冷温带原始林中附生地衣与苔藓的凋落物分解特征及其对森林生态系统的贡献

本研究通过凋落物袋实验，首次系统比较了冷温带原始林中附生地衣、苔藓与维管植物凋落物在冠层与地表土壤中的分解差异。研究发现非维管植物凋落物分解速率显著低于维管植物，且混合凋落物未表现协同效应，为理解森林生态系统物质循环提供了新视角。

　　

在郁郁葱葱的冷温带原始林中，附生于树干的地衣(lichens)和苔藓(bryophytes)如同"空中花园"，它们不仅是重要的碳汇，其凋落物更可能通过独特的分解过程影响森林物质循环。然而，由于这些非维管植物(non-vascular plants)常生长在难以观测的树冠层，其生态功能长期被忽视。更关键的是，冠层土壤(canopy soil)与地表土壤在温度、湿度等环境因子上的差异，可能导致凋落物分解过程存在空间异质性，这一科学问题亟待解答。

京都大学芦生研究站(Ashiu Forest Research Station)的研究团队选择日本冷温带原始林中的连香树(Cercidiphyllum japonicum)作为研究对象，这种古树的特殊结构形成了厚薄不一的冠层土壤。研究人员设计了为期3个月（生长季）和12个月（含雪季）的凋落物袋实验，对比地衣、苔藓与宿主树叶在三种微环境（地表、厚冠层土、薄冠层土）中的分解速率差异，并监测了土壤温度、体积含水量等关键参数。

研究主要采用标准化凋落物袋法(litter bag method)，在35o18'N, 135o43'E的芦生森林设置实验点。样品采集自当地优势物种，包括附生地衣(epiphytic lichens)、附生苔藓(epiphytic bryophytes)和连香树叶，通过单种类与混合种类凋落物袋对比分解速率。环境监测涵盖土壤温度、含水量及冠层开度(canopy openness)等指标。

比较单种类凋落物袋在不同微环境与分解期的质量损失率
数据显示，所有单种类凋落物在3个月与12个月的分解期内，微环境间无显著差异。但在地表与厚冠层土中，不同种类凋落物分解速率差异显著：短期分解中苔藓质量损失率(15.3%)显著低于地衣(21.8%)和树叶(28.5%)；长期分解时三者差异更明显，树叶分解最快(42.1%)，地衣(25.7%)与苔藓(18.9%)较慢。这表明非维管植物特有的碳基次级化合物(CBSCs)和酚类物质可能延缓了分解进程。

分解特征与环境因子的关联
虽然冠层与地表土壤的理化性质差异显著，但分解速率未表现空间差异。值得注意的是，地衣在薄冠层土中的分解受土壤温度影响显著(r=0.52)，而苔藓分解与冠层开度呈负相关。这印证了苔藓的变水性特征(poikilohydric)使其对微环境变化更敏感。

混合凋落物的相互作用
混合凋落物实验未发现非维管植物对维管植物分解的显著促进或抑制效应。这与北半球寒带森林的研究结论一致，说明地衣和苔藓的化感作用(allelopathy)可能具有普适性模式。

这项发表在《Pedobiologia》的研究首次系统揭示了亚洲冷温带森林中非维管植物凋落物的分解规律。其重要意义在于：1）证实了地衣和苔藓作为"慢分解者"的全球性规律，其富含的CBSCs和固氮能力可能重塑森林养分循环；2）阐明了冠层土壤作为特殊分解场所的生态功能，为理解三维森林生态过程提供新视角；3）混合凋落物中性作用的发现，修正了此前关于非维管植物抑制分解的假说。该研究为保护原始林生态系统功能提供了科学依据，尤其对评估气候变化下物质循环的响应机制具有启示意义。