濕地挺水植物關鍵指標分解特征研究

劉耘碩 曹仁杰 李 暉 王陳里 田 昆 王 行,2

（1. 西南林業(yè)大學國家高原濕地研究中心/濕地學院，云南 昆明 650233；2. 中國科學院城市環(huán)境研究所，福建 廈門 361021）

物質循環(huán)與能量流動是生態(tài)系統(tǒng)研究的重要內容之一，而凋落物分解則是生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)過程的重要環(huán)節(jié)[1]。濕地是地球上具有特殊作用的生態(tài)系統(tǒng)之一，它具有多種生態(tài)和環(huán)境功能，是介于水陸之間的由水陸相互作用而形成的特殊自然綜合體。濕地生態(tài)系統(tǒng)中凋落物分解速率的高低在很大程度上影響著凋落物的地表積累速度以及氮、磷等營養(yǎng)元素和其他物質向土壤庫的歸還，并進而通過影響濕地植物的萌發(fā)、生長、物種豐度和地上生物量等來影響濕地植物群落的構建和種群間在生境中的競爭[1-2]。而目前多數(shù)凋落物方向的研究主要集中在森林、草原等陸地生態(tài)系統(tǒng)，關于濕地生態(tài)系統(tǒng)凋落物分解的研究較少。因此，濕地植物凋落物分解研究一直是國際濕地研究的熱點和前沿[3-5]。

挺水植物是重要的濕地植物類型，是湖濱帶主要的生物量之一，其生物量大，且大部分的生物量會隨著枯萎和死亡以凋落物的形式進入濕地有機質庫中[6]。與其他陸地生態(tài)系統(tǒng)植物不同，濕地挺水植物在枯萎和死亡后，并不立即倒伏進入水中或者土壤層表面[7]，而是仍然會在空中保留一段時間[8-9]，直到被破碎或被雪重力壓倒[10]。有研究表明，挺水植物在保持立枯狀態(tài)時，就有大量真菌侵入和繁殖，其分解和礦化過程已經開始[11-12]。而且，在許多濕地生態(tài)系統(tǒng)中，立枯常常構成凋落物總量的主要部分，有些立枯能夠保持這種狀態(tài)幾個月到幾年的時間[12]。目前，國內外對挺水植物分解的研究主要集中在凋落物倒伏后的分解階段（沉水階段），對自然條件下挺水植物完整分解過程的研究相對較少[13-14]。 因此，對挺水植物凋落物的完整分解周期開展研究有助于了解挺水植物分解的自然過程。鑒于此，本研究以2種重要的世界性廣布種挺水植物水蔥（Scirpus tabernaemontani）、香蒲（Typha orientalis）作為研究對象，采集分析其生長旺盛期（A）、立枯（B）、倒伏（C）、沉水（D）階段的植物凋落物葉片以及水底底泥（E）樣品，并根據(jù)分解過程中凋落物的實際淹水情況將整個分解期劃分為2個分解時期：大氣界面分解時期和水體界面分解時期。通過測定不同分解時期兩種凋落物物理、化學指標等關鍵指標的動態(tài)，旨在探討各指標在完整分解過程中的動態(tài)規(guī)律，探索濕地生態(tài)系統(tǒng)挺水植物凋落物分解過程的一般規(guī)律。

1 研究區(qū)概況

凋落物分解實驗主要在云南納帕海濕地與滇池湖濱帶開展。納帕海屬于國際重要濕地，地處青藏高原東南緣、橫斷山脈中段的香格里拉市（27°49′～27°55′N，99°37′～99°41′E），平均海拔為3 260 m，面積3 100 hm2。在空間具有典型的“面山?湖濱?湖盆”生態(tài)結構特征，屬于半封閉性質的季節(jié)性湖泊濕地。研究區(qū)屬于寒溫帶高原季風氣候帶，形成了高寒冷濕及干濕季分明的氣候特征。每年6—9月為雨季，其他月份為旱季，年平均氣溫5.4 ℃，年均降雨量619.9 mm。最冷月平均氣溫?3.8 ℃，最熱月平均氣溫13.2 ℃，≥10 ℃積溫為1 529 ℃[15]。滇池（24°40′～25°02′N，102°36′～102°47′E）是位于云貴高原中心部分的一個構造湖，滇池湖面海拔1886 m，面積330 km2，最大深度10.3 m，平均深度5.03 m。滇池屬于亞熱帶季風氣候，平均氣溫為14.5～17.8 ℃，降雨量約為1 036 mm，85%以上的降水集中在5—10月的雨季[16]。

2 研究方法

2.1 試驗設計

挺水植物凋落物分解的研究方法包括野外試驗和室內模擬實驗，其中野外實驗更能反應自然環(huán)境中不同環(huán)境因子共同作用下挺水植物凋落物的分解過程[17]。因此，為了還原挺水植物的自然分解環(huán)境，更為真實地反映出完整立枯分解過程中各指標動態(tài)，于2014年4月在納帕海濕地（云南香格里拉生態(tài)觀測研究站）、滇池湖濱帶（國家林業(yè)局云南昆明滇池濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站）內建立了3個原位研究單元，每個研究單元為直徑2.4 m、深0.55 m的圓形水池，各單元相距3 m并通過PVC管連通，以保證各研究單元的淹水條件一致。根據(jù)前期對納帕海以及滇池的廣布種優(yōu)勢挺水植物調查的基礎，在納帕海選取優(yōu)勢挺水植物水蔥作為研究對象，在滇池選取廣布種優(yōu)勢挺水植物香蒲作為研究對象，于2014年4月分別在納帕海濕地及滇池濕地挖取兩種植物的克隆單株，選取其長勢基本相似的植物為試驗對象。將植物分別移植到直徑為35 cm、高為40 cm、內附原位水底沉積物（30 cm高）的塑料盆中進行培養(yǎng)。移植了植物的塑料盆分別置入3個研究單元中，每個研究單元放置5盆，共計30 盆。各研究單元引入原環(huán)境水體并模擬其原生淹水環(huán)境（20～30 cm深），使其最大程度還原2種植物生長及分解的原生環(huán)境。自植物盆栽后，加強對植物的日常管理，以保證移植植物的正常生長。

2.2 樣品的采集與分析

在2018年10月底，濕地植物生長末期，分別對兩地試驗池內處于生長旺盛期（鮮樣未分解）、立枯（分解第1年）、倒伏（分解第2年）、沉水（分解第3年）的植物及水底沉積物底泥樣品進行采集（如圖1所示，倒伏階段凋落物主體并未接觸水面）。濕地是一個特殊的生態(tài)環(huán)境，其空氣濕度大，凋落物極易與濕地的水體接觸，從而對挺水植物凋落物的分解造成一定的影響[17]。因此，在本研究中根據(jù)分解過程中凋落物的實際淹水情況將整個分解期劃分為2個分解時期：大氣界面分解時期和水體界面分解時期。大氣界面分解時期包括立枯階段和倒伏階段（在自然分解環(huán)境中，植物群落密度較大，凋落物倒伏后僅有少部分接觸到水面，大部分植物仍與空氣接觸），水體分解界面時期則為沉水階段。

圖1 凋落物分解階段示意圖Fig. 1 Diagram of decomposition stage of litters

為確保實驗數(shù)據(jù)的準確性，在采集植物樣本時，選取長勢良好，高度、基莖相近的個體，從而規(guī)避了實驗植物樣本個體差異對實驗結果的影響。為使取樣更具代表性，處于每個生存階段的植物在每個試驗單元內隨機采集2個樣品，共計6個植物樣品，即每個階段6個生物學重復。將所得樣品帶回實驗室，測定其物理、元素及化合物等類型相關指標（表1），其中物理指標包括干物質量、穿刺力度、比葉面積等，元素指標包括碳（C）、氮（N）、磷（P）、鈣（Ca）、鐵（Fe）、鉀（K）、鎂（Mg）、猛（Mn）、硫（S）含量等，根據(jù)植物營養(yǎng)學中對植物體內礦質元素的分類，N、P、K為大量元素，Ca、Mg、S為中量元素，F(xiàn)e、Mn為微量元素[18]，化合物指標包括纖維素、半纖維素、木質素、灰分等。物理指標的選取與測定用來表征分解過程中凋落物的關鍵功能形狀變化和物理碎化程度，化學元素的測定為了解凋落物分解過程的關鍵元素的動態(tài)，化合物指標則是反應凋落物中難降解物質的動態(tài)。其中，凋落物穿刺力度通過壓力實驗機（中國智取ZQ?21A）測定，葉面積通過掃描儀獲得葉片圖像后用Image J軟件分析測定，測定后取部分樣品于65 ℃烘箱中烘干48 h后再次稱重以測得其含水率并換算為植物干物質量，干物質量與葉面積相比得到比葉面積。然后烘干后的樣品粉碎過百目篩用于分析測定總碳、全N、全P、Ca、Fe、K、Mg、Mn、S等元素指標。凋落物的總有機碳通過總有機碳分析儀（德國元素Vario TOC）測定，全N、全P通過連續(xù)流動分析儀（德國SEAL Analytical AA3）測定；Ca、Fe、K、Mg、Mn、S等元素測定采用電感耦合等離子體質譜儀（日本島津ICPE?9820）。剩余樣品留取部分后烘干，用來測定纖維素、半纖維素、木質素含量，纖維素含量測定采用硫酸蒽酮比色法，半纖維含量測定采用鹽酸水解法，木質素含量測定采用滴定法[19]。

表1 兩種植物生長旺期各指標情況（平均值±標準誤）Table 1 Indicators of the growth period of 2 plants （Means ± SE）

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用方差分析（ANOVA）中的可重復測量分析方法檢驗物種差異和分解時間對分解過程中各指標變化的影響，用顯著性水平P推斷處理間的差異程度。統(tǒng)計分析和圖像繪制采用SPSS16.0、OriginPro 8.0及EXCEL 2016軟件。

3 結果與分析

3.1 2種凋落物物理指標動態(tài)變化

葉干物質含量、比葉面積和穿刺力度是表征凋落物物理變化的關鍵指標。在立枯和倒伏階段，2種凋落物干物質量變化呈現(xiàn)相同的上升趨勢，但在分解后期凋落物接觸水面進入沉水階段后，干物質量大幅下降（水蔥下降了78.75%，香蒲下降了79.01%），同時，2種凋落物的比葉面積呈上升趨勢而穿刺力度呈下降趨勢（圖2）。

圖2 凋落物干物質量、比葉面積和穿刺力度的變化Fig. 2 Changes of moisture dry matter, specific leaf area and puncture strength of litters

3.2 2種凋落物養(yǎng)分元素動態(tài)變化

在立枯和倒伏分解階段，2種凋落物的有機碳含量雖然呈現(xiàn)先上升、倒伏后下降的趨勢，但總量上保持基本穩(wěn)定（水蔥有機碳含量為344.65～367.04 mg/g），香蒲有機碳含量為412.81～460.60 mg/g），進入沉水階段后2種植物有機碳含量才呈現(xiàn)為不同的趨勢，香蒲有機碳上升，水蔥則下降。2種凋落物在立枯階段，N元素含量都成上升趨勢（水蔥上升了3.39%，香蒲上升了18.66%），進入倒伏階段后2種凋落物N元素含量表現(xiàn)為凈釋放，呈現(xiàn)逐步下降的趨勢。P元素規(guī)律與N元素相似，2種凋落物在立枯分解階段P元素含量均為上升趨勢，進入倒伏階段后表現(xiàn)為凈釋放，但沉水階段的下降速度與倒伏階段的下降速度相比明顯加快（圖3）。在與底泥養(yǎng)分含量對比后可以看出，2種凋落物初始C、N含量明顯高于底泥，經過3年的分解，N元素動態(tài)變化逐漸與底泥相近，表現(xiàn)出了明顯的趨同性。

圖3 凋落物的有機碳、全氮、全磷的含量變化Fig. 3 The content of carbon, nitrogen and phosphorus in litters changed

3.3 2種凋落物的其他化學元素的含量變化

2種凋落物Fe元素含量的變化整體上也呈現(xiàn)出相似的規(guī)律，都表現(xiàn)為持續(xù)增長的趨勢，水蔥在倒伏后，F(xiàn)e含量增加趨勢明顯變快，香蒲倒伏后Fe含量增加趨勢也有上升但沉水后上升趨勢進一步加快。就整個分解周期來看，2種植物K元素含量變化也是呈現(xiàn)大致相同的規(guī)律，且凋落物的Fe、K元素有明顯的向底泥趨同的趨勢。2種植物的其余4種元素含量變化并未在完整分解中周期中表征出相似的規(guī)律，但分解前2年（凋落物沉水前）4種元素都表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢，沉水后則出現(xiàn)較大差異。（圖4）。

圖4 凋落物的Ca、Fe、K、Mg、Mn、S等元素的含量變化Fig. 4 The content of Ca, Fe, K, Mg, Mn, S and other elements in litters changed

3.4 凋落物的木質素、纖維素、半纖維素和灰分含量變化

從圖5可以看出：2種凋落物的纖維素含量變化均表現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢，其中水蔥分解1年后纖維素含量相比初始含量僅下降了約28%，但從第2年開始下降速度明顯加快，分解第2年下降了約26.03%，分解第3年下降了約33.83%；香蒲纖維素含量在分解前2年呈緩慢下降趨勢，沉水后下降速度明顯加快，分解第3年下降了約19.41%。水蔥半纖維素含量在分解第1年呈上升趨勢，分解1年后呈下降趨勢，沉水后下降速度明顯加快（最后1年下降了約初始含量的42.55%）；香蒲半纖維素含量在分解前2年呈現(xiàn)上升的趨勢，沉水后轉呈下降趨勢。2種凋落物的木質素含量變化趨勢呈現(xiàn)相似的規(guī)律都為持續(xù)降低，分解第1年下降速度緩慢（水蔥較初始含量下降了約4.54%，香蒲下降了約0.23%），而分解1年后2種凋落物木質素含量下降速度都明顯加快。2種凋落物的灰質含量在整個分解過程中的變化呈現(xiàn)出相同的規(guī)律，在分解的前2年，2種凋落物灰質含量都呈現(xiàn)出增加的趨勢，特別在立枯分解后期，水蔥的灰質含量增加尤為明顯；而在整個分解期末期，凋落物沉水后，2種植物的灰質含量都呈現(xiàn)明顯的快速下降。

圖5 凋落物的木質素、纖維素、半纖維素和灰分含量變化Fig. 5 The contents of cellulose, hemicellulose, lignin and ash in litters changed

3.5 凋落物的化學計量比變化

水蔥和香蒲凋落物初始狀態(tài)的化學計量比可以看出，2種植物凋落物的C?N、C?P與N?P值的變化相似，在分解期顯著下降、沉水階段略微回升。以C?P值為例，大氣分解階段水蔥和香蒲分別從203.39和163.45下降至62.98、103.39，在沉水階段上升至76.35和174.37。具體的數(shù)值變化如表2所示。

表2 植物凋落物的主要指標比值變化Table 2 Changes in the ratio of major indicators of plant litters

3.6 物種差異、分解時間及其交互作用對凋落物各指標的影響

凋落物分解中各指標的變化具有明顯的時間性變化特征，物種間的差異也對分解過程中大部分指標的變化有顯著的影響，且分解的時間差異與物種差異量之間具有明顯的交互作用。其中，物種差異對灰分、總碳、總氮、半纖維素、木質素、K含量、Mg含量、Mn含量動態(tài)變化的影響更為顯著（P<0.01），而干物質量、比葉面積、纖維素、P含量、Fe含量和S含量的動態(tài)變化則對分解時間的響應更加突出（P<0.01）。Ca元素變化較其他指標受物種差異與分解時間交互作用的影響更為突出 (P<0.01)。這說明物種差異、分解時間及其交互作用雖對3種凋落物各指標的動態(tài)變化基本都有顯著的影響的情況，但2種凋落物各指標之間對物種差異和分解時間的響應也有明顯差異。

4 結論與討論

1）大氣界面的分解規(guī)律。在研究了不同生境下的2種不同的常見濕地挺水植物凋落物的完整立枯分解過程后發(fā)現(xiàn)：在大氣界面分解時期，2種凋落物干物質量變化呈現(xiàn)相同的規(guī)律，都表現(xiàn)為明顯的上升趨勢。2種凋落物組分的C含量基本保持穩(wěn)定，這可能是由于C是結構性元素且兩種凋落物中易溶性碳水化合物含量較少所導致，在曾從盛等對閩江河口凋落物立枯分解的研究中也得到了挺水植物分解過程中C含量基本保持穩(wěn)定的結論[20]。2種凋落物組分中N、P元素含量在整個大氣界面分解時期第1年（立枯階段）都有所上升，在Kuehn等人對燈芯草（Juncus effusus）的立枯分解研究中N、P濃度都成上升趨勢[21]，這可以歸因于凋落物吸收了空氣中的N，以及凋落物在分解過程中自身養(yǎng)分的保留和微生物分解者對外源養(yǎng)分的固定[22-23]。但在大氣界面分解時期第2年（倒伏階段）2種凋落物N、P含量都呈持續(xù)釋放下降趨勢，這意味著在大氣界面分解后期，凋落物N、P的變化規(guī)律并不像之前Kuehn等人的研究結果顯示的那樣在整個立枯分解過程中都成上升趨勢而是呈現(xiàn)先上升后下降趨勢[21]。凋落物分解進入大氣分解界面第2年時，干物質含量進一步上升，N、P含量則呈現(xiàn)持續(xù)下降，這可能由于本研究中兩種挺水植物凋落物分解1年后N、P含量較高，因此對于分解者來說是充足的，從而允許多余的N、P在后期分解過程中釋放出來[7,24]。2種凋落物的Fe含量在整個大氣界面分解時期均呈持續(xù)上升趨勢，這可能是由于原凋落物中Fe元素含量較少，而土壤環(huán)境中Fe元素含量較高（水蔥底泥樣品Fe含量為43.8 mg/g，香蒲底泥樣品Fe含量為32.6 mg/g）。當?shù)蚵湮锖屯寥莱练e物接觸時，凋落物內Fe含量上升。同時，徐秀月等人對濕地凋落物的研究中發(fā)現(xiàn)，濕地沉積物中含有大量不同形態(tài)的Fe，且在植物凋落物腐解過程中，可交換態(tài)、可氧化態(tài)及殘渣態(tài)Fe均不同程度增加[25]。徐德蘭等人的研究也發(fā)現(xiàn)，對于挺水植物而言植物分解形成腐殖質的過程中，凋落物和沉積物Fe含量不斷增加[26]。另外Ca、Mg、Mn、S含量在立枯分解第1年下降，可能是由于植物組織中可溶性物質淋溶損失所導致，第2年含量回升可能是因為分解過程中微生物對于環(huán)境（雨水、露水、大氣沉降等）中微量元素的吸收，導致Ca、Mg、Mn、S相對濃度的增高。木質素、纖維素的含量在整個大氣界面分解時期均呈現(xiàn)下降趨勢，半纖維素含量則呈現(xiàn)上升趨勢。

2）水體界面的分解規(guī)律。進入到水體界面分解時期后，凋落物接觸水體，2種植物干物質量急劇下降。N、P含量均表現(xiàn)為凈釋放且與大氣界面分解后期對比，下降速度顯著加快。而半纖維素和灰分含量也由大氣分解時期的持續(xù)上升變?yōu)榧眲〗档汀４蟛糠种笜嗽谒w界面分解時期的變化趨勢都與大氣分解時期產生了較大差異。凋落物在水體中的分解過程更加復雜，一般經歷3個過程：可溶成分的淋溶過程、難溶成分的微生物降解過程以及生物作用、非生物作用（結冰、解凍等）[27]。France等[28]人的研究表明在凋落物接觸水面的淋溶過程中，常發(fā)生C、N、P等的大量損失，這與我們研究中水體分解界面凋落物N、P含量的下降分解規(guī)律一致。另一方面，挺水植物死亡進入水體后，與水體中凋落物分解有關的微生物類群接觸，使得植物殘體分解加快，元素含量變化動態(tài)也大幅改變[29-30]，因此2種凋落物Ca、Mg、Mn、S含量的變化趨勢，在水體分解時期與大氣分解時期具有明顯的差異。在研究中多數(shù)元素指標的動態(tài)變化都在水體分解階段產生了明顯的變化（或加速或轉折）。在分解過程中，異養(yǎng)生物對營養(yǎng)物質的需求量常常超過其營養(yǎng)物質的供給量，水和底質中可溶性的無機營養(yǎng)物質可能被水生植物殘體中的分解者所利用，從而使植物殘體分解速度加快，元素淋溶與釋放程度增加[31]。有研究表明，水生植物殘體在營養(yǎng)豐富的水環(huán)境中分解更快[32]。關亞楠等人對黃河三角洲不同淹水條件下蘆葦（Phragmites australis）和堿蓬（Suaeda glauca）凋落物分解和重金屬歸還特征的研究中也發(fā)現(xiàn)淹水條件是影響濕地凋落物分解及其元素含量變化的重要因素[33]。熊漢鋒等人也發(fā)現(xiàn)濕地植物殘體接觸水體后，會將大量養(yǎng)分物質釋放至水體[34]，楊漢東等人的研究表明植物凋落物殘體可使及表層沉積物中養(yǎng)分含量增加[35]，這與本研究結果一致。因此水環(huán)境是造成濕地挺水植物不同分解階段指標的動態(tài)變化產生較大異質性的原因，是挺水植物完整分解過程中的拐點，會一定程度上加速凋落物的淋溶。另一方面，凋落物在水體中的分解也會造成水體的富營養(yǎng)化。

3）總體分解規(guī)律。通過測定2種不同類型挺水植物凋落物的各項指標，了解挺水植物立枯分解各指標的動態(tài)變化趨勢，分辨挺水植物立枯分解各指標的分解特征，從而明確挺水植物立枯分解特征的特殊性。比葉面積和穿刺力度是表征凋落物物理變化的關鍵性狀[36]。其中比葉面積是表征植物與環(huán)境互作的功能性狀指標，而穿刺力度可以反映分解過程中凋落物的物理碎化程度與機械強度變化。本研究中，2種凋落物比葉面積不斷增加，穿刺力度不斷下降，表明在分解過程中凋落物質量不斷損失的同時，機械強度也不斷下降，易分解性不斷增強。2種濕地挺水凋落物整個分解期元素及化合物含量變化總體有數(shù)種模式，“釋放”、“富集?釋放”、“富集”等。其中C、N、P、Fe、K等指標的動態(tài)變化趨勢兩種植物凋落物較為相似。大氣界面分解期2種凋落物組分中C含量的變化趨勢為基本穩(wěn)定，進入水體分解期出現(xiàn)差異，香蒲升高水蔥降低。挺水植物凋落物N、P元素含量只是在大氣分解時期的第一年呈富集增加的趨勢，隨后持續(xù)釋放降低，但水體分解時期的下降速度與大氣分解時期的下降速度相比明顯加快。2種凋落物組分中的Ca含量表現(xiàn)為先釋放后富集，F(xiàn)e含量表現(xiàn)為先緩慢增加后富集，兩種凋落物K含量總體上呈現(xiàn)降低趨勢，而Mg和S含量的變化趨勢在沉水階段雖然有所不同，但在大氣分解時期卻呈現(xiàn)相同規(guī)律。這與趙谷風等對青研究得出的凋落物K、Mg含量的分解特征基本一致[37]。在 García-Palacios等人對水生和陸生生態(tài)系統(tǒng)凋落物的對比研究中，提到了凋落物營養(yǎng)諸多指標中Ca、K和Mg等元素變化的一致性應該受到重視[38]。結合本研究，在物種、生境均不同的情況下，2種凋落物分解過程中，除C、N、P等研究相對較多的養(yǎng)分元素之外，Ca、Fe、S、K、Mg等在大氣界面分解階段或整個分解期也呈現(xiàn)相同的動態(tài)變化趨勢，因此推測Ca、Fe、K等元素在凋落物分解研究中也可以表征凋落物的分解動態(tài)，應當受到重視。兩種凋落物的纖維素、木質素動態(tài)變化的趨勢十分相似呈現(xiàn)總體降低，半纖維素和灰分的動態(tài)變化趨勢也十分相似，呈現(xiàn)“富集?釋放”的分解特征。不同于凋落物在地表分解在經歷了最初的淋溶和易降解物質的分解之后，凋落物中的難降解物質（例如木質素）相對增多[38-39]的研究成果，本研究中凋落物木質素含量呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢，這可能是由于凋落物在立枯過程中并未接觸到土壤表面，土壤中的N和微生物并未參與到凋落物分解的過程中來，所以凋落物中的木質素并未合成較為穩(wěn)定的化合物[39]。C?N、C?P、N?P、木質素?N等初始化學性質也是眾多研究者所關注的重點。以往的研究發(fā)現(xiàn)，木質素?N可以用來表征植物種類的不同和易分解性，C?P和C?N可以表征凋落物間分解速度的差異[40-41]。2種凋落物的C?N、C?P與N?P在整個分解期呈相似的總體下降沉水階段略有回升的規(guī)律。這表明在兩種挺水植物種類和易分解性有所差異的情況下，兩種植物在分解過程中主要營養(yǎng)物質和難降解組分的動態(tài)變化具有一致性。

本論文結論如下：1）挺水植物凋落物完整分解周期分解各指標變化動態(tài)大致有3種模式，即“釋放”、“富集”、“富集?釋放”；在分解周期內，2種植物凋落物內的N、Fe元素含量與底泥表現(xiàn)出了一定的趨同性。2）各指標動態(tài)變化呈現(xiàn)出明顯的階段性，大部分指標在水體界面分解時期的變化趨勢都與大氣分解時期產生了較大差異，表明了在分解后期植物進入水體界面后，水體對凋落物沉水階段分解的元素動態(tài)變化產生了顯著的影響。3）除C、N、P 3種主要營養(yǎng)元素之外，2種凋落物的Ca、Fe、S、K等元素含量在大氣界面分解時期甚至整個分解期的動態(tài)變化趨勢也呈現(xiàn)出一致性，這可能是挺水植物在大氣界面分解階段的固有模式，故Ca、Fe、K等元素在以后凋落物分解研究中應加強這些元素的研究。

致謝：本研究中部分實驗得到了中國科學研究院昆明植物研究所齊金峰副研究員的指導，在此表示感謝。