落葉不僅僅可用於拍照 葉片分解還能影響生態系統

今年8月8日九寨溝發生的7.0級地震，使得當地生態環境受到不小影響，景區一度關閉。但是，大自然擁有驚人的自淨能力，地震后的幾日，不少堰塞湖在土石沉積后快速恢復往日的清澈。其實，這與落葉在水體自淨過程中的功勞及湖泊中強烈的微生物活動密切相關。

顯而易見，葉片的凋落、分解不但會影響陸地生態系統，同樣也會影響水生生態系統。在水生生態系統中，葉片凋落物（即葉片）作為主要的外源物質為水生生物提供了大量的營養物質，且葉片的種類影響著水體微生物及底棲無脊椎動物等的種群結構和數量。葉片凋落物分解是一個受其自身性質和外界環境因素共同作用的復雜過程，而凋落物在高山胡泊中的快速分解會對水體景觀產生潛在影響。那麼，不同葉片凋落物的分解速度及差異是怎樣的？葉片凋落物在高山湖泊中又是如何被分解的？

落葉（圖片來源：東方IC）

四種常見樹種葉片凋落物分解速度及差異對比

來自中國科學院成都生物研究所、阿壩師范學院和九寨溝國家自然保護區管理局的徐波、石福孫、朱忠福等研究人員，在發表於《植物生態學報》的題為《九寨溝國家自然保護區4個典型樹種葉片凋落物在林下及高山湖泊中的分解及養分釋放特征》的文章中，對九寨溝國家自然保護區內四種常見樹種的凋落物在陸地及湖泊中的分解及養分釋放特征進行了對比研究。

文中所選擇的四種常見林型代表性樹種分別為：寒溫性針葉林代表樹種（黃果冷杉）、溫性針葉林代表樹種（油鬆）、落葉闊葉林代表樹種（紅樺）和落葉闊葉灌叢代表樹種（高山柳）。

通過網袋分解法，調研組發現，在各樹種間，高山柳的葉片凋落物分解系數最高，其次分別為紅樺、黃果冷杉和油鬆。

此外，葉片凋落物分解速率存在明顯的物種差異，闊葉樹種葉片凋落物分解速率顯著大於針葉樹種。一方面是由於闊葉樹種葉片凋落物具有較高的氮含量和較低的碳氮比﹔另一方面是由於針葉樹種葉片較小，且表面革質化，這將大大降低其在分解初期的淋溶速率和微生物、土壤動物的碎裂作用。

進一步分析顯示，各樹種葉片凋落物在前3個月質量損失最快，而后迅速減慢，第6~12月又逐漸增大，原因是凋落物分解初期可溶性物質會迅速通過淋溶作用進入到生態系統中，而后進入較長且緩慢的生物分解過程。同時，在溫度高且降水豐沛的5~9月，葉片凋落物的分解速率最快。

葉片凋落物在高山湖泊中是如何被分解的？

四個樹種葉片凋落物在高山湖泊中的分解速率均顯著高於其在林下的分解速率，各樹種葉片凋落物在林下完全分解所需的時間是其在水體中的1.5倍左右。

湖泊中葉片凋落物分解速率較快的一個重要原因是凋落物長時間浸泡在水體中，較強的淋溶作用會加速可溶性物質在分解初期的快速分解，加之水體的流動將進一步加快這一過程。其次，水體微生物和無脊椎動物在凋落物分解過程中也起著至關重要的作用，相對穩定的水體溫度（冬季湖泊中平均水溫仍保持在2℃以上）為凋落物分解過程中的生物活動提供了良好的環境保障。

此外，不同樹種間葉片凋落物在水體中的分解速率差異與其在林下分解的規律一致，即闊葉樹種葉片凋落物分解速率明顯大於針葉樹種。

九寨溝自然保護區森林資源豐富，總面積達248平方千米，每年有大量葉片凋落物進入到數量眾多的高山湖泊中，而較快的水體凋落物分解速率將使大量的養分元素在較短的時間內匯集到湖泊生態系統中。這勢必會對高山湖泊中水生生物種群和結構產生影響，從而對保護區內現有的水體景觀產生潛在影響。因此，加強保護區內高山湖泊葉片凋落物的管理是一項值得關注的工作。（金鴿）

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本文由《植物生態學報》編輯部主任、編審謝巍進行科學性把關。