, 万晓华, 梁艺凡, 等. 根系在凋落物层生长对凋落叶分解及酶活性的影响[J]. 应用生态学报, 2021, 32(1):31-38. doi: 10.13287/j.1001-9332.202101.003
[17]	朱金兆, 刘建军, 朱清科, 等. 森林凋落物层水文生态功能研究[J]. 北京林业大学学报, 2002, 24(5/6):30-34.
[18]	孙海, 王秋霞, 张春阁, 等. 不同树叶凋落物对人参土壤理化性质及微生物群落结构的影响[J]. 生态学报, 2018, 38(10):3603-3615.
[19]	XU X, HIRATA E, ENOKI T, et al. Leaf litter decomposition and nutrient dynamics in a subtropical forest after typhoon disturbance[J]. Plant ecology, 2004, 173(2):161-170. doi: 10.1023/B:VEGE.0000029319.05980.70 URL
[20]	BERG B, BERG M P, BOTTNER P, et al. Litter mass loss rates in pine forests of Europe and Eastern United States: some relationships with climate and litter quality[J]. Biogeochemistry, 1993, 20(3):127-159. doi: 10.1007/BF00000785 URL
[21]	贾丙瑞. 凋落物分解及其影响机制[J]. 植物生态学报, 2019, 43(8):648-657. doi: 10.17521/cjpe.2019.0097
[22]	吴福忠, 谭波. 森林凋落物分解过程与土壤动物的相互关系研究进展[J]. 四川农业大学学报, 2018, 36(5):569-575.
[23]	陈思路, 蔡劲松, 林成芳, 等. 亚热带不同树种凋落叶分解对氮添加的响应[J]. 植物生态学报, 2020, 44(3):214-227. doi: 10.17521/cjpe.2019.0299
[24]	张雨鉴, 王克勤, 宋娅丽, 等. 滇中亚高山地带性植被凋落物分解对模拟氮沉降的响应[J]. 生态学报, 2020, 40(22):8274-8286.
[25]	郭剑芬, 杨玉盛, 陈光水, 等. 森林凋落物分解研究进展[J]. 林业科学, 2006, 27(4):93-100.
[26]	王小平, 杨雪, 杨楠, 等. 凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响[J]. 生态学报, 2019, 39(17):6264-6272.
[27]	佘婷, 田野. 森林生态系统凋落物多样性对分解过程和土壤微生物特性影响研究进展[J]. 生态科学, 2020, 39(1):213-223.
[28]	赵红梅, 程军回, 张文太, 等. 古尔班通古特沙漠5种植物凋落物分解特征[J]. 中国沙漠, 2020, 40(2):165-176.
[29]	胡肄慧, 陈灵芝, 陈清朗, 等. 几种树木枯叶分解速率的试验研究[J]. 植物生态学与地植物学学报, 1987(2):124-132.
[30]	WANG B, BLONDEEL H, BAETEN L, et al. Direct and understorey-mediated indirect effects of human-induced environmental changes on litter decomposition in temperate forest[J]. Soil biology & biochemistry, 2019, 138:107579. doi: 10.1016/j.soilbio.2019.107579 URL
[31]	代松家, 周晨霓, 段斐, 等. 组分和生境差异对藏东南原始冷杉林凋落物分解和养分释放特征的影响[J]. 中国水土保持科学(中英文), 2020, 18(6):72-80.
[32]	HEIM A, FREY B. Early stage litter decomposition rates for Swiss forests[J]. Biogeochemistry, 2004, 70(3):299-313. doi: 10.1007/s10533-003-0844-5 URL
[33]	DJUKIC I, KEPFER-ROJAS S, SCHMIDT I K, et al. Early stage litter decomposition across biomes[J]. Science of the total environment, 2018,628-629:1369-1394.
[34]	王光军, 田大伦, 闫文德, 等. 去除和添加凋落物对枫香(Liquidambar formosana)和樟树(Cinnamomum camphora)林土壤呼吸的影响[J]. 生态学报, 2009, 29(2):643-652.
[35]	杨林. 凋落物分解中酶活性影响因素研究[J]. 生物化工, 2020, 6(5):151-153.
[36]	曲浩, 赵学勇, 赵哈林, 等. 陆地生态系统凋落物分解研究进展[J]. 草业科学, 2010, 27(8):44-51.
[37]	许晓静, 张凯, 刘波, 等. 森林凋落物分解研究进展[J]. 中国水土保持科学, 2007(4):108-114.
[38]	赵晶晶, 牛晓燕, 程宇琪, 等. 我国森林凋落物分解研究进展[J]. 内蒙古林业科技, 2017, 43(3):43-46.
[39]	MORO M J, DOMINGO F. Litter decomposition in four woody species in a mediterranean climate: weight loss, N and P dynamics[J]. Annals of botany, 2000, 86(6):1065-1071. doi: 10.1006/anbo.2000.1269 URL
[40]	SCHILLING E M, WARING B G, SCHILLING J S, et al. Forest composition modifies litter dynamics and decomposition in regenerating tropical dry forest[J]. Oecologia, 2016, 182(1):287-297. doi: 10.1007/s00442-016-3662-x pmid: 27236291
[41]	WARING B G. Exploring relationships between enzyme activities and leaf litter decomposition in a wet tropical forest[J]. Soil biology and biochemistry, 2013, 64:89-95. doi: 10.1016/j.soilbio.2013.04.010 URL
[42]	ALLEN A P, GILLOOLY J F. Towards an integration of ecological stoichiometry and the metabolic theory of ecology to better understand nutrient cycling[J]. Ecology letters, 2009, 12(5):369-384. doi: 10.1111/j.1461-0248.2009.01302.x pmid: 19379132
[43]	李宜浓, 周晓梅, 张乃莉, 等. 陆地生态系统混合凋落物分解研究进展[J]. 生态学报, 2016, 36(16):4977-4987.
[44]	林成芳, 彭建勤, 洪慧滨, 等. 氮、磷养分有效性对森林凋落物分解的影响研究进展[J]. 生态学报, 2017, 37(1):54-62.
[45]	SARIYILDIZ T. Effects of tree species and topography on fine and small root decomposition rates of three common tree species (Alnus glutinosa, Picea orientalis and Pinus sylvestris) in Turkey[J]. Forest ecology and management, 2015, 335:71-86. doi: 10.1016/j.foreco.2014.09.030 URL
[46]	陈有超, 马书琴, 鲁旭阳. 藏北高寒草原典型物种凋落物分解与养分动态[J]. 草业科学, 2019, 36(4):1066-1073.
[47]	汪方芳, 闫家国, 马旭, 等. 黄河口盐沼湿地盐地碱蓬和互花米草凋落物的分解特征[J]. 自然资源学报, 2020, 35(2):480-492.
[48]	CORNWELL W K, CORNELISSEN J H, AMATANGELO K, et al. Plant species traits are the predominant control on litter decomposition rates within biomes worldwide[J]. Ecol lett, 2008, 11(10):1065-1071. doi: 10.1111/j.1461-0248.2008.01219.x pmid: 18627410
[49]	APONTE C, GARCÍA L V, MARAÑÓN T. Tree species effect on litter decomposition and nutrient release in mediterranean oak forests changes over time[J]. Ecosystems, 2012, 15(7):1204-1218. doi: 10.1007/s10021-012-9577-4 URL
[50]	梁东, 王一新, 马强, 等. 植物凋落物分解研究进展[J]. 吉林林业科技, 2019, 48(4):37-40.
[51]	王小平, 杨雪, 杨楠, 等. 凋落物多样性及组成对凋落物分解及土壤微生物群落的影响——二氧化碳倍增条件下[J]. 生态学报, 2020, 40(17):6171-6178.
[52]	姜沛沛, 曹扬, 陈云明, 等. 陕西省3种主要树种叶片、凋落物和土壤N、P化学计量特征[J]. 生态学报, 2017, 37(2):443-454.
[53]	OSONO T. Decomposing ability of diverse litter-decomposer macrofungi in subtropical, temperate, and subalpine forests[J]. Journal of forest research, 2015, 20(2):272-280. doi: 10.1007/s10310-014-0475-9 URL
[54]	王希华, 黄建军, 闫恩荣. 天童国家森林公园常见植物凋落叶分解的研究[J]. 植物生态学报, 2004(4):457-467. doi: 10.17521/cjpe.2004.0063
[55]	徐波, 朱忠福, 李金洋, 等. 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[J]. 植物生态学报, 2016, 40(9):883-892. doi: 10.17521/cjpe.2016.0040
[56]	赵月彩, 杨玉盛, 陈光水, 等. 福建万木林自然保护区米槠和杉木凋落叶混合分解研究[J]. 亚热带资源与环境学报, 2009, 4(2):53-59.
[57]	张雨雪, 胡伟芳, 罗敏, 等. 闽江口秋茄凋落叶分解碳氮磷元素动态特征与水解酶活性[J]. 生态学报, 2019, 39(12):4242-4254.
[58]	BAILEY L, ELLIS S, MCNEIL J. Suicide risk in the UK Trans population and the role of gender transition in decreasing suicidal ideation and suicide attempt[J]. Mental health review journal, 2014, 19:209-220. doi: 10.1108/MHRJ-05-2014-0015 URL
[59]	刘博文, 张丽, 吴福忠, 等. 高寒森林不同生境凋落叶分解过程中水溶性组分动态特征[J]. 生态学杂志, 2020, 39(4):1130-1140.
[60]	张雨雪, 胡伟芳, 罗敏, 等. 闽江口秋茄红树林凋落物产量及分解动态[J]. 环境科学学报, 2019, 39(4):1312-1323.
[61]	代松家, 段斐, 方江平, 等. 不同生境条件下西藏原始冷杉林凋落物分解特征与土壤养分的关系[J]. 水土保持通报, 2020, 40(3):56-63.
[62]	胡亚林, 汪思龙, 黄宇, 等. 凋落物化学组成对土壤微生物学性状及土壤酶活性的影响[J]. 生态学报, 2005(10):2662-2668.
[63]	季晓燕, 江洪, 洪江华, 等. 模拟酸雨对亚热带三个树种凋落叶分解速率及分解酶活性的影响[J]. 环境科学学报, 2013, 33(7):2027-2035.
[64]	杨晶晶, 吕瑞恒, 梁继业, 等. 塔里木盆地盐生和干旱生境柽柳(Tamarix)凋落物分解特征[J]. 中国沙漠, 2020, 40(1):215-222.
[65]	骆娟. 森林凋落物分解过程对土壤微生物影响研究综述[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(5):25-27.
[66]	钟哲科, 高智慧. 杨树、水杉林带枯落物对土壤微生物C、N的影响[J]. 林业科学, 2003(2):153-157.
[67]	许建伟. 马尾松林分不同改造模式林下植被和凋落物的差异性[J]. 东北林业大学学报, 2020, 48(3):23-28.
[68]	裴蓓, 高国荣. 凋落物分解对森林土壤碳库影响的研究进展[J]. 中国农学通报, 2018, 34(26):58-64.
[69]	刘瑞强, 黄志群, 何宗明, 等. 根系去除对米老排和杉木凋落物分解的影响[J]. 林业科学, 2015, 51(9):1-8.
[70]	WANG F, FANG X, DING Z, et al. Effects of understory plant root growth into the litter layer on the leaf litter decomposition of two woody species in a subtropical forest[J]. Forest ecology and management, 2016, 364:39-45. doi: 10.1016/j.foreco.2016.01.003 URL
[71]	胡凯, 陶建平, 何丹妮, 等. 林下植物根系对森林凋落物分解过程中微生物及酶活性的影响[J]. 应用生态学报, 2019, 30(6):1993-2001. doi: 10.13287/j.1001-9332.201906.022
[72]	LUIZÃO R C C, LUIZÃO F J, PROCTOR J. Fine root growth and nutrient release in decomposing leaf litter in three contrasting vegetation types in central Amazonia[J]. Plant ecology, 2007, 192(2):225-236. doi: 10.1007/s11258-007-9307-8 URL
[73]	AYRES E, STELTZER H, BERG S, et al. Soil biota accelerate decomposition in high-elevation forests by specializing in the breakdown of litter produced by the plant species above them[J]. Journal of ecology, 2009, 97(5):901-912. doi: 10.1111/j.1365-2745.2009.01539.x URL
[74]	YU Z, HUANG Z, WANG M, et al. Nitrogen addition enhances home-field advantage during litter decomposition in subtropical forest plantations[J]. Soil biology and biochemistry, 2015, 90:188-196. doi: 10.1016/j.soilbio.2015.07.026 URL
[75]	GIEßELMANN U C, MARTINS K G, BRÄNDLE M, et al. Lack of home-field advantage in the decomposition of leaf litter in the Atlantic Rainforest of Brazil[J]. Applied soil ecology: a section of agriculture, ecosystems & environment, 2011, 49:5-10.
[76]	GIEßELMANN U C, MARTINS K G, BRÄNDLE M, et al. Diversity and ecosystem functioning: Litter decomposition dynamics in the Atlantic Rainforest[J]. Applied soil ecology: a section of agriculture, ecosystems & environment, 2010, 46(2):283-290.
[77]	杨红玲, 李玉霖, 宁志英, 等. 科尔沁沙地优势固沙灌木叶片凋落物分解的主场效应[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5):62-70.
[78]	LI Y, VEEN G F C, HOL W H G, et al. ‘Home’ and ‘away’ litter decomposition depends on the size fractions of the soil biotic community[J]. Soil biology & biochemistry, 2020, 144:107783. doi: 10.1016/j.soilbio.2020.107783 URL

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[1]	娄仲山. 高寒草原针茅牧草花期物候变化特征及其影响因子分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(29): 129-134.
[2]	廖张波, 何远兰, 莫神带. 气象因素对甘蔗生产的影响及环境互作基因研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(21): 82-87.
[3]	白宇轩, 杜军, 王挺, 索朗旺堆. 2001—2020年藏东南苹果物候期变化特征分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(20): 89-96.
[4]	陈金, 王新月, 谢鹏飞, 张庆富, 杨柳, 陈治锋, 裴晓东, 黄杰, 邓永晟, 邓小华. 烟草残茬还田腐解特征及对土壤养分与烟碱的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(14): 65-71.
[5]	董春华, 周旋, 孙继民, 罗志勇, 谢宜, 胡柯鑫. 腐解菌剂对红壤橘园圆叶决明腐解及养分释放动态的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(1): 106-113.
[6]	董浩, 于淑慧, 史桂芳, 朱国梁, 牟小翎, 曹卫东. 春季翻压3种果园绿肥腐解及养分释放特征研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(6): 75-81.
[7]	王渟云, 张丛志, 张佳宝, 赵占辉, 陈金林. 添加外源物料对秸秆降解的影响及其效应研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(21): 66-74.
[8]	杜军, 高佳佳, 厉爱丽, 次旺顿珠, 次旺. 2010—2019年西藏中南部春油菜生育期变化特征[J]. 中国农学通报, 2021, 37(20): 77-84.
[9]	施伟, 朱国永, 孙明法, 王爱民, 陈中兵, 严国红. 水稻籽粒灌浆的影响因子及其机制研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(8): 1-7.
[10]	刘昊, 王海梅. 1961—2018年呼伦贝尔市潜在蒸散时空变化特征及其气象因子的响应[J]. 中国农学通报, 2020, 36(36): 58-66.
[11]	杨栋, 丁烨毅, 黄鹤楼, 朱佳敏, 申子彬. 台风影响下海水养殖塘水环境响应特征分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(1): 82-88.
[12]	李多多. 基于GIS的新乡市1966-2016年日照时数时空分布特征及影响因子[J]. 中国农学通报, 2019, 35(8): 60-66.
[13]	唐红,黄滔,刘玮,黄程前,黄文韬,郑硕理,陈白冰. 3个观赏竹在长沙地区引种适应性研究[J]. 中国农学通报, 2019, 35(31): 26-32.
[14]	孙波,宫伟,李虹,杨轶华. 寒地植物冬态滞尘能力及其影响因子探讨[J]. 中国农学通报, 2018, 34(16): 51-56.
[15]	逄志伟,李显森,朱建成,孙珊. 大西洋中部海域竹荚鱼中心渔场的时空变化及其影响因素[J]. 中国农学通报, 2017, 33(31): 153-159.