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本文聚焦温带河岸森林和溪流生态系统，量化研究了难分解和易分解落叶的通量及分解速率的年际变化。发现落叶通量和分解速率具有季节性差异，微生物在分解过程中起主要作用。该研究为理解生态系统功能和应对气候变化提供了重要依据。
### 研究背景
植物碎屑是生态系统的重要资源，其在生态系统中的运动和循环对生态系统的结构和功能至关重要。过去的研究多关注通量峰值的单一时间点，而对通量的年内物候变化量化研究较少。在气候变化背景下，量化和描述植物碎屑资源的物候和时间分布对理解生态系统功能至关重要。
研究方法
- 研究区域：在瑞士东北部康斯坦茨湖的两条小支流埃施利巴赫（Eschlibach）和马内巴赫（Manebach）进行研究，研究区域位于以欧洲山毛榉（Fagus sylvatica）为主的森林中。
- 测量指标及方法
- 落叶通量测量：构建两种落叶陷阱，测量垂直输入（直接掉落）和侧向输入（侧向运输）的落叶通量。垂直陷阱收集面积为 0.25 m2，侧向陷阱放置在溪流附近，收集 0.5 m 溪流长度内的输入。定期清空陷阱，对收集的落叶进行烘干、分类和称重。
- 落叶分解速率测量：收集黑桤木（Alnus glutinosa）、欧洲山毛榉和黑杨（Populus nigra）的自然衰老落叶，在溪流水中预处理后，装入不同网眼尺寸（0.5 mm 细网和 10 mm 粗网）的袋子中，分别放置在水生和陆地环境中进行分解实验。定期收集袋子，测量剩余干重，并通过灰分无干质量（AFDM）计算质量损失，以评估分解速率。同时，在每个实验点评估当地优势分解者端足类（Gammarus fossarum）的数量。
研究结果
- 落叶预算
- 垂直通量：一年中从陆地植物到生态系统（森林地面或溪流）的垂直落叶通量总计 611.34 g m?2，秋季输入最多，占 82.8%，且主要为山毛榉落叶，占垂直通量的 77.3%。
- 侧向通量：从森林地面到溪流的侧向落叶通量全年较为恒定，但绝对量比垂直通量小四倍多，山毛榉落叶在侧向通量中也占主导，约为 79.1%，且其比例在季节间波动较大。
- 分解速率
- 生态系统差异：森林的平均分解速率低于溪流，且季节性波动较小。
- 分解者差异：微生物对落叶分解的贡献大于无脊椎动物。在溪流中，微生物对易分解落叶的分解速率最高，夏季达到峰值；水生无脊椎动物对易分解落叶的分解贡献较低，但同样在夏季达到峰值。对于难分解的山毛榉落叶，微生物在夏季和秋季的分解速率略有增加，而大型无脊椎动物的分解速率在各季节都很低。
讨论
- 落叶预算的生态意义：温带系统中，秋季大量的落叶输入会改变森林土壤和溪流的理化性质，对棕色食物网产生重要影响。同时，较小但持续的侧向输入有助于稳定溪流生态系统的功能，维持全年资源的相对稳定供应。
- 分解速率的影响因素：落叶的分解潜力与输入不同步，易分解落叶在夏季分解潜力最高，这与温度对代谢过程的控制有关；难分解落叶的分解速率相对恒定，可能作为次要资源被利用。微生物在分解过程中起主导作用，但在一些系统中，具有高度季节性种群动态的无脊椎动物消费者可能会导致不同的分解物候。
- 难分解和易分解资源的作用：难分解落叶虽然分解缓慢，但能长期提供养分，稳定生态系统功能；易分解落叶营养丰富但较不稳定。人类活动和气候变暖正在改变难分解落叶的分布和分解速率，可能威胁生态系统的稳定性。同时，落叶质量在一年中并非恒定，多种因素会影响其分解速率，长期动态变化也会对温带系统的分解动态产生影响。
结论
碎屑资源在自然界中普遍存在，其可用性与物候密切相关。在气候变暖的背景下，研究生态过程不仅要跨越生态系统边界，还要在更精细的时间尺度上进行，这对于理解复杂生态系统对变化的响应至关重要。该研究为进一步探究生态系统功能和应对气候变化提供了重要的参考依据，有助于深入了解生态系统的动态变化规律，为生态保护和管理提供科学支持。
