二郎山华山松凋落针叶分解特征以及室内分解试验

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华山松作为亚高山森林的重要建群树种,在维持森林生态系统物种的丰富度和多样性中扮演着重要的角色。目前,亚高山森林凋落物的研究仍然较少,有关华山松凋落物的研究鲜有报道。因此,本文以二郎山华山松凋落针叶为研究对象,采用原位分解袋法,对亚高山地区华山松凋落针叶分解过程中(2012-9至2013-8月)的真菌群落动态、养分归还动态以及酶活特征进行研究。另外,散斑壳菌作为松落针病病原菌,有关它的腐生性能少有研究和报道,目前研究也发现,营生于华山松针叶中的散斑壳菌至少有12种,就此本文采用纯培养分解试验,以此探究散斑壳菌对华山松针叶的分解利用能力。本试验研究获得的主要结果如下:(1)通过原位分解袋法,分别在2012-9月(秋季)、2012-12月(冬季)、2013-3月(春季)和2013-6月(夏季)分离鉴定真菌,结果表明:从4个样地共分离获得真菌54属77种,其中秋季15属35种,冬季17属33种,春季21属43种,夏季37属54种。另外,各海拔真菌群落表现出明显的演替现象。在4个海拔样地中,Allantophomopsis sp.、Penicillium sp.和Mucor sp.均能分离获得,而且Allantophomopsis sp.和Penicillium sp.的相对分离频率均较高,说明这三种菌在二郎山华山松林下凋落层广泛存在。同时,凋落针叶分解过程中真菌群落的演替源于季节性变化和凋落针叶性质的改变。(2)试验探究4个海拔样地的华山松凋落针叶分解特征及其养分释放模式。结果表明:在2012-9至2013-8月期间,凋落针叶最终质量损失率依次为2650m>2510 m>2460 m>2750 m,依据拟合的Olson负指数衰减模型,凋落针叶分解达95%所需要的时间依次为2650 m<2510 m<2460 m<2750 m。试验期间,氮元素出现明显的净富集,磷元素呈现明显的净释放,钾元素总体呈现“释放-富集-释放”,有机碳整体呈现释放状态。氮含量、磷含量、纤维素含量、木质素含量、C/N比和木质素/N比是衡量凋落针叶分解速率的重要指标。(3)凋落针叶分解过程中,7种分解酶类活性表现出明显的季节性变化,其中内切纤维素酶活性高峰期出现在冬季、春季和夏季,其中春季偏高;过氧化氢酶活性高峰期出现在春季;过氧化物酶活性高峰期出现在秋冬季;酸性磷酸酶活性高峰期出现在秋冬季和夏季,且秋冬季相对较高;木聚糖酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性高峰期除冬季以外均有出现,其中蔗糖酶活性在秋季较高。木聚糖酶、酸性磷酸酶和过氧化物酶活性对磷元素释放模式具有指示作用,此外木聚糖酶活性还对钾元素释放模式有指示作用,而酸性磷酸酶活性对氮元素释放模式具有指示作用。4海拔间各酶活性差异不明显,但总的来说,水解酶类活性:2750 m<2510 m<2650 m<2460 m;氧化还原酶类活性:2750 m<2460 m<2510 m<2650 m。(4)以华山松凋落针叶为唯一碳源,对5种散斑壳菌进行纯培养分解试验,试验结果表明:5种菌引起针叶质量损失率为8.5-11.8%,大小依次为Z. pinastri>L. sichuanicum>L. kumaunicum>L. conigenum>L. erlangshanense。相关性分析表明,内切纤维素酶、外切纤维素酶与β-葡萄糖苷酶三者之间存在一定协同效应(L. pinastri与L. erlangshanense除外),特别是内切纤维素酶与外切纤维素酶之间。各酶类活性大小是制约针叶纤维素分解的主要因素,协同效应强酶活高凋落针叶分解就越快。5种菌均能分泌纤维素酶,内切纤维素酶、外切纤维素酶与p-葡萄糖苷酶之间存在不同程度的协同作用,同时对凋落针叶有一定分解能力,属于兼性寄生物,但腐生性不强。
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