热带河岸森林恢复过程中凋落物养分浓度与凋落量的季节性变化及其生态意义

本研究通过对比不同恢复阶段（ORF约10年、YRF约5年）热带河岸森林与自然残存林（NF）的凋落物动态，揭示了凋落量峰值出现在旱季末，而叶片养分浓度（N、K、Mg降低，Ca和C:N升高）呈现季节性波动。研究发现10年恢复林的养分归还量已接近NF水平，表明主动恢复可有效促进热带森林养分循环（C、N、P、K、Ca、Mg）的恢复。

　　

季节性凋落物动态与养分归还机制

引言

热带河岸森林恢复对重建生态系统服务（如碳汇、侵蚀控制）至关重要。凋落物作为养分循环的核心载体，其生产与分解直接影响土壤养分输入。然而，恢复过程中凋落物养分归还的时空格局仍不明确，尤其在季节性气候（干湿交替）影响下，不同恢复阶段（ORF与YRF）的响应差异亟待解析。

研究方法

在巴西东南部季节性半落叶林（Cwa气候，年降雨1500 mm），选取6个恢复点（4个ORF、2个YRF）和3个NF残存林，每月收集凋落物（0.5 m²陷阱），按叶、茎（直径<2 cm）、繁殖材料分类。叶片养分（C、N、P、K、Ca、Mg）通过干燃烧法和原子吸收光谱测定，并划分干季（5-10月）和湿季（11-4月）分析季节差异。

结果

• 凋落量峰值：NF和ORF在旱季末（8-10月）出现显著高峰，YRF季节性波动较弱。叶片占比68%，与总凋落量高度相关（r=0.927）。
• 养分浓度：旱季末叶片N、K、Mg浓度降低（N重吸收效率高），Ca和C:N升高；湿季初期N:P>16，显示P限制。PERMANOVA分析表明，养分浓度受站点尺度差异影响显著。
• 养分归还：ORF年凋落量（6.43-15.10 Mg/ha）和养分归还量（如N 23.4 kg/ha）与NF无差异，但YRF显著较低，主因凋落量不足。

讨论

• 季节性驱动：旱季落叶规避水分胁迫，湿季风暴导致未成熟叶脱落，形成"高量低质（旱季）"与"低量高质（湿季）"的养分输入权衡。
• 恢复时效：10年恢复林的结构发育（如基面积、冠层）足以支撑凋落量恢复，而5年恢复林仍处于早期演替阶段。
• P限制：NF的N:P（1036 g/g）显著高于ORF（700 g/g），反映残存林更强的P重吸收适应策略。

结论

热带河岸森林的主动恢复可在10年内实现凋落物生产与养分归还功能的恢复，为土壤-植被正反馈提供关键支持。未来需结合功能性状（如落叶物候、N固定能力）进一步解析驱动机制。