紅樹(shù)林凋落物的分解規(guī)律及其影響因素

紅樹(shù)林凋落物的分解規(guī)律及其影響因素目錄114921引言 6280141.1國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 6170871.1.1紅樹(shù)林的生態(tài)功能和碳匯 617791.1.2紅樹(shù)林凋落物的功能 648781.1.3紅樹(shù)林凋落葉對(duì)物質(zhì)循環(huán)的貢獻(xiàn) 7135691.2研究背景及意義 7192131.3研究?jī)?nèi)容 8269251.3.1樣地概況 8128511.3.2技術(shù)路線 9246712材料與方法 981472.1凋落葉表面形態(tài)分析 94738（1）實(shí)驗(yàn)材料與試劑 914978（2）實(shí)驗(yàn)方法 9186302.2凋落葉失重分析 1014305（1）實(shí)驗(yàn)材料與試劑 1022221（2）實(shí)驗(yàn)方法 10183002.3凋落葉元素釋放分析 115764（1）實(shí)驗(yàn)材料與試劑 1127101（2）實(shí)驗(yàn)方法 11156223結(jié)果和分析3.1凋落葉表面形態(tài)分析 11311653.1.1凋落葉形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)觀察 11209763.1.2凋落葉解剖學(xué)結(jié)構(gòu)觀察 12323223.2凋落葉失重分析 13314213.2.1凋落葉片質(zhì)量變化情況 13163193.2.2凋落葉片質(zhì)量損失速率分析 14193593.3凋落葉元素釋放情況 15229213.3.1凋落葉分解過(guò)程中元素釋放的動(dòng)態(tài)變化 15198683.3.2凋落葉分解質(zhì)量損失與元素釋放含量相關(guān)性分析 17165414結(jié)論 18163525展望 1910101參考文獻(xiàn) 2013834致謝 22摘要：紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)具有生產(chǎn)力高，固碳能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可有效減緩全球氣候變暖帶來(lái)的問(wèn)題。其固碳過(guò)程主要包括兩個(gè)方面：一方面通過(guò)光合作用吸收大氣中的二氧化碳，將碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物儲(chǔ)存起來(lái)；另一方面是通過(guò)凋落物的分解，將碳固定在土壤中保存。然而，目前紅樹(shù)林凋落物的分解保存機(jī)制尚不明確。因此，本研究通過(guò)野外分解實(shí)驗(yàn)，結(jié)合室內(nèi)形態(tài)學(xué)觀察、元素分析等方法，研究濱海紅樹(shù)林凋落葉的分解規(guī)律，探究紅樹(shù)林濕地土壤有機(jī)碳的保存機(jī)制。經(jīng)過(guò)4個(gè)月的分解實(shí)驗(yàn)，我們研究了不同埋藏深度海蓮凋落葉的分解對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)，主要結(jié)論如下:相同分解時(shí)間下，凋落葉失重速率隨埋藏深度增加而減??；（2）凋落葉的分解會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)物質(zhì)，其中碳的含量最高，對(duì)土壤的貢獻(xiàn)最大，其次是硫，氮最少；凋落葉有機(jī)物的釋放速率呈現(xiàn)前期10月份較高，后期12月份降低的趨勢(shì)；（3）Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，紅樹(shù)林凋落葉分解過(guò)程中碳的釋放量與氮的釋放量極顯著正相關(guān)；表層凋落葉釋放的碳、氮與凋落葉的質(zhì)量損失呈極顯著的負(fù)相關(guān)；底層凋落葉中氫與凋落葉的質(zhì)量損失呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究揭示了紅樹(shù)林海蓮葉片在土壤中的分解規(guī)律及其元素的釋放特征，有助于人們深刻理解凋落葉分解對(duì)土壤碳庫(kù)的貢獻(xiàn)，為科學(xué)探究紅樹(shù)林的固碳機(jī)制提供理論數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)；固碳；凋落物；分解1引言1.1國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展紅樹(shù)林的生態(tài)功能和碳匯紅樹(shù)林主要分布在熱帶、亞熱帶地區(qū),具有強(qiáng)大的生態(tài)功能和豐富的生態(tài)服務(wù)價(jià)值,主要表現(xiàn)在：可保護(hù)海岸地貌，為無(wú)脊椎動(dòng)物、魚(yú)類和鳥(niǎo)類提供棲息地（彭輝武等，2011）；形成天然的海岸防護(hù)林，抵擋風(fēng)浪保護(hù)海岸線；還能吸收海洋污染物，凈化海水；推動(dòng)碳循環(huán)，可以固碳儲(chǔ)碳。而這些功能中尤為重要的是在全球海陸碳循環(huán)的地位,紅樹(shù)林因此被認(rèn)為是固碳最有效的海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)（彭聰姣等，2016）。這一作用針對(duì)全球氣候變暖，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)單位面積的紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)固定二氧化碳的能力相當(dāng)于熱帶雨林的50倍。紅樹(shù)林凋落物的功能紅樹(shù)林凋落物是指紅樹(shù)植物細(xì)胞分解凋亡后產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)，包括落葉、枯枝、果實(shí)等，凋落物的分解過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理破碎和化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，伴隨著有機(jī)物質(zhì)的產(chǎn)生和能量的釋放。紅樹(shù)林調(diào)落物種類組成多樣，其中最主要的組成成分是葉凋落物，占總量的比例在34%~86.16%之間，其次是枝和繁殖體凋落物，占總量的比例分別為0.14%~38.9%、1.8%~44.8%（王銳萍等，2006）。紅樹(shù)林凋落物的物質(zhì)成分也很豐富，主要都是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括粗脂肪、粗蛋白、無(wú)氮浸出物、可溶性糖以及單寧等易淋溶易分解的化合物，當(dāng)然還包括木質(zhì)素、纖維素等難淋溶難分解的大分子物質(zhì)。在分解過(guò)程中，大分子蛋白質(zhì)能夠被轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，這一過(guò)程提升了潮間帶生物對(duì)凋落物的利用率。由于凋落物變得更容易被海洋生物所吸收利用，因此它成為了沿海河口區(qū)域中碎屑消費(fèi)者的關(guān)鍵食物來(lái)源，進(jìn)而為沿海河口區(qū)域的漁業(yè)資源利用與開(kāi)發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（彭少麟等，2002）。紅樹(shù)林凋落物在森林生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位，其作用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是對(duì)碳循環(huán)和土壤有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)。紅樹(shù)林凋落物的分解過(guò)程在森林碳循環(huán)中起到關(guān)鍵作用，有機(jī)物中的元素通過(guò)凋落物的分解釋放到土壤中，進(jìn)而經(jīng)過(guò)土壤微生物的分解利用歸還到大氣中，碳量的顯著變化甚至可以作為全球碳預(yù)算的指標(biāo)。同時(shí)，紅樹(shù)林凋落物也是濕地沉積物有機(jī)質(zhì)的一個(gè)重要來(lái)源，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的形成起著十分重要的作用。二是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的多重保護(hù)功能。紅樹(shù)林凋落物對(duì)總初級(jí)生產(chǎn)力的高貢獻(xiàn)值達(dá)30%~60%，顯示了其在河口乃至整個(gè)近海生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)中的重要組成部分。此外，紅樹(shù)林枯枝落葉層作為“有機(jī)物質(zhì)庫(kù)”，儲(chǔ)存并釋放礦質(zhì)元素，為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分。紅樹(shù)林凋落物還能蓄留降水，降低雨滴對(duì)土壤的沖擊力，保護(hù)土層，防止地表徑流，減少地面蒸發(fā)。同時(shí)，它還有助于改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤滲透性，并豐富土壤中的微生物群落物種多樣性（盛華夏，2009）。1.1.3紅樹(shù)林凋落葉對(duì)物質(zhì)循環(huán)的貢獻(xiàn)紅樹(shù)林凋落葉在物質(zhì)循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用，尤其是在碳（C）、氮（N）和硫（S）等元素的生物地球化學(xué)循環(huán)中。這些凋落葉通過(guò)微生物分解過(guò)程，將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可被其他生物利用的形式，從而促進(jìn)了能量和養(yǎng)分的流動(dòng)。其中影響最大的當(dāng)屬碳循環(huán)，樹(shù)林濕地土壤的有機(jī)碳，其來(lái)源既有外部輸入，也有內(nèi)部產(chǎn)生，特別是植物凋落物的分解與生成，對(duì)土壤有機(jī)碳的累積起到了關(guān)鍵作用。不容忽視的是，土壤有機(jī)碳庫(kù)堪稱全球最大的碳庫(kù)之一。該碳庫(kù)的分解轉(zhuǎn)化過(guò)程及其儲(chǔ)存機(jī)制，對(duì)調(diào)節(jié)大氣中的碳濃度，乃至影響全球氣候變暖的趨勢(shì)，都具有十分重要的作用。紅樹(shù)林凋落葉作為重要的碳源，它們通過(guò)分解過(guò)程有大量的二氧化碳（CO2）釋放出來(lái)，同時(shí)也為土壤提供了有機(jī)碳。紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)因其獨(dú)特的潮汐環(huán)境，導(dǎo)致土壤內(nèi)部的碳分解速率緩慢，使得紅樹(shù)林成為重要的海岸帶“藍(lán)碳”生態(tài)系統(tǒng)，在全球碳循環(huán)中扮演著重要角色（陳小花等，2020）。

當(dāng)然，碳循環(huán)還受其他元素循環(huán)的影響，相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)和氮循環(huán)的耦合作用，具體循環(huán)過(guò)程為氮循環(huán)：在凋落葉的分解階段，微生物通過(guò)固氮、硝化、反硝化和氨化等一系列反應(yīng)，積極介入氮的轉(zhuǎn)化與循環(huán)過(guò)程，這些反應(yīng)對(duì)保持紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)的氮素平衡具有極其重要的意義。還有紅樹(shù)林中的固氮微生物與植物根系共生作用也是推動(dòng)了氮循環(huán)的過(guò)程。硫循環(huán)：紅樹(shù)林沉積物中的硫循環(huán)微生物活躍，影響硫元素的遷移和轉(zhuǎn)化，對(duì)土壤元素組成及微生物群落多樣性都有一定影響。1.2研究背景及意義紅樹(shù)林作為典型的濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng),具有較高的儲(chǔ)碳能力,能夠有效緩解大氣CO2上升的負(fù)面影響，在碳循環(huán)中扮演重要角色。研究凋落物在紅樹(shù)林濕地土壤中的分解規(guī)律，了解其分解的效率對(duì)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)的輸入與輸出的影響，了解碳庫(kù)以實(shí)現(xiàn)碳儲(chǔ)存對(duì)大氣降溫效果和減緩氣候變化等方面具有重要意義。對(duì)土壤碳庫(kù)的源與匯平衡有重要意義，有助于提高對(duì)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的認(rèn)識(shí)

，更有利于增強(qiáng)人們對(duì)紅樹(shù)林固碳過(guò)程的認(rèn)識(shí)，以此提高對(duì)紅樹(shù)林生態(tài)功能的重視，引導(dǎo)人們對(duì)紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和減少碳排放，為全球氣候變化的減緩提供解決方案（王振海，2016）。1.3研究?jī)?nèi)容紅樹(shù)林凋落葉分解的研究在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和研究，主要涉及澳大利亞、美國(guó)佛羅里達(dá)、南非、泰國(guó)等熱帶地區(qū)。相比之下，國(guó)內(nèi)的相關(guān)報(bào)道較為少見(jiàn)（黃立南等，2001）。本實(shí)驗(yàn)以海南東寨港紅樹(shù)林中海蓮為研究對(duì)象，進(jìn)行為期三個(gè)月以上的凋落葉分解實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)腐葉的形態(tài)學(xué)觀察及失重率計(jì)算，采用元素分析法，旨在探究紅樹(shù)林凋落物的分解規(guī)律及其影響因素，以此探討有機(jī)碳的循環(huán)過(guò)程及其對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響。埋藏深度對(duì)紅樹(shù)林凋落葉分解有一定的影響，也是相比其他影響因素而言比較好控制的變量，埋藏深度的不同也反映了光強(qiáng)的影響。因此本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)比同一季度內(nèi)不同深度的海蓮凋落葉的質(zhì)量損耗以及表層底層土壤中有機(jī)物元素的測(cè)定，以此探究紅樹(shù)林凋落物分解的規(guī)律及影響因素。1.3.1樣地概況本研究選擇的樣點(diǎn)地：海南東寨港紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)（DZ），該區(qū)域位于110°32'~110937'

E,

19951'~20°10'

N，地處低緯度熱帶，擁有獨(dú)特的熱帶季風(fēng)氣候。這里的年均氣溫穩(wěn)定在23.8°C，陽(yáng)光普照，年降水量也十分充沛。氣候特點(diǎn)鮮明，分為旱季和雨季，雨季伴風(fēng)。（張苗苗等，2024），海南東寨港紅樹(shù)林自然保護(hù)區(qū)具有我國(guó)面積最大的沿海灘涂森林，地處淡水和海水交界區(qū)域。采樣區(qū)域漲潮時(shí)水深不足1m,主要地貌類型為濱海堆積平原，沉積物中主要成分為堆積的細(xì)沙和粉細(xì)砂。海南東寨港紅樹(shù)林是海南東寨港國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的一部分，除此之外，區(qū)內(nèi)生物種類多樣，生產(chǎn)力較高，是熱帶、亞熱帶海岸帶海陸交錯(cuò)區(qū)生產(chǎn)能力最高的海洋生態(tài)系統(tǒng)之一，在凈化海水、防風(fēng)消浪、維持生物多樣性、固碳儲(chǔ)碳等方面發(fā)揮著極為重要的作用（HuYangetal.,2021）。海南東寨港保護(hù)區(qū)內(nèi)擁有多樣化的紅樹(shù)林種類，包括君子科的欖李屬、紫金?？频耐┗?shù)、海?？频暮Ｉ?、馬鞭草科的白骨壤，以及楝科的木果楝等多種植物。這些豐富的紅樹(shù)林種類，為保護(hù)區(qū)增添了獨(dú)特的生態(tài)多樣性。經(jīng)過(guò)篩選決定以紅蓮屬的海蓮葉凋落物作為研究材料，海蓮葉凋落物產(chǎn)量大，些許的損失不會(huì)對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程造成太大影響，另外，葉片大小適中易于套入尼龍網(wǎng)袋方便控制實(shí)驗(yàn)的變量，根系主要為板狀根較為集中，附近土壤易于挖埋，樹(shù)干生長(zhǎng)區(qū)域隱蔽，實(shí)驗(yàn)期間不易受外在因素干擾。1.3.2技術(shù)路線圖1技術(shù)路線圖Figure1Technologyroad2材料與方法2.1凋落葉表型觀察（1）實(shí)驗(yàn)材料與試劑海蓮葉片、分析天平、超純水、尼龍網(wǎng)袋（15cm×10cm）、鏟子、橡膠手套、體視顯微鏡、普通光學(xué)顯微鏡（2）實(shí)驗(yàn)方法設(shè)置不同的處理組，包括對(duì)照組，以觀察凋落葉分解的變化情況。對(duì)采集到的海蓮凋落葉進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，超純水洗凈污垢后稱重，確保所有樣品按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，以便后續(xù)比較，具體步驟如下：（1）收集地面新鮮剛落的海蓮葉片（剔除有分解痕跡的凋落葉）,超純水洗凈；（2）風(fēng)干后裝入非降解的凋落物網(wǎng)袋(樣袋為尼龍網(wǎng)袋,大小為15cm×10cm,孔徑為1mm)中,每袋裝入3片大小相近的凋落葉,選取3塊小樣地，（3）凋落物袋模擬自然狀態(tài)分散平放在所選樣塊內(nèi)，輕輕除去地表的凋落物層,每塊樣地0~5cm及10~15cm深度各放入一個(gè)凋落物網(wǎng)袋，每一塊樣地有三個(gè)重復(fù)組（周長(zhǎng)劍等，2024）。于2023年8月將凋落物袋埋藏于東寨港的海蓮根系周圍,讓凋落物自然分解。（4）查詢好潮汐表動(dòng)態(tài)，每?jī)蓚€(gè)月從每一樣塊的不同深度中取出3袋，即一次回收6袋凋落物樣品,將腐葉用超純水仔細(xì)洗凈，清除泥沙、活植物根系、土壤動(dòng)物及蟲(chóng)屎等雜質(zhì)后，在65℃條件下烘干至恒重，并保存好樣品（林鵬等，2001）。（5）顯微鏡觀察：將制作好的葉片切片放置在載玻片上，使用體視顯微鏡的立體觀察功能，從不同角度觀察葉子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。注意觀察葉脈的分布、細(xì)胞的形狀和氣孔等結(jié)構(gòu)特征，并記錄下葉子的主要特征，包括顏色、紋理、葉脈結(jié)構(gòu)等。條件允許，可以使用相機(jī)或攝像功能記錄下觀察到的圖像，以便后續(xù)分析和比較。2.2凋落葉失重分析（1）實(shí)驗(yàn)材料與試劑海蓮葉片、超純水、分析天平（2）實(shí)驗(yàn)方法用分析天平確定凋落葉的初始質(zhì)量和最終質(zhì)量：用凋落葉的初始質(zhì)量（M0）和經(jīng)過(guò)一段時(shí)間分解后的最終質(zhì)量（Mt）計(jì)算質(zhì)量損失率（周長(zhǎng)劍等，2023），質(zhì)量損失率是通過(guò)比較初始質(zhì)量和最終質(zhì)量的差異來(lái)計(jì)算的。具體的計(jì)算公式為：Rt=(M0-Mt)/M0×100%每個(gè)月都記為30天，D?t為分解的天數(shù)，每?jī)蓚€(gè)月凋落葉重量損失速率（Vt）計(jì)算公式（何偉等，2013）具體如下：Vt=(M0?Mt)/M0×100%/D?t2.3凋落葉元素釋放分析（1）實(shí)驗(yàn)材料與試劑元素分析儀（德國(guó)Elementar公司,varioELcube）、離心管（Labserv，China）、離心機(jī)（湘儀，China）、小錫舟、鋁盒、分析天平、土壤采樣器，烘箱，研缽，篩網(wǎng)（80目）等（2）實(shí)驗(yàn)方法元素分析儀的基本原理是測(cè)定樣品中各元素的含量，從而確定化合物的具體組成。通常的操作步驟包括將樣品加熱到高溫，促使其分解成氣體或液體形態(tài)，隨后運(yùn)用不同的方法來(lái)測(cè)量樣品中各元素的含量。（王巧巧等，2013）。包錫舟是一種樣品包裝材料，主要用于有機(jī)元素分析儀測(cè)試碳（C）、氫（H）、氮（N）、硫（S）等含量，作用在于包裹固體樣品，以便在分析過(guò)程中保護(hù)樣品不受損害，同時(shí)也確保樣品的均勻性和代表性。通常選用錫紙作為包裝材料，是因?yàn)殄a具有良好的耐腐蝕性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，適合用于高溫條件下。本研究使用SPSS26和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。為了比較數(shù)據(jù)間的差異性，我們采用了雙因素方差分析（Pearson）。同時(shí)，我們運(yùn)用Origin22.0軟件來(lái)制作相關(guān)的圖表。3材料與方法3凋落葉表面形態(tài)分析3.1凋落葉形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)觀察圖2表層土壤海蓮凋落葉隨時(shí)間分解情況Figure2Decompositionofsealotusleavesinsurfacesoilovertime圖3底層土壤海蓮凋落葉隨時(shí)間分解情況Figure3Decompositionofsealotusleavesinbottomsoilovertime圖2和圖3是肉眼下觀察到的腐葉分解情況，從凋落葉的顏色來(lái)看，隨著時(shí)間變化，凋落葉由棕黃色變?yōu)榛疑?，可以表明葉綠素逐漸分解，凋落葉分解程度增加。從凋落葉表皮完整程度來(lái)說(shuō)，隨著時(shí)間變化，凋落葉表皮由光滑變?yōu)榘櫩s，葉片由圓潤(rùn)變?yōu)闅埲保旁谡菩目梢灾庇^感受到腐葉厚度變薄，但關(guān)于質(zhì)量的增減情況還需用分析天平測(cè)量。全球各地的紅樹(shù)林植物落葉分解速率存在差異，但普遍都比陸地森林的落葉分解速率要快很多。這種快速的分解過(guò)程最終會(huì)導(dǎo)致植物組織發(fā)生物理和生物學(xué)的降解。這一觀察現(xiàn)象與其他學(xué)者（如黃立南，2001年）的研究結(jié)果基本一致。由圖看出，表層和底層分解后的凋落葉片，肉眼觀察略有區(qū)別，可以觀察到葉柄的分解都是從外層的表皮細(xì)胞開(kāi)始，再逐漸深入到葉柄的內(nèi)部組織，且分解變化情況比較明顯。然而表層的凋落葉與底層凋落葉分解程度相比無(wú)法分辨快慢，具體情況如何還需后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。3.2凋落葉解剖學(xué)結(jié)構(gòu)觀察（2）（3）（4）圖412月份海蓮凋落葉鏡像圖Figure4MirrorimageofsealotuslitterinDecember圖4按序依次為光學(xué)顯微鏡下4×、10×、40×、100×倍的12月份觀察到的凋落葉同一分解部位，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，葉片表皮分解，可以清晰地看到葉脈部分，呈現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)，隨著顯微鏡倍數(shù)的增加，我們可以觀察到許多微小的氣孔。這些氣孔主要分布在葉片表面，它們是植物與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的重要通道。說(shuō)明隨著時(shí)間變化，葉肉細(xì)胞和表皮細(xì)胞分解程度增加，數(shù)量減少，透光性增強(qiáng)，氣孔可以看見(jiàn)。4凋落葉失重分析4.1凋落葉片質(zhì)量變化情況圖5凋落葉隨時(shí)間的質(zhì)量變化Figure5Qualitychangesoflitterovertime從圖5可知，無(wú)論是表層還是底層，凋落葉片的質(zhì)量都隨時(shí)間的推移有明顯的減小。對(duì)于表層凋落葉，8月份凋落葉初始平均質(zhì)量為3.631g,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間分解，10月份凋落葉平均質(zhì)量為2.683g,12月份凋落葉平均質(zhì)量為2.382g;對(duì)于底層凋落葉，8月份凋落葉初始平均質(zhì)量為3.449g,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間分解，10月份凋落葉平均質(zhì)量為2.804g,12月份凋落葉平均質(zhì)量為1.882g，但是各個(gè)月份凋落葉分解的速率并不相同，凋落葉分解的程度還需進(jìn)一步探究。4.2凋落葉片質(zhì)量損失速率分析圖6凋落葉隨時(shí)間變化的質(zhì)量損失速率Figure6:Rateofmasslossoflitterovertime由圖6可得，對(duì)于表層凋落葉，10月份質(zhì)量損失速率為15.267mg/d，12月份質(zhì)量損失速率為10.533mg/d；對(duì)于底層凋落葉，10月份質(zhì)量損失速率為10.780mg/d，12月份質(zhì)量損失速率為8.130mg/d。根據(jù)（陶楚等，2015）的研究發(fā)現(xiàn)：在海南島東北部的銅鼓嶺自然保護(hù)區(qū)，熱帶季雨矮林的凋落葉分解速率范圍為2.073至3.322，而高嶺灌木林的凋落葉分解速率僅為0.0027。顯然，季雨矮林的凋落葉分解速率顯著高于灌木林。本實(shí)驗(yàn)結(jié)論與前人不一致?？赡苁且?yàn)殡m然本實(shí)驗(yàn)與前人實(shí)驗(yàn)樣地所的屬熱帶季風(fēng)氣候相同，但所選取的是紅樹(shù)科木欖屬海蓮植物，植物種類不同分解速率有差異。由圖可知，凋落葉12月份的質(zhì)量損失速率低于10月份，可知在凋落葉分解過(guò)程中，前期速度大后期速度慢。這與前人研究所得結(jié)論相符（黃立南等，2001）。推測(cè)凋落葉分解大致分為兩個(gè)階段：快速分解階段：當(dāng)?shù)蚵湮锸状谓佑|地面時(shí)，微生物富集，分解速率通常達(dá)到最大；速度放緩階段：隨著時(shí)間的推移，落物中的易分解成分逐漸被消耗，剩余的部分難以分解速度放緩；但速度放緩階段的后期，分解速率可能再次加快，新的分解者種群出現(xiàn)或原有分解者種群數(shù)量增加，導(dǎo)致分解速率提升，這與(張東來(lái)等，2008）的研究凋落葉的分解規(guī)律初期分解速率快，中期持平，后期分解緩慢，結(jié)果一致。由實(shí)驗(yàn)得出同一月份下，表層凋落葉失重速率大于底層，初步判斷紅樹(shù)林凋落葉分解速度隨埋藏深度增加而降低。紅樹(shù)林積累的有機(jī)碳主要集中在表層，隨時(shí)間延長(zhǎng)，凋落葉對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)才逐漸影響到底層土壤。紅樹(shù)林中的有機(jī)碳積累主要集中在土壤表層，而隨著時(shí)間的推移，凋落葉對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)才會(huì)逐漸滲透到深層土壤中。一方面，隨著埋藏深度的增加，土壤中的氧氣含量通常會(huì)減少，在較淺的埋藏深度下，由于氧氣供應(yīng)充足，微生物活動(dòng)更為活躍，分解速度可能更快；而在較深的埋藏深度下，缺氧環(huán)境可能導(dǎo)致分解速度減慢，甚至引起特定的厭氧分解過(guò)程。但另一方面，在較淺的埋藏深度下，土壤暴露在陽(yáng)光下，光照及土壤濕度條件不穩(wěn)定，分解速度減慢；而在較深的埋藏深度下，土壤理化性質(zhì)穩(wěn)定，微生物種類數(shù)量多，分解速度可能更快，而這些又因地理位置和季節(jié)變化而異。5凋落葉元素釋放情況5.1凋落葉分解過(guò)程中元素釋放的動(dòng)態(tài)變化（1）（2）（3）（4）（5）（6）圖6按序依次為凋落葉隨時(shí)間變化的各元素釋放量Figure6SequentialrepresentationofthereleaseratesofvariouselementsfromlitterovertimeC、N、H釋放動(dòng)態(tài)變化：10月份時(shí)，表層凋落葉分解各元素釋放量均增加，百分比大小順序?yàn)镃＞H＞S＞N,底層凋落葉分解各元素釋放量均增加，百分比大小順序C＞H＞S＞N；12月份時(shí)，表層凋落葉分解各元素釋放量較12月減少，但高于最初未分解時(shí)凋落葉的含量，百分比大小順序?yàn)镃＞H＞S＞N，底層凋落葉分解各元素釋放量較12月減少，但高于最初未分解時(shí)凋落葉的含量，百分比大小順序也為C＞H＞S＞N，其中C釋放量整體來(lái)說(shuō)最大，可能是紅樹(shù)植物從大氣吸收二氧化碳并存儲(chǔ)在植被中能力強(qiáng)，所以釋放到土壤中的含量也大，證明紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中，儲(chǔ)存的有機(jī)碳含量高，固碳能力很強(qiáng)。S釋放動(dòng)態(tài)變化：S釋放量表現(xiàn)為10月份增加，12月份減少且少于最初未分解時(shí)凋落葉的含量。這可能說(shuō)明在分解后期，S添加引起了土壤酸化，導(dǎo)致土壤微生物生物量及土壤酶活性下降，抑制了凋落葉分解的重量損失，從而抑制C、N、H元素的釋放，與前人（劉夢(mèng)霖，2023）在草原草地硫添加對(duì)草甸草原植物凋落物分解實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一致之處。但由于紅樹(shù)林土壤理化性質(zhì)特殊，具體結(jié)論還需進(jìn)一步證實(shí)。5.2凋落葉分解質(zhì)量變化與元素釋放含量相關(guān)性分析表1表層凋落葉分解質(zhì)量變化與元素釋放含量的皮爾遜相關(guān)性Tab.1Pearsoncorrelationanalysisofmasslossandelementreleasecontentduringthedecompositionprocessofsurface

litterCNSHWC10.996**-0.2860.587-0.990**N1-0.1980.657*-0.973**S10.608*0.420H1-0.465表層凋落葉質(zhì)量（W）1表2底層凋落葉分解質(zhì)量變化與元素釋放含量的皮爾遜相關(guān)性Tab.2PearsoncorrelationanalysisofmasslossandelementreleasecontentduringthedecompositionprocessofbottomlitterCNSHWC11.0000.803**0.226-0.170N10.798**0.234-0.178S1-0.3990.451H1-0.998**底層凋落葉質(zhì)量（W1）1注：**在0.01級(jí)別（雙尾），相關(guān)性顯著；*在0.05級(jí)別（雙尾），相關(guān)性顯著。根據(jù)SPSS的皮爾遜相關(guān)性分析，無(wú)論是表層還是底層，紅樹(shù)林凋落葉分解過(guò)程中C、N的釋放量之間都呈正相關(guān)，相關(guān)性極顯著；說(shuō)明C、N之間可能存在某種耦合機(jī)制，共同對(duì)土壤的物質(zhì)循環(huán)和理化性質(zhì)起作用。在表層，紅樹(shù)林凋落葉分解過(guò)程中C和N的釋放量與凋落葉的質(zhì)量損失量呈顯著負(fù)相關(guān)，可能說(shuō)明凋落物分解中C、N的釋放對(duì)土壤物質(zhì)輸入起了主要作用，也是表層凋落葉質(zhì)量損失的主要原因。在底層，紅樹(shù)林凋落葉分解過(guò)程中S的釋放量與C、N的釋放量呈顯著正相關(guān)，可能是S對(duì)C、N之間的耦合機(jī)制起了促進(jìn)作用，而H的釋放量與凋落葉質(zhì)量損失呈極顯著的負(fù)相關(guān)，但由于C輸入量大，所以C的釋放仍為凋落葉質(zhì)量損失的主要原因。6結(jié)論經(jīng)過(guò)4個(gè)月的降解，紅樹(shù)林海蓮凋落葉的分解程度逐漸加深，從外層的表皮細(xì)胞開(kāi)始降解，再逐漸深入到葉肉及葉柄的內(nèi)部組織，且葉柄在12月的時(shí)候幾乎已完全分解。相同分解時(shí)間下，凋落葉失重速度隨埋藏深度增加而減小。然而，要準(zhǔn)確解釋這種現(xiàn)象，需要更詳細(xì)的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)研究。（3）凋落葉的分解產(chǎn)生大量有機(jī)質(zhì)，其中C百分比含量最大，說(shuō)明紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)在物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中，固碳能力強(qiáng)。凋落葉有機(jī)物的釋放速率呈現(xiàn)前期10月份較高，后期12月份降低的趨勢(shì)，說(shuō)明分解是前期快速，后期減緩的過(guò)程。（4）根據(jù)Pearson相關(guān)性分析，紅樹(shù)林凋落葉分解過(guò)程中C與N的釋放量之間呈極顯著的正相關(guān)，說(shuō)明C與N之間可能存在某種耦合作用，這種作用對(duì)海蓮凋落葉中有機(jī)質(zhì)的分解過(guò)程和全球碳循環(huán)產(chǎn)生著重要影響。凋落葉分解中的C、N釋放量與凋落葉質(zhì)量損失呈極顯著的負(fù)相關(guān)，可以說(shuō)明凋落葉質(zhì)量損失的主要原因是有機(jī)質(zhì)的釋放。7展望本次實(shí)驗(yàn)選擇分解時(shí)期正好處于10月至12月，這段時(shí)間是該保護(hù)區(qū)的旱季，且氣溫開(kāi)始下降，不利于微生物的生長(zhǎng)與活動(dòng)，所以質(zhì)量虧損量比雨季?。ㄌ粘?，2015），后期可以將實(shí)驗(yàn)時(shí)期選在5月至10月，正值保護(hù)區(qū)的雨季和臺(tái)風(fēng)季，由于高溫和多雨的環(huán)境條件，微生物得以大量繁殖并且分解活動(dòng)非常活躍。這種氣候環(huán)境極大地推動(dòng)了凋落葉的分解過(guò)程。這樣可以比較旱季雨季凋落葉分解的差異，還能更直接觀察到凋落葉分解速率加快到減慢再到加快的分解過(guò)程。此外，紅樹(shù)林植物種類不同分解代謝的過(guò)程可能也不相同。本實(shí)驗(yàn)只選取了一種紅樹(shù)林植物，無(wú)法得到普遍性的結(jié)論，后續(xù)可以通過(guò)在同一地區(qū)采取不同類型紅樹(shù)植物，測(cè)定其凋落葉各項(xiàng)指標(biāo)，甚至將其混合，不同種類的凋落物混合在一起時(shí)，可能產(chǎn)生混合效應(yīng)，使得混合凋落物的實(shí)際分解速率不同于基于單個(gè)物種結(jié)果所預(yù)測(cè)的期望值。甚至當(dāng)不同種類的凋落物混合在一起時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生混合效應(yīng)，導(dǎo)致混合凋落物的實(shí)際分解速度與根據(jù)單一物種預(yù)測(cè)的結(jié)果有所不同。在前人（陶楚等，2015）研究中表明，凋落物的N、P含量以及C/N值是評(píng)估其分解速度的重要指標(biāo)。在季雨矮林和灌木林中，我們發(fā)現(xiàn)凋落葉的初始C/N值與分解速度之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。也就是說(shuō)，如果凋落葉的初始C/N值較高，其分解速度就會(huì)相對(duì)較慢。這表明C/N值在影響森林生態(tài)系統(tǒng)凋落葉的分解過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。后續(xù)可以用元素分析法測(cè)定更多指標(biāo)來(lái)證明這個(gè)結(jié)論。通過(guò)本次研究，我們初步了解了紅樹(shù)林凋落物的分解規(guī)律及其影響因素，探究其固碳的過(guò)程，為進(jìn)一步研究紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。初步得出凋落葉分解速率隨埋藏深度增加而減慢。但由于在野外開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，無(wú)法將埋藏深度控制為單因素變量，其他變量如凋落物的性質(zhì)、生物因子、氣候因子、土壤性質(zhì)以及人為因素等對(duì)凋落物分解都有影響。后期可以通過(guò)研究埋藏深度對(duì)土壤的含水量和微生物活性的影響，間接證明對(duì)凋落葉的分解速率的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，凋落物分解隨時(shí)間的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)而復(fù)雜的過(guò)程，涉及多種因素的相互作用。了解這一過(guò)程有助于我們更好地理解生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分循環(huán)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制，從而為生態(tài)恢復(fù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。參考文獻(xiàn)彭輝武,鄭松發(fā),朱宏偉.珠海市淇澳島紅樹(shù)林恢復(fù)的實(shí)踐[J].濕地科學(xué),2011,9(1):97-100.彭聰姣,錢家煒,郭旭東等.深圳福田紅樹(shù)林植被碳儲(chǔ)量和凈初級(jí)生產(chǎn)力[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2016,27(7):2059-2065.王銳萍,劉強(qiáng),彭少麟等.尖峰嶺不同樹(shù)種枯落物分解過(guò)程中微生物動(dòng)態(tài)[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2006(03):255-258.盛華夏.九龍江口紅樹(shù)林濕地凋落物分解與重金屬動(dòng)態(tài)研究[D].廈門大學(xué),2009.陳小花,陳宗鑄,雷金睿,吳庭天,李苑菱.清瀾港紅樹(shù)林濕地典型群落類型沉積物活性有機(jī)碳組分分布特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2022,42(11):4572-4581彭少麟,劉強(qiáng).森林凋落物動(dòng)態(tài)及其對(duì)全球變暖的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2002(09):1534-1544.王振海．長(zhǎng)白山針葉林凋落物分解及土壤動(dòng)物在凋落物分解和元素釋放中的作用[D]．長(zhǎng)春:

東北師范大學(xué),2016.黃立南,藍(lán)崇鈺,束文圣.深圳福田兩種紅樹(shù)林植物葉片分解研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2001(01):35-38.張苗苗,張文飛,董冰雪等.東寨港紅樹(shù)林沉積物與水體中抗生素抗性基因的組成特征分析[J/OL].西南農(nóng)業(yè)學(xué).潘文,潘浩,林秋蓮等.九龍江口秋茄紅樹(shù)林凋落物動(dòng)態(tài)及繁殖物候特征[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,60(04):776-781.唐博,龍江平,章偉艷等,2014.中國(guó)區(qū)域?yàn)I海濕地固碳能力研究現(xiàn)狀與提升[J].海洋通報(bào),33(5):481-490.李翠華,蔡榕碩,顏秀花.2010—2018年海南東寨港紅樹(shù)林濕地碳收支的變化分析[J].海洋通報(bào),2020,39(04):488-497.周長(zhǎng)劍.亞熱帶3種主要造林樹(shù)種凋落葉分解的主場(chǎng)效應(yīng)特征[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2024.何偉,

吳福忠,

楊萬(wàn)勤等,

2013.雪被斑塊對(duì)高山森林兩種灌木凋落葉質(zhì)量損失的影響[J].

植物生態(tài)學(xué)報(bào),

37(4):

306-316.周長(zhǎng)劍,何偉,王奔等.亞熱帶3種主要造林樹(shù)種凋落葉分解失重的主場(chǎng)效應(yīng)[J].陸地生態(tài)系統(tǒng)與保護(hù)學(xué)報(bào),2022,2(03):18-27.黃立南,藍(lán)崇鈺,束文圣.深圳福田兩種紅樹(shù)林植物葉片分解研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2001(01):35-38.王巧環(huán),任玉芬,孟齡等.元素分析儀同時(shí)測(cè)定土壤中全氮和有機(jī)碳[J].分析試驗(yàn)室,2013,32(10):41-45.林鵬．中國(guó)紅樹(shù)林研究進(jìn)展［Ｊ］．廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001,40（2）:592-603．劉晶,謝婉余,張巧明等.黃土丘陵區(qū)不同植物凋落葉片的分解及養(yǎng)分釋放特性[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2018,27(09):25-33.曾士宸.凋落葉和根系分解對(duì)紅樹(shù)林濕地土壤有機(jī)碳積累的影響及其機(jī)制[D].廈門大學(xué),2021.張悅,張藝凡,馬怡波等.森林生態(tài)系統(tǒng)凋落