沙埋对科尔沁沙地优势灌木叶凋落物分解的影响机制

Litter decomposition is one of the important biochemical processes, a key determinant of nutrient turnover and carbon cycling in arid and semi-arid regions. Sand burial is common in arid regions and may strongly influence litter decomposition, carbon loss and nutrient turnover; thus, affect the structure, function and evolution of desert ecosystems. The litter bag method will be used in our project to study the effects of different sand burial depth (Control, 5 cm, 10 cm, 20 cm) on litter decomposition rates by using leaf litter of three dominant shrubs (Artemisia halodendron, Caragana microphylla, Salix gordejevii) and their mixture under natural proportion in Horqin Sandy Land. We will also record meteorological factors, soil factors (transmittance, temperature, water content, microbial richness) and litter quality (contents of C, N, P, lignin and ash) to quantitative analysis the changes of leaf litter decomposition rates under different sand burial depth, to develop an understanding of the mechanism of how sand burial as unique environmental factor of desert ecosystem influences nutrient cycling and litter decomposition. And expect to understand the structure and function of sandy ecosystem better, to provide a theoretical basis for the continued restoration of desert ecosystem.

凋落物分解是生态系统生物地球化学循环的关键过程之一，其重要性在荒漠生态系统物质周转和养分循环中尤为突出。沙埋作为荒漠生态系统特定环境中的普遍过程，对土壤环境因子的改变必将影响到凋落物的分解及其养分归还，从而影响生态系统的结构、功能和演变过程。本项目拟以科尔沁沙地三种优势灌木：差不嘎蒿(Artemisia halodendron)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、黄柳（Salix gordejevii）的单一及按照自然比例混合的叶凋落物为对象，用网袋法对其在不同沙埋深度下的分解及养分归还速率进行连续试验观测，并对土壤环境因子、气象因子及凋落物组分进行测定。定量分析不同沙埋强度下叶凋落物的分解特征变化，阐明沙埋作为荒漠生态系统特有环境要素对凋落物在物质周转与养分归还方面的影响及作用机制，进而为深刻认识荒漠生态系统结构和功能，探讨荒漠生态系统持续恢复提供理论依据。

凋落物分解是生态系统生物地球化学循环的关键过程之一，其重要性在荒漠生态系统物质周转和养分循环中尤为突出。沙埋作为荒漠生态系统特定环境中的普遍过程，对土壤环境因子的改变必将影响到凋落物的分解及其养分归还，从而影响生态系统的结构、功能和演变过程。本项目对科尔沁沙地三种优势灌木：差不嘎蒿(Artemisia halodendron)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、黄柳（Salix gordejevii）的单一及混合的叶凋落物为对象，对其在不同沙埋深度下的分解及养分归还速率进行为期三年的试验观测，并对土壤环境因子、气象因子及凋落物组分进行测定。研究结果表明：三种灌木凋落物的分解率均为10 cm埋深>对照> 5 cm埋深> 20 cm埋深。试验结束时，在0、5、10 cm 埋深下差不噶蒿凋落物的分解率均显著高于另两种凋落物，在20 cm埋深下，黄柳凋落物的分解率显著高于小叶锦鸡儿凋落物，与差不噶蒿凋落物差异不显著。研究初期，自然比例和等比例凋落物的混合效应是一致的，第一次取样时，观测到的分解率与预期值无显著差异，不同物种之间没有相互作用，或者效应是加和的。第二次和第三次取样时，观测到的分解率显著高于预期值，出现协同效应。随着研究的继续，自然比例和等比例凋落物的混合效应表现不同，自然比例混合的凋落物分解率的观测值显著低于预期值，显示出拮抗作用；等比例混合的凋落物分解率的观测值显著高于预期值，表现出协同效应。土壤温度与湿度对于单一叶凋落物分解没有强烈的主效应，但是光照强度对其分解的影响强烈；土壤温度对混合凋落物的分解没有强烈的主效应，而降水和物种对混合叶凋落物分解影响显著。本项目定量分析了不同沙埋强度下叶凋落物的分解特征变化，阐明了沙埋作为荒漠生态系统特有环境要素对凋落物在物质周转与养分归还方面的影响及作用机制，进而为深刻认识荒漠生态系统结构和功能，探讨荒漠生态系统持续恢复提供了一定的理论依据。