一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的方法及装置

摘要

本发明公开了一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的方法及装置，包括从外至内依次设置的外层隔离罩、内层分解笼和中心支撑杆；外层隔离罩和内层分解笼均为带骨架的网箱结构；中心支撑杆底部设置有用于放置外层隔离罩和内层分解笼的放射状支撑架，中心支撑杆顶部设有带网的锥形支撑架，中心支撑杆和放射状支撑架外缘设有向下延伸的固定杆。本发明的凋落物分解装置，采用立体结构，水热条件更接近自然，不破坏凋落物表面生物和生境，能够更加真实的反映实际生境中凋落物的分解状况，也不会有大量凋落物的损失，可以长期放置野外进行观测，还可以在分解笼里加入不同的土壤动物饵针，监测不同土壤生物类群的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及凋落物分解研究技术领域，具体涉及一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的方法及装置。

背景技术

凋落物分解在森林生态系统中具有重要作用，是森林生态系统物质循环的动力。了解凋落物分解及其动态过程具有重要的生态学意义。凋落物分解速率和分解过程中的养分变化能够反映森林生态系统的物质循环和能量流动的动态状况。因此，对凋落物分解速率的准确评估和养分动态的监测非常重要。

目前研究森林地表凋落物分解最常用的是凋落物分解袋法。凋落物分解袋为不同规格的矩形扁平的尼龙网袋，由具有不同大小网眼的耐分解尼龙网根据需求缝制而成。方法是将凋落物放入袋中，收紧袋口后放置于森林土壤表面，定期回收取样测定，计算凋落物分解速率和养分含量的变化。

凋落物分解袋法装置制作简单，易于操作，但是也存在明显的局限性。第一，凋落物袋比较扁平，内装凋落物紧贴网袋，网袋紧贴地面，网孔处容易形成水膜和生物、土壤结皮，造成水热微环境改变，影响凋落物分解；第二，放入凋落物袋中的凋落物一般是从野外收取后风干或烘干，表面生物和生境遭到破坏，研究得到的凋落物分解速率数据与野外生境实际分解速率有一定的差异；第三，凋落物分解过程和泥土的混合，影响对凋落物分解的准确测定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的方法及装置，能够更加真实的反映实际生境中凋落物的分解状况。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的装置，包括从外至内依次设置的外层隔离罩、内层分解笼和中心支撑杆；外层隔离罩和内层分解笼均为带骨架的网箱结构；中心支撑杆底部设置有用于放置外层隔离罩和内层分解笼的放射状支撑架，中心支撑杆顶部设有带网的锥形支撑架，中心支撑杆和放射状支撑架外缘设有向下延伸的固定杆。

作为本发明的一种改进，为实现与泥土混合部分的凋落物量的测定，所述装置底部还设有可直接置于土壤表面的多孔陶瓷板，多孔陶瓷板上均布上小下大的圆孔。

作为本发明的一种改进，为实现多因素分解实验研究，所述内层分解笼为多个，从大至小依次套设在外层隔离罩和中心支撑杆之间。

进一步地，所述的外层隔离罩和内层分解笼从外至内，侧壁网孔依次缩小。不同孔径的网孔设计目的是让不同体型大小的土壤动物和微生物进入不同的分解笼进行分解，区分不同生物的作用和贡献。

优选的，所述的内层分解笼直径或长宽范围在5-50cm，高度范围在5-50cm。

优选的，所述的外层隔离罩和内层分解笼的形状包括圆柱体、长方体或正方体。

一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的方法，基于上述装置实现，将凋落物网收集的自然状态的凋落物分成两部分，一部分带回实验室称量烘干，用于换算；一部分野外称量后直接放入内层分解笼，进行地表凋落物分解实验研究，不同网孔的内层分解笼孔可让不同体型大小的土壤动物和微生物进入不同的内层分解笼进行分解，区分不同生物的作用和贡献。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的凋落物分解装置，采用立体结构，水热条件更接近自然，不破坏凋落物表面生物和生境，能够更加真实的反映实际生境中凋落物的分解状况，也不会有大量凋落物的损失，可以长期放置野外进行观测，还可以在分解笼里加入不同的土壤动物饵针，监测不同土壤生物类群的作用。本发明的凋落物分解装置还可以用于草原、农田等生境。

附图说明

图1是本发明的凋落物分解装置的立体结构示意图；

图2是本发明的凋落物分解装置的使用状态俯视图；

图3是本发明的凋落物分解装置的使用状态正视图，其中多孔陶瓷板采用剖面视图；

附图标记说明：1-隔离罩；2-分解笼一；3-分解笼二；4-中心支撑杆；5-放射状支撑架，6-锥形支撑架；7-固定杆；8-多孔陶瓷板；9-凋落物。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本申请的研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的装置采用立体双层或多层设计，双层设计从外至内包括外层的隔离罩、内层的分解笼和中心的支撑杆；多层设计从外至内包括外层的隔离罩、多个不同孔径的分解笼和中心的支撑杆。装置上部为圆锥体或四角锥体，罩有耐分解的尼龙网，尼龙网上部收口，可以打开。装置中部为放射状支撑架构，外层隔离罩和内层分解笼均放置在放射状支撑架上。外层隔离罩和内层分解笼均为带塑料骨架的圆柱体、长方体或正方体，四周均罩有耐分解的尼龙网，尼龙网上部有收紧的收口。装置底部有一个可与装置分离的多孔陶瓷板，其上布满上小下大孔径的圆孔，使用时，直接置于土壤表面。

双层凋落物分解装置用于一般凋落物分解研究，或用于单一因素的凋落物分解实验。将凋落物网收集的自然状态的凋落物分成两部分，一部分带回实验室称量烘干，用于换算；一部分野外称量后直接放入内层分解笼，将分解装置的支撑杆插入土壤，放置野外地表生境，进行地表凋落物分解实验研究。

多层凋落物分解装置可用于研究多因素分解实验，不同孔径的尼龙网设计目的是让不同体型大小的土壤动物和微生物通过尼龙网进入不同的分解笼进行分解，区分不同生物的作用和贡献。小网孔的可以防止大中型土壤动物和其他昆虫进入，用于研究原生动物、真菌、细菌对凋落物分解的作用；中网孔的可以通过小型动物，大孔径的可以研究野外自然生境中凋落物的分解。多孔陶瓷板则用于测定与泥土混合部分的凋落物量，可以直接带回实验室放入马弗炉燃烧，通过测定灰分量来准确计算这部分凋落物量。多孔陶瓷板既不影响凋落物与地面接触，又可以准确的测定凋落物损失量。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例的一种研究土壤食物网对凋落物分解过程影响的装置，采用三层设计，包括从外至内依次设置的隔离罩1、分解笼一2、分解笼二3、中心支撑杆4和多孔陶瓷板8。中心支撑杆4底部设置有放射状支撑架5，顶部设置有锥形支撑架6。隔离罩1、分解笼一2、分解笼二3均为尼龙网+塑料骨架的圆柱体，放置在放射状支撑架5上。锥形支撑架6罩有耐分解的尼龙网。中心支撑杆4和放射状支撑架5外缘设有向下延伸用于插入土壤的固定杆7。多孔陶瓷板8位于装置的底部，直接置于土壤表面，其上均布有上小下大的圆孔，且大的圆孔为球形孔，固定杆7可穿过多孔陶瓷板8上的圆孔插入到土壤中。

本实施例中，隔离罩1、分解笼一2、分解笼二3上部和下部网孔孔径均为1.5mm，隔离罩1圆柱面网孔孔径为8mm，分解笼一2圆柱面网孔孔径为4mm，用于模拟自然状态凋落物的分解，分解笼二3圆柱面网孔孔径为1.5mm，用于区分小型土壤动物以及微生物对凋落物分解的作用。隔离罩1直径为20cm，分解笼一2直径为14cm，分解笼二3直径10cm。分解笼一2面积约为310cm

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。