沿海拔梯度无脊椎动物与局部环境对动植物坏死物（necromass）分解速率的影响

《Ecological Monographs》：Effects of invertebrates and local environment on decomposition rates of dead plant and animal biomass along an elevation gradient

　　

坏死物（necromass），即植物和动物的死亡生物量，其分解是跨生态系统的关键过程，主要受气候、坏死物特征和分解者群落的影响，但植被和土壤等局部环境条件也可改变大尺度格局。尽管单一坏死物类型已被深入研究，但植物和动物来源的坏死物类型之间分解格局与驱动因素的差异仍知之甚少。本研究量化了海拔（作为大气候的代理变量）和局部条件（微气候、植被、土壤）如何交互影响不同坏死物类型的分解速率和无脊椎动物效应。研究人员在德国阿尔卑斯山沿海拔梯度（600–2000米海拔[asl]）进行了一项涵盖五种植物或动物坏死物（腐肉、粪便、叶片、山毛榉木材和云杉木材）的综合分解实验。为评估无脊椎动物对不同坏死物类型分解的影响，研究人员实施了允许无脊椎动物进入和排除无脊椎动物两种处理。研究发现，无脊椎动物对不同坏死物类型的分解具有特异性效应，对腐肉和云杉木材有正效应，对粪便和叶片有负效应，对山毛榉木材无效应。腐肉和山毛榉木材的分解速率随海拔升高显著下降，而其他坏死物类型与海拔无显著关系。局部环境条件，尤其是较高的树冠覆盖度和较强的微气候缓冲，导致腐肉、叶片和山毛榉木材的分解速率降低，但使粪便和云杉木材的分解速率升高。土壤pH对腐肉和山毛榉木材的分解尤为重要。对腐肉而言，无脊椎动物对分解的贡献随海拔升高显著下降。研究结果表明，在温带山地森林中，分解的模式和驱动因子在不同坏死物类型间缺乏普遍性。局部环境条件在决定所有研究的植物和动物坏死物分解速率方面比海拔这一宏观生态梯度发挥了更重要的作用。无脊椎动物对大多数坏死物类型的分解很重要，但它们既可以加速也可以减缓分解。这凸显了要更好地理解生态系统水平的分解过程，需要同时考虑坏死物特征和局部环境条件。

**研究背景与科学问题**

坏死物（necromass）分解是生态系统养分循环、能量流动和碳封存的基础过程，其速率通常被认为由气候、底物质量和分解者群落共同决定，但植被和土壤等局部环境条件也可能改变大尺度气候驱动格局。以往研究多集中于叶片凋落物和木材等植物坏死物，对腐肉、粪便等动物坏死物的分解研究相对不足，尤其缺乏在同一实验框架下对多类型坏死物进行同步比较，导致对分解格局和驱动因子普适性的认识存在明显缺口。此外，无脊椎动物作为分解者群落的重要组分，其对不同坏死物分解的贡献方向和强度是否具有系统性差异，以及其与海拔（大气候代理变量）和局部环境条件如何交互影响分解速率，仍不清楚。为填补这一空白，研究人员在德国阿尔卑斯山贝希特斯加登国家公园（Berchtesgaden National Park）开展了涵盖五种植物或动物坏死物的综合分解实验。

**研究设计与总体结论**

实验沿海拔600–2000 m梯度布设64个样地（32个森林、32个开放栖息地），同步监测腐肉（冷冻大鼠）、红鹿（Cervus elaphus）粪便、欧洲山毛榉（Fagus sylvatica）叶片、山毛榉木材和挪威云杉（Picea abies）木材五种坏死物的分解。每种坏死物均设置允许无脊椎动物进入与排除无脊椎动物两种处理。结果表明：无脊椎动物