全球气候变化对亚热带典型林分凋落物分解及养分循环的影响

以亚热带典型树种杉木、马尾松、木荷、香樟、青冈、甜槠和毛竹为研究对象，系统开展了紫外线-B（UV-B）辐射增强、大气氮沉降增加、气候变暖等气候变化因子对森林不同演替阶段凋落物分解以及养分循环影响的研究，在多因子复合作用影响森林养分循环研究等方面取得了重要突破。 1.首次阐明了UV-B辐射与氮沉降复合作用对凋落物分解和养分释放的影响及其机理。 应用UV-B辐射增强和大气氮沉降模拟方法，研究了毛竹、马尾松和青冈凋落物分解对两者复合作用的响应，阐明了凋落物的分解模式，N、P等主要养分元素的释放规律和碳素动态，建立了凋落物分解模型，揭示了凋落物分解对全球环境变化的响应模式及其微生物学机制，预估了复合作用对亚热带森林地表凋落物层碳贮量的可能影响，提出两因子复合作用对凋落物分解和碳/养分循环的影响迥然不同于单因子，应重新评估基于单因子实验结果的模型预测结果，为相关的全球变化预测模型提供了科学依据和基础参数。 2.系统揭示了气候变暖、UV-B辐射、氮沉降等单因子对凋落物分解的影响及其机理。 应用UV-B辐射增强/滤减、大气氮沉降模拟、空间替代等方法，研究了杉木、马尾松、木荷、香樟、青冈、甜槠和毛竹凋落物分解及养分元素释放对UV-B辐射、氮沉降、气候变暖等全球气候变化因子的响应特征，提出气候变暖情景下，中亚热带森林凋落物分解速率将提高43.1-95.7%。为预测全球环境变化对亚热带不同演替阶段森林生态系统碳氮循环的影响提供了重要参考，为全球气候变化背景下采取合理的森林经营管理措施提供了科学依据和参考。 3.阐明了影响凋落物分解主导因子的时空尺度效应。 开展了从南到北跨越中国东部5个主要气候带（热带、南亚热带、中亚热带、暖温带、温带）的大尺度凋落物分解试验，揭示了大尺度上降水是影响中国东部森林凋落物分解速率的首要主导因子，贡献率达72%，其次是实际蒸散和年均温度 而在相同气候条件下，凋落物的氮、磷和木质素含量及木质素/N比值是决定凋落物分解快慢的主导因子。 4.阐明亚热带森林不同演替阶段凋落物的分解特征。 阐明在亚热带地区，沿着针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林顺向恢复演替的梯度，凋落物分解速度呈现加快的趋势，为理解森林演替的内在机理提供了新的视角。