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马尾松与阔叶树种混合凋落叶分解过程中总酚和缩合单宁的变化

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应用生态学报 2018年第7期29卷 2224-2232页

作者：覃宇张丹桔李勋张艳袁亚玲王利峰庞智慧张健四川农业大学林学院生态林业研究所成都611130 长江上游林业生态工程四川省重点实验室成都611130 长江上游生态安全协同创新中心成都611130

采用凋落物分解袋法,研究四川低山丘陵区马尾松与檫木、香椿、香樟3种阔叶树种的混合凋落叶及纯马尾松凋落叶分解过程中总酚和缩合单宁的变化特征.设置马尾松∶檫木质量比为6∶4、7∶3、8∶2,马尾松∶香椿质量比为6∶4、7∶3、8∶2,马... 详细信息

采用凋落物分解袋法,研究四川低山丘陵区马尾松与檫木、香椿、香樟3种阔叶树种的混合凋落叶及纯马尾松凋落叶分解过程中总酚和缩合单宁的变化特征.设置马尾松∶檫木质量比为6∶4、7∶3、8∶2,马尾松∶香椿质量比为6∶4、7∶3、8∶2,马尾松∶香樟质量比为6∶4、7∶3、8∶2混合处理.结果表明:经过180 d的分解,纯马尾松凋落叶缩合单宁的降解率为84.4%,混合凋落叶缩合单宁的降解率均高于纯马尾松凋落叶.在所有组合中,马尾松∶香樟6∶4混合凋落叶的缩合单宁和总酚降解率最高,分别为90.3%和68.6%,凋落叶的混合促进了马尾松凋落叶缩合单宁和总酚的分解.随着分解时间的延长,马尾松与3种阔叶凋落叶所有混合处理缩合单宁的降解率均呈现先上升后趋于稳定的趋势.而纯马尾松凋落叶、马尾松∶香樟(7∶3)和马尾松与香椿的所有混合处理总酚的降解率呈现在分解前90 d上升此后下降的趋势;马尾松与檫木的所有混合处理及马尾松∶香樟6∶4和8∶2混合处理总酚降解率呈现上升趋势.混合凋落叶分解过程中,单宁和总酚的变化特征还与凋落物基质质量、凋落物分解相关酶(多酚氧化酶、过氧化物酶、亮氨酸氨基肽)的活性有关.

关键词：总酚缩合单宁混合凋落叶降解率

原始阔叶红松林下红松、蒙古栎混合凋落叶分解特征及相互作用研究

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植物研究 2015年第5期35卷 716-723页

作者：郭鲲刘瑞鹏张玲毛子军东北林业大学森林植物生态教育部重点实验室哈尔滨150040 黑龙江省林业科学研究所哈尔滨150081

采用凋落物网袋(litter bag)分解法,模拟红松(Pinus koraiensis)(以下用P表示)和蒙古栎(Quercus mongolica)(以下用M表示)在不同演替阶段可能的组成比例(P、M/P1∶3、M/P1∶1、M/P3∶1、M)进行野外分解实验。分析不同比例的两种凋落叶... 详细信息

采用凋落物网袋(litter bag)分解法,模拟红松(Pinus koraiensis)(以下用P表示)和蒙古栎(Quercus mongolica)(以下用M表示)在不同演替阶段可能的组成比例(P、M/P1∶3、M/P1∶1、M/P3∶1、M)进行野外分解实验。分析不同比例的两种凋落叶混合的分解特征、相互作用及机理。结果表明:1.从质量损失率来看,与单种凋落叶分解情况相比,蒙古栎和红松凋落叶混合对凋落物分解具有促进作用,其中蒙古栎和红松(M/P)按1∶3混合分解最快,且随着蒙古栎凋落叶在混合比例中的增加,混合分解速率先减小后增大。2.从C、N元素动态看,C素在各处理的凋落叶主要表现为净释放,而N素在各处理中变现比较复杂,在各处理的红松凋落叶中表现为富集,而在各处理蒙古栎凋落叶中则表现为释放。蒙古栎凋落叶可以促进红松凋落叶C元素释放和N元素的富集,降低红松凋落叶的C/N比,促进红松凋落叶的分解。红松凋落叶能促进蒙古栎凋落物C元素释放,但对蒙古栎凋落叶N元素的释放作用不明显,对蒙古栎凋落叶的C/N比影响也并不一致。

关键词：红松蒙古栎混合凋落叶分解特征相互作用

外源性氮和磷对火力楠和马尾松混合凋落叶分解的影响

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华南农业大学学报 2017年第6期38卷 97-104页

作者：郑欣颖蔡金桓薛立佘汉基华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510642

【目的】研究外源性N和P对火力楠Michelia macclurei和马尾松Pinus massoniana凋落叶分解速率的影响,以及分解过程中的N、P、K含量变化,了解混合凋落叶分解对外源性N和P的响应机制,为森林资源管理提供参考。【方法】将火力楠和马尾松混... 详细信息

【目的】研究外源性N和P对火力楠Michelia macclurei和马尾松Pinus massoniana凋落叶分解速率的影响,以及分解过程中的N、P、K含量变化,了解混合凋落叶分解对外源性N和P的响应机制,为森林资源管理提供参考。【方法】将火力楠和马尾松混合凋落叶置于火力楠林地及马尾松林地,分别设立4块5 m×5 m的小样方,喷施N、P和N+P,比较其分解速率及分解过程中的N、P、K含量变化。【结果】在2种林地的不同处理下,24个月后,火力楠林地混合凋落叶残留量为施N(4.99 g)>对照(4.14 g)>施N+P(2.17 g)>施P(1.16 g),马尾松林地混合凋落叶残留量为施N(2.72 g)>对照(1.21 g)>施N+P(0.36 g)>施P(0.16 g),施N对火力楠和马尾松林下的混合凋落叶的分解有抑制作用;施P后两者的混合凋落叶的分解速率均不同程度地有所加快;施N+P后两者的混合凋落叶的分解速率也均加快,但慢于施P处理。马尾松林下混合凋落叶残留量均小于火力楠林下混合凋落叶残留量。分解24个月后,火力楠林地施N、P和N+P的混合凋落叶N质量分数分别为13.72、12.34和13.70 g·kg^(–1),而马尾松林地分别为12.63、13.46和14.54 g·kg^(–1),均显著大于其凋落叶的初始N质量分数(9.90 g·kg^(–1));施P和N+P处理的火力楠林地混合凋落叶P质量分数由初始的0.38 g·kg^(–1)分别增至0.86和0.74 g·kg^(–1),而马尾松林地混合凋落叶P质量分数由初始的0.38 g·kg^(–1)分别增至1.37和1.05 g·kg^(–1)。凋落叶K含量的变化无规律。【结论】火力楠和马尾松混交可促进火力楠凋落叶分解,提高混合凋落叶的分解速率。

关键词：火力楠马尾松混合凋落叶分解速率外源性N和P

华北落叶松与阔叶树种混合凋落叶分解过程中养分和细菌群落变化

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林业与生态科学 2022年第2期37卷 155-163页

作者：李雪王淳王静程瑞明赵金满韩馨悦张志东河北农业大学林学院河北保定071000 河北省林木种质资源与森林保护重点实验室河北保定071000

采用凋落物分解袋法,研究塞罕坝地区华北落叶松(L)、华北落叶松和白桦(LB)、华北落叶松和蒙古栎(LQ),以及华北落叶松、白桦和蒙古栎(LBQ)的混合凋落叶分解过程中凋落叶养分和细菌群落变化特征。结果表明,在720 d分解过程中,不同混合凋... 详细信息

采用凋落物分解袋法,研究塞罕坝地区华北落叶松(L)、华北落叶松和白桦(LB)、华北落叶松和蒙古栎(LQ),以及华北落叶松、白桦和蒙古栎(LBQ)的混合凋落叶分解过程中凋落叶养分和细菌群落变化特征。结果表明,在720 d分解过程中,不同混合凋落叶养分变化趋势大致相同,N和P含量呈上升趋势,C和K含量呈下降趋势,pH呈先下降后上升趋势。在分解过程中,混合凋落叶的C和K释放率均高于华北落叶松凋落叶,N和P释放率则相反。华北落叶松凋落叶pH显著低于混合凋落叶。凋落叶分解初期,优势细菌门为变形菌门、蓝细菌门、拟杆菌门和放线菌门;随分解时间延长,变形菌门和蓝细菌门相对丰度逐渐降低,拟杆菌门和放线菌门变化趋势则相反。凋落叶pH和N与细菌多样性指数呈极显著相关。凋落物分解过程中,细菌多样性指数和丰富度呈上升趋势。分解600 d后,华北落叶松凋落叶细菌丰富度低于混合凋落叶。华北落叶松、白桦和蒙古栎凋落叶混合,能够提高部分养分释放率,提高细菌群落多样性。

关键词：华北落叶松混合凋落叶分解率养分释放细菌群落多样性

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中微生物生物量特征

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生态环境学报 2021年第4期30卷 681-690页

作者：张艳李勋宋思梦周扬张健四川民族学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心四川康定626001 四川农业大学林学院生态林业研究所/生态林业工程重点实验室/长江上游生态安全协同创新中心四川成都611130

马尾松(Pinus massoniana)因其针叶凋落物分解迟缓而致使林地养分归还慢,严重影响着中国南方林业的可持续发展。营造针阔混交林可改善凋落物组成,促进分解从而提高养分归还。在营造混交林前,了解伴生树种凋落叶与主要树种凋落叶之间微... 详细信息

马尾松(Pinus massoniana)因其针叶凋落物分解迟缓而致使林地养分归还慢,严重影响着中国南方林业的可持续发展。营造针阔混交林可改善凋落物组成,促进分解从而提高养分归还。在营造混交林前,了解伴生树种凋落叶与主要树种凋落叶之间微生物生物量特征,有助于认识混交林的微生物群落的变化特征,为实施中国大面积人工纯林生态系统转化为混交林生态系统提供科学依据。将马尾松与3种珍贵乡土阔叶树种(檫木Sassafras tzumu,香樟Cinnamomum Camphora,香椿Toona sinensis)凋落叶混合分解,总共35个处理,对其在分解过程中的微生物生物量特征进行研究,结果如下,(1)马尾松凋落叶与阔叶混合后增加了微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)的含量。MBC在马尾松+香樟组合中6꞉4和马尾松+檫木+香椿组合中7꞉1꞉2最为显著。MBN在马尾松+香樟+香椿组合中6꞉2꞉2和6꞉1꞉3比例最为显著。(2)微生物生物量碳在大部分处理中表现出加合效应,少数处理在第一年为拮抗作用而在第二年为协同作用。MBN的非加和效应均体现为显著的协同作用,且在前3个分解时期尤为显著之后降低。马尾松+香椿和马尾松+檫木组合中阔叶占30%—40%、马尾松+香樟+香椿组合中7꞉1꞉2和6꞉2꞉2比例表现出协同作用。拮抗作用主要出现在马尾松占较大比例而香椿凋落叶占较小比例的组合中。(3)分解系数k值、凋落叶初始性质(N、P、MBN、MBC、木质素/N)与微生物生物量混合效应呈显著相关。与其他阔叶相比,马尾松与香椿和香樟凋落叶混合更能增加MBC和MBN的含量呈协同效应。相比于其他组合,马尾松+香樟+香椿组合中阔叶占较大比例也许更有利于增加微生物生物量,促进整个凋落叶的分解,尤其是马尾松+香樟+香椿组合中7꞉1꞉2、6꞉2꞉2。若仅从引入阔叶树种后能促进林地凋落物分解的角度考虑,香樟和香椿阔叶树种适宜于马尾松纯林改造。

关键词：微生物生物量混合凋落叶马尾松协同作用拮抗作用

西南地区马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的细菌群落特征

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生态环境学报 2024年第1期33卷 12-27页

作者：李勋张艳宋思梦周扬张健四川民族学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心/川藏滇青林草抚育和利用研究中心四川康定626001 四川农业大学林学院生态林业工程重点实验室/长江上游生态安全协同创新中心四川成都611130

林地内凋落叶的种类和比例调控其分解过程中微生物的群落结构。然而,不同树种组合以及不同混合比例的凋落叶在分解过程中细菌群落结构有何差异,目前尚不清楚。将马尾松与乡土阔叶树种香椿[Toona sinensis(***.)Roem.]、香樟(Cinnamomum ... 详细信息

林地内凋落叶的种类和比例调控其分解过程中微生物的群落结构。然而,不同树种组合以及不同混合比例的凋落叶在分解过程中细菌群落结构有何差异,目前尚不清楚。将马尾松与乡土阔叶树种香椿[Toona sinensis(***.)Roem.]、香樟(Cinnamomum camphora Linn.)和檫木(Sassafras tzumu Hemsl.)凋落叶按照不同树种、不同质量比例混合后,通过Illumina Mi Seq高通量测序研究凋落叶分解过程中细菌群落结构的动态变化特征。结果表明,在所有处理中,Proteobacteria和Actinobacteria均为优势门,Sphingomonas,unidentified_Rhizobiaceae,Bradyrhizobium和unidentified_Cyanobacteria为优势菌属。此外,混合凋落叶中细菌的多样性和丰富度在分解250 d后表现出较强的协同效应(分别为70.97%和29.03%);第2年分解期内大部分混合凋落叶的观测值-期望值混合凋落叶的细菌多样性指数和9.68%的混合凋落叶的细菌丰富度指数表现出拮抗效应。不同树种组合凋落叶中,马尾松+香樟+香椿组合(PCT)下阔叶占比为30%-40%时更有利于提高细菌的多样性和丰富度。综上,凋落叶中细菌的多样性和丰富度受到分解时期和树种组合的共同影响。在后期马尾松纯林的“混交化”改造过程中,适当引入乡土阔叶树种香樟与香椿可增加马尾松林地内凋落叶中细菌的多样性和类群丰度。

关键词：混合凋落叶细菌马尾松高通量测序非加性效应

针阔凋落叶混合分解过程中可溶性有机碳释放的动态特征

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广西植物 2024年第7期44卷 1205-1217页

作者：李勋张艳宋思梦周扬张健四川民族学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心四川康定626001 四川农业大学林学院生态林业研究所生态林业工程重点实验室长江上游生态安全协同创新中心成都611130

为了调整低效马尾松(Pinus massoniana,P)人工纯林的林分结构,探明其与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的可溶性有机碳(DOC)释放规律,该研究以马尾松、香樟(Cinnamomum camphora,C)和香椿(Toona sinensis,T)的凋落叶为研究对象,将其... 详细信息

为了调整低效马尾松(Pinus massoniana,P)人工纯林的林分结构,探明其与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的可溶性有机碳(DOC)释放规律,该研究以马尾松、香樟(Cinnamomum camphora,C)和香椿(Toona sinensis,T)的凋落叶为研究对象,将其按照不同树种和质量比例组合为15个处理(3个单一树种处理+12个混合处理)后进行野外凋落叶分解实验,并探讨DOC释放最佳的凋落叶树种组合以及混合比例。结果表明:(1)马尾松和大部分混合处理凋落叶(除了PT64)在分解初期(0~6个月)的DOC含量均显著升高,出现富集现象,之后随着分解时间的延长而降低,在分解中后期(12~18个月)或分解末期(18~24个月)再次出现小幅度的碳富集现象。阔叶所占比例越高,其后期DOC含量越低。(2)分解前期(0~6个月)凋落叶DOC释放的拮抗效应较强(58.33%),仅有8.33%(1/12)的混合处理表现出协同效应。之后(6~18个月)其协同效应逐渐增强(91.67%),分解末期(18~24个月)凋落叶的协同效应有所减弱(66.67%)。在所有混合处理中,PT64在整个分解期间均出现协同效应,其次为PT73、PCT622和PCT613在大部分分解时期(3/4)出现协同效应。(3)偏最小二乘法(PLS)回归分析表明,凋落叶初始质量因子中N含量、P含量、木质素含量、缩合单宁含量、C/N、C/P、木质素/N以及木质素/P是影响该研究区域中凋落物DOC释放的重要因素。总体而言,马尾松与阔叶凋落叶混合后的DOC释放受到树种、混合比例及分解时间的共同影响。相对于其他混合处理,阔叶占比大于等于30.00%且含有香椿(T)的凋落叶混合处理(PT64、PT73、PCT622和PCT613)更能促进DOC的释放。

关键词：马尾松乡土阔叶树种混合凋落叶可溶性有机碳协同效应拮抗效应

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巨桉人工混交林混合凋落物分解特征

巨桉人工混交林混合凋落物分解特征

作者：刘小丽四川农业大学

学位级别：硕士

桉树(Eucalyptus spp.)是我国人工林第三大优势树种,在为区域经济做出重大贡献的同时,由于不科学的经营方式和管理理念,也产生了一些颇具争论的生态问题,如土壤肥力下降、生物多样性降低、生态系统不稳定等。营造人工混交林因树种间生... 详细信息

桉树(Eucalyptus spp.)是我国人工林第三大优势树种,在为区域经济做出重大贡献的同时,由于不科学的经营方式和管理理念,也产生了一些颇具争论的生态问题,如土壤肥力下降、生物多样性降低、生态系统不稳定等。营造人工混交林因树种间生态位分化、林冠结构互补以及林分结构异质性可有效促进资源利用、减少种间竞争、提高林下透光率和环境异质性。凋落物分解对森林生态系统养分循环至关重要。自然状态下,凋落物常以混合形式存在且其分解呈现非加和效应。现有研究多将混合凋落物放置于纯林中分解,不能代表混交林中凋落物长期输入对混合凋落物分解的影响。为此,本研究以四川省丹棱县巨桉与3种典型常见树种人工混交林凋落叶为研究对象(巨桉-桦木:E-B、巨桉-马尾松:E-P、巨桉-杉木:E-C),以巨桉纯林为对照,分析不同比例混合凋落物在分解过程中质量损失、分解速率、养分释放和难降解物质分解特征。旨在揭示巨桉人工混交林凋落物分解特征,为巨桉混交林混交树种筛选和科学经营管理提供理论依据。结果显示:(1)3个混交林中单一巨桉凋落叶初始养分含量各异,表现为:E-B>E-C>E-P。E-B单一巨桉树凋落叶N含量显著高于其余2个林分,但C含量、纤维素含量和碳氮比低于其余2个混交林分。8E初始养分比4E更好。(2)在分解前期,3个混交林和2个纯林的凋落叶分解速度较快,而在后期分解阶段较慢,其中分解95%的所需时间是50%所需时间的5.97-7.06倍。在E-C混交林中单一巨桉凋落叶分解系数最高(1.103),E-B林分中单一巨桉凋落叶分解系数最低(0.304)。与其余林分中混合凋落叶相比,仅E-B林分中的混合凋落叶的分解系数高和质量损失率高于该林分中单一巨桉凋落叶。在整个分解过程中,混合凋落叶质量损失率的非加和效应占比为37.78%,而协同效应占比为20.00%。在3个混交林分中,E-B林分相比其余2个林分,质量损失率的协同效应所占比例较高,并且在7:3比例下达到最大值(6.67%)。(3)3个混交林和2个纯林中不同元素养分的释放模式各不相同。在分解末期,混合凋落叶元素释放率从低到高依次为P、N和C。E-C林分的元素释放速度较快,E-B次之,E-P最慢。C释放率的混合效应在3个林分总计占比60.00%,其中协同效应占比最高为E-B(24.44%),其次是E-C(22.22%),最低是E-P(4.44%)。在E-B中,5:3和3:7所占比例较高,均为8.89%。N释放率的混合效应64.44%呈现为非加和效应,其中37.78%表现为协同效应。N释放率协同效应占比从高到低依次为E-C(17.78%)、E-P(11.11%)和E-B(8.89%)。在E-C混合比例中,7:3占比最大为8.89%。P元素释放率的混合效应有51.11%呈非加和效应,其中15.55%表现为协同效应。EC(11.11%)的协同效应占比最高,E-B(4.44%)次之,而E-P则没有协同效应。在E-C中,协同效应占比较高出现在7:3和3:7中,且均为4.44%。(4)不同林分中各凋落叶的木质素和纤维素浓度和残留量变化各不相同,但释放模式大致相同,在分解到第362 d时,木质素的释放率最初从缓慢转变为快速,而纤维素则从释放转变为富集状态。分解末期纤维素含量范围在42.10-178.27 g/kg之间,而木质素的含量则在46.80-330.45 g/kg之间。木质素残留率为6.91-83.92%,而纤维素残留率为21.52-136.97%。3个混交林纤维素降解率所表现出混合效应中的非加和效应的平均值,占比为60.66%。在E-B的协同效应最大,占比40.00%,其次是E-C(11.11%),最后是E-P(6.67%)。在E-B中,协同效应占比最高出现在3:7(8.89%)中。在木质素降解率的混合效应中,有66.67%表现为非加和效应,其中46.67%为协同效应。木质素降解率协同效应所占比例从高到低顺序为E-B、E-C和E-P。在E-B中,木质素降解率协同效应占比最高的比例为5:5(26.70%)。纤维素降解率的协同效应占比的大小关系为E-C>E-B>E-P。纤维素降解率的协同效应占比最高的比例为出现在E-B混交比例3:7中(26.70%)。木质素和纤维素降解率混合效应中协同效应占比最高均出现在E-B(63.30%)中的5:5(23.3%)中。为改善巨桉人工林质量,可选择桦木与巨桉混交,并且设置适当的比例。由于本研究筛选出最好的比例为7:3和5:5,但这只是凋落叶之间的比例,而非树种数量比例。因此,在制定种植方案时,需要结合实际情况,考虑不同树种的年凋落量和造林密度等因素。

关键词：巨桉人工林混合凋落叶分解特征非加和效应

西双版纳热带雨林凋落叶分解过程 Ⅱ.微生物与线虫的群落动态

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生态学报 2007年第2期27卷 640-649页

作者：张瑞清孙振钧王冲葛源乔玉辉庞军柱袁堂玉中国农业大学资源与环境学院北京100094 山东省烟台市农业科学研究院烟台265500

通过野外试验与室内模拟相结合,对西双版纳热带雨林生态系统混合凋落叶分解过程中微生物和线虫种群动态变化进行了系统研究。野外试验采用网袋法(即1mm和100μm网眼网袋,分别限制大型土壤动物和螨类的进入),室内试验采用灭菌-接种法,以... 详细信息

通过野外试验与室内模拟相结合,对西双版纳热带雨林生态系统混合凋落叶分解过程中微生物和线虫种群动态变化进行了系统研究。野外试验采用网袋法(即1mm和100μm网眼网袋,分别限制大型土壤动物和螨类的进入),室内试验采用灭菌-接种法,以观测不同生物组成条件下线虫和微生物对凋落叶的分解作用。结果表明,伴随分解进程,微生物基本呼吸速率不断下降且与分解进程正相关。利用底物诱导呼吸法测定微生物生物量以及细菌、真菌生物量的变化表明,微生物在凋落叶分解过程中的演替遵循一定的路线。当土壤动物参与分解时,由于捕食压力的存在,微生物一般按照“双峰”型路线变化,并存在明显的生物演替现象,在这个过程中微生物对C的利用效率也不断提高;当不存在这种捕食压力时,微生物表现为“单峰-递减”式发展模式,生物量由强到弱变化,微生物对C的利用效率持续下降。土壤动物在凋落叶分解过程中表现为“单峰”型变化动态,与微生物量“双峰”动态形成互补,捕食者与被捕食者之间是一种“捕食-激发”作用下的种群消长关系,这种关系的强烈程度与捕食压力有关。“双峰”发展路线在一定程度上加速了凋落叶的分解进程。

关键词：西双版纳热带雨林混合凋落叶微生物线虫群落动态生物演替