凋落物分解是森林生態系統碳收支和養分循環的核心過程，凋落物的基質質量、土壤生物、環境因子是影響凋落物分解的三大關鍵要素，共同決定了碳和養分循環速率。以往針對影響凋落物分解三大要素大多開展單一要素研究，而凋落物基質、土壤生物與環境因子對凋落物分解影響的相對重要性、以及對碳和養分釋放影響的異同尚不清楚。
為此，中國科學院沈陽應用生態研究所次生林生態與經營組研究團隊，依托中國科學院清原森林生態系統觀測研究站/遼寧清原森林生態系統國家野外科學觀測研究站2007年建立的四組毗鄰次生林和人工林試驗平臺，綜合考慮影響凋落物分解的三大要素，于2012年野外布設了5040個凋落物分解袋（圖1），探究了不同樹種單一和混合凋落物基質、不同大小土壤生物和凋落物分解環境對凋落物分解速率、碳和養分釋放的影響規律。
研究發現，凋落物基質質量是決定其分解速率的第一要素，土壤生物和凋落物分解環境分別是第二、第三要素（圖2）。通過對表征凋落物基質的10余個指標分析發現，凋落物鎂含量、木質素與磷的比值是影響分解的重要因子；突破了傳統上普遍認為的氮和木質素控制木本植物凋落物分解的認知。研究還發現，凋落物基質顯著影響單一和混合凋落物氮和錳的釋放，與人工針葉（如落葉松）凋落物相比，闊葉樹種提高了氮和錳的釋放達20%以上，且在土壤肥力相對較差的人工林土壤中更明顯；即在森林生態系統植物-土壤相互作用過程中，土壤肥力除了與凋落物基質有關外，還與土壤本身原有肥力相關。研究結果揭示了凋落物分解調控因素之間的相對重要性和差異，為單一和混合凋落物碳和養分周轉、人工林土壤肥力恢復等提供重要參考。
上述研究成果以“Litter decomposition and nutrient release from monospecific and mixed litters: comparisons of litter quality, fauna and decomposition site effects”（http://doi.org/10.1111/1365-2745.13902）為題發表在
Journal of Ecology期刊上。沈陽生態所次生林生態與經營組楊凱研究員為第一作者，朱教君研究員為通訊作者，其他合作者包括沈陽生態所盧德亮副研究員、鄭曉研究員和克萊姆森大學王高峰教授等。研究得到了國家自然科學優秀青年基金項目(31922059)、973計劃項目（2012CB416900）和中國科學院前沿科學重點研究計劃 (ZDBS-LY-DQC019)資助。
圖1 單一和混合凋落物分解野外原位試驗
圖2 凋落物基質、土壤生物和環境因子（土壤肥力）三大要素對凋落物分解的影響
