种内器官混合与种间叶片混合对草原凋落物分解的非加性效应及其不同生物地球化学路径

《Journal of Plant Ecology》：Synergistic effects of litter mixing on decomposition process at organ and species levels in a temperate steppe

　　

摘要

凋落物分解是生物地球化学循环的关键环节，然而种内器官间混合与种间叶片混合的效应差异尚不清楚。我们在温带草原中进行了为期两年的田间凋落物袋实验，涉及三个优势种（赖草属 Leymus chinensis (Trin. ex Bunge) Tzvelev、Vicia amoena Fisch. ex DC.? 和 Potentilla bifurca L.）。我们设置了六组混合凋落物（三组种内叶片-茎秆混合和三组种间叶片-叶片混合），并分别设置其对应的六组单一成分凋落物对照，所有处理均在常规条件和氮素富集条件下培养。除了质量损失外，我们测量了一系列养分和碳（C）性状指标，包括氮（N）、磷（P）、纤维素、半纤维素和木质素的分解。氮素富集对任何协同混合效应均无影响。在所有混合处理中取平均值，我们发现质量损失、N、P、纤维素和半纤维素均表现为正的协同效应，但木质素损失除外。尽管不同混合类型间的协同质量损失幅度相似，但其底层的生物地球化学路径却存在分歧：叶片-叶片混合中N和P的协同释放更强，而纤维素分解的协同效应在叶片-茎秆混合中更为显著。叶片-叶片混合中较强的养分协同效应由初始C浓度差异所驱动。在所有混合处理中，Rao二次熵正向预测纤维素协同效应，但负向预测N协同效应，揭示了一种独立于混合类型而存在的一般性权衡关系。因此，种间混合主要通过促进养分释放来增强分解，而种内混合则主要通过促进纤维素分解来增强分解。这些发现表明，植物物种丧失和器官分配的改变通过不同的生物地球化学路径驱动了非加性效应。

图形摘要

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