| 1985年，美国Andrews森林试验站启动了一项持续时间为200年的试验项目，对原木分解以及养分释放的控制因子进行长期研究。该项试验选取了4种直径在1-7cm之间、具有不同抗腐蚀能力的树种。美国LTER的研究人员、美国林务局以及私营伐木公司的工作人员分别将这些树伐倒后锯成原木，然后再运到Andrews森林试验站的6处原生天然林试验地。研究人员首先对这些原木初始的容量密度、湿度以及养分含量进行了测定，然后对其进行了勘查以便有助于今后位置的确定。此后，每年对其重新取样，共持续8年，然后每隔一年进行一次取样，直到第12个年头，目前是每隔4年取一次样。
2005年正好是这项长期试验开展的第20个年头。这一年也是从各种原木中取的样品。尽管目前定量分析尚未全部完成，但已经观测到的一些重大结果有以下这些内容：
1) 不同的树种在分解和养分释放方面确实存在较大的差异。研究发现，美国冷杉（Pacific silver fir）每年丧失的生物量约为6%，而美国乔松（Western red cedar）每年丧失的生物量仅为0.7%。因此，不同树种在量级方面可能存在差异。通常情况下，美国冷杉倒塌后明显会成为森林地被物，以前一般不对整根原木打孔进行观测，而现在可以这样做了。研究同时发现，美国铁杉（western hemlock）分解的速度（2.3%/年）比道格拉斯冷杉（Douglas fir）分解的速度（1.9%/年）快，不过这种差异比Andrews森林试验站早期研究的结果要小得多。初期的研究成果在很大程度上是受树种大小（直径）的差异所导致的。
2) 通过对原木各个部分的研究表明，所有树种的树皮和边材的生物量丧失速度方面都比较类似。但心材的情况则不同，比如美国冷杉分解的速度极快，而美国乔松分解的速度就极为缓慢。由于美国乔松分解速度很慢，研究人员预计再过10年原木的其他部分大部分将完全腐蚀掉，只有紧密材心能保留下来。
3) 除了观察到不同的树种之间在分解速度方面存在差异外，研究人员还发现，所有树种在开始分解前存在短暂但又极其显著的滞后性，这是因为分解体侵入大块木材需要耗费大量的时间，不过直径在10cm以下的木材中间这种滞后性并不明显。因此，木材的直径对分解速度存在很大的影响，同时也取决于试验树种的抗腐蚀能力。对于那些抗腐蚀能力弱的树种来说，如果树木的直径从1cm增加到50cm，其分解的速度将相应地减少两倍。而对于美国乔松等抗腐蚀能力强的树种来说，如果树木的直径从1cm增加到50cm，其分解的速度将减少近20倍，这种现象说明，由于原木尺寸的增加导致心材尺寸的增加，这种心材分解的速度，要远远大于由于表面面积—体积比不同或侵入限制影响所引起的心材分解的速度。
4) 尽管美国冷杉和美国铁杉在养分含量和有机质构成方面极其类似，但它们的分解速度则存在两倍的差异。一个假设认为，这是由于分解体群落的差异造成的。目前该假设至少可以从外部观测得到部分印证：白腐菌（这种细菌会破坏所有的聚合体，并且常常更喜欢破坏木质素）腐蚀美国冷杉，而褐腐菌（不能破坏木质素）腐蚀美国铁杉。该项观测结果表明，在木材分解方面，真菌类群会对木材分解的动态变化状况产生很大影响，并最终影响到森林的碳储量。
尽管下一次取样还要再等10年，不过目前该研究站已获得大量数据，可以用来分析倒木有机质分解中的养分含量及其动态变化。
（图1）20年前，人们将原木放置在了Andrews试验站的原生林
试验地中。图片提供/Sarah Greene
（图2）研究人员定期对原木进行取样，以便分析
其容量密度和养分含量的变化状况。
图片提供/ Mark Harmon
|
综合新闻
