基于CiteSpace的濕地枯落物分解研究現(xiàn)狀與趨勢

枯落物分解是影響濕地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和全球氣候變化的關(guān)鍵過程之一.為了全面了解濕地枯落物分解的發(fā)展趨勢和研究熱點(diǎn)，使用Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫，通過文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)軟件CiteSpace，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行可視化分析.同時(shí)，梳理濕地枯落物分解的研究進(jìn)展;歸納濕地枯落物的分解過程、影響機(jī)制和研究方法;提出相關(guān)領(lǐng)域的研究展望.結(jié)果顯示：濕地枯落物研究分為緩慢-平穩(wěn)-快速增長3個(gè)階段，研究核心內(nèi)容包括植物群落多樣性、微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制、枯落物性質(zhì)、全球氣候變化、碳循環(huán)等.同時(shí)，枯落物分解主要受到生物和非生物因素的影響，其中土壤微生物及相關(guān)酶活性是影響枯落物分解的初始限制性因子;研究方法以室內(nèi)培養(yǎng)法及野外分解袋法為主.綜上，現(xiàn)在濕地枯落物分解研究仍處于快速發(fā)展階段，盡管從植物、土壤和微生物各因素上進(jìn)行了較多探討，但受限于以往研究手段，科學(xué)界對枯落物分解的影響機(jī)制，特別是各因素間的相互作用機(jī)制還缺乏系統(tǒng)了解.因此，未來研究亟需提出新的枯落物分解研究方法，重點(diǎn)關(guān)注植物-土壤-微生物間復(fù)雜的相互作用關(guān)系，為濕地枯落物研究乃至土壤碳循環(huán)研究提供重要理論支撐.

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué); 濕地生態(tài)系統(tǒng); 分解過程; 全球變化; 研究進(jìn)展; 碳固定; 碳循環(huán)

P9 A 0242-11 02.009

1 前言

濕地是陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性地帶，廣泛分布于世界各地，主要包括濱海濕地、鹽沼、紅樹林、海草床、泥炭地、高寒濕地以及河流湖泊濕地等^[1].全世界現(xiàn)有濕地面積約1 200萬km2，廣泛分布在亞洲、北美洲、歐洲等沿海及河流湖泊地區(qū)，雖僅占地球陸地總面積的6%，卻為全球40%的動(dòng)植物提供生態(tài)棲息地，是生態(tài)服務(wù)價(jià)值最大的生態(tài)系統(tǒng)之一^[2-5].濕地生態(tài)系統(tǒng)因碳儲(chǔ)量高而備受關(guān)注，約占陸地總碳儲(chǔ)量的20%，因其所處位置不同也被稱為“藍(lán)碳”或“青碳”生態(tài)系統(tǒng)^[6-7].

近20多年來，已圍繞濕地枯落物的養(yǎng)分循環(huán)、分解過程、植物群落多樣性、植物根際效應(yīng)、微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制、土壤碳固定和全球氣候變化等領(lǐng)域開展大量研究，使?jié)竦乜萋湮锓纸獬蔀樯鷳B(tài)學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科共同關(guān)注的熱點(diǎn).隨著研究的不斷深入，濕地枯落物分解研究從最初的養(yǎng)分循環(huán)^[8]，為植物提供養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部化學(xué)元素的交換^[9-11]，發(fā)展到枯落物分解影響機(jī)制（包括分解過程和植物生理機(jī)制等）^[12-13]，到如今的關(guān)注全球變化下濕地枯落物分解與土壤碳固定的微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制^{[10，12，14]}.因此，隨著濕地枯落物分解的深入探索，逐漸形成了研究機(jī)制從宏觀到微觀，研究技術(shù)從基礎(chǔ)研究到技術(shù)研究，研究范圍從區(qū)域尺度到全球尺度，研究環(huán)境從單一環(huán)境行為到全球氣候變化等的多維體系^[15].然而，面對研究內(nèi)容從廣度和深度上的不斷增強(qiáng)以及研究尺度的復(fù)雜多變，亟需從宏觀視角全面了解濕地枯落物分解研究的研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)趨勢.

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是通過文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫對發(fā)文量、發(fā)文機(jī)構(gòu)、被引文獻(xiàn)、核心關(guān)鍵詞及突現(xiàn)特征等進(jìn)行歸納總結(jié)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展過程、研究熱點(diǎn)和未來趨勢的一種重要研究方法.當(dāng)前，由于科學(xué)研究的快速累積，文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)成為了掌握研究動(dòng)態(tài)發(fā)展的重要工具之一.CiteSpace作為當(dāng)前主要使用的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析軟件之一，通過知識(shí)圖譜可視化功能，探尋學(xué)科領(lǐng)域演化的關(guān)鍵路徑及知識(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)^[16]，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各學(xué)科的研究動(dòng)態(tài)分析^[17-19].基于此，本文利用CiteSpace文獻(xiàn)計(jì)量工具，對濕地枯落物分解相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析和挖掘，通過可視化方法展示研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)趨勢，總結(jié)濕地枯落物分解過程及影響機(jī)制，明晰最新研究成果和未來發(fā)展動(dòng)態(tài)，為濕地枯落物分解及影響機(jī)制研究提供借鑒和啟示.

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)整理

數(shù)據(jù)采用Web of Science核心合集（WoS），設(shè)置檢索時(shí)間范圍為2000-01-01—2021-12-31，檢索時(shí)間為2022年4月，檢索表達(dá)式為TS=（（litter* or residue* or debris*） and （breakdown or decomposition or decay） and （wetland or tidal wetland or tidal marsh or coastal wetland or peatland or mangrove or salt marsh or swamp or bog）），共獲得檢索結(jié)果1 345條，通過PRISMA protocols閱讀文獻(xiàn)題目和摘要（http：//www.prisma-statement.org），篩選獲得有效文獻(xiàn)詞條645條.

2.2 分析方法

通過CiteSpace（5.8.R3）進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析^[16].將所有文獻(xiàn)去重，以發(fā)文量、發(fā)文國家、發(fā)文機(jī)構(gòu)、文獻(xiàn)共被引及關(guān)鍵詞等分別進(jìn)行可視化分析.

3 結(jié)果與分析

3.1 發(fā)文量的時(shí)間分析

2000—2021年全球濕地枯落物分解研究呈穩(wěn)定上升趨勢（圖1），按發(fā)文量可大致分3個(gè)階段：1） 2004年以前為起步階段，濕地枯落物分解研究極少，大部分研究都關(guān)注濕地木本植物葉片凋落物，僅少部分涉及濕地草本生態(tài)系統(tǒng).2） 2005—2011年為平穩(wěn)發(fā)展期，收錄文章量逐年增加，研究區(qū)域延伸到濱海濕地、鹽沼、泥炭地和河口濕地等，研究內(nèi)容不僅關(guān)注濕地枯落物本身，也開始探討枯落物分解的相關(guān)影響機(jī)制.3） 2012—2021年為快速增長期，年發(fā)文量成倍增加，其原因可能為以下2點(diǎn)：（a） 拉姆薩爾公約發(fā)布的《Global Wetland Outlook》明確指出濕地是一個(gè)潛在的碳匯^[1]，其中枯落物分解被認(rèn)為是影響土壤固碳能力和有機(jī)質(zhì)積累的關(guān)鍵過程之一^[20-21].（b） 聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）自2014年發(fā)布的第5次和第6次評估報(bào)告指出，氣候變化會(huì)對人類和生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆的影響^[22]，全球主要經(jīng)濟(jì)體為積極應(yīng)對全球氣候變暖，均提出“碳中和”目標(biāo).自然氣候解決方案（Nature Climate Solutions）^[23]提供了眾多自然方案來增加土壤固碳潛力，其中濕地“碳匯”備受關(guān)注^[24-25]，進(jìn)一步推動(dòng)了濕地枯落物分解研究的發(fā)展.

3.2 各國發(fā)文量分析

全球各國發(fā)文量能一定程度上反映該國對該領(lǐng)域的重視情況.當(dāng)前濕地枯落物分解研究主要分布在全球發(fā)達(dá)沿海國家和地區(qū).同時(shí)，各國發(fā)文量中介中心性分析能夠發(fā)現(xiàn)和衡量某節(jié)點(diǎn)的重要程度，如數(shù)值大于0.1則為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn).美國、加拿大、德國、荷蘭、芬蘭、日本和英國的中介中心性均大于0.1（圖2（a）），說明這些國家在濕地枯落物分解研究中發(fā)揮了重要作用.同時(shí)結(jié)合圖2（b）可知，盡管中國發(fā)文量占比較高，但中介中心性數(shù)值僅0.09，這可能是因?yàn)橹袊捌诨A(chǔ)研究成果較少，并且相較于美國而言合作國家數(shù)量較少，且合作強(qiáng)度相對較弱.

3.3 研究機(jī)構(gòu)分析

通過CiteSpace對主要發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行可視化分析，可進(jìn)一步了解學(xué)術(shù)界對該領(lǐng)域的支持和認(rèn)同程度，以及哪些機(jī)構(gòu)對該領(lǐng)域科研的貢獻(xiàn)程度較高.由圖3可知，濕地枯落物分解主要研究機(jī)構(gòu)為中國科學(xué)院（Chinese Acad Sci）、加拿大麥吉爾大學(xué)（McGill Univ）、芬蘭赫爾辛基大學(xué)（Univ Helsinki）、美國史密森尼環(huán)境研究中心（Smithsonian Environm Res Ctr）、中國復(fù)旦大學(xué)（Fudan Univ）和澳大利亞迪肯大學(xué)（Deakin Univ）等，并且中介中心性數(shù)值均大于0.1，這些機(jī)構(gòu)為濕地枯落物分解研究貢獻(xiàn)了關(guān)鍵的學(xué)術(shù)成果.

3.4 文獻(xiàn)共被引分析

基于CiteSpace建立文獻(xiàn)共被引關(guān)系，并通過關(guān)鍵詞主題聚類，能夠進(jìn)一步詳細(xì)反映各階段關(guān)鍵研究和發(fā)展動(dòng)態(tài).由圖4可知，通過關(guān)鍵詞聚類共得到17個(gè)主題.基于不同時(shí)間聚類顏色大體分為3個(gè)階段，并歸納施引文獻(xiàn)關(guān)鍵詞（表1）.

第一階段包括的聚類主題詞有“bog”、“colonization”和“Typha latifolia”，該階段為濕地枯落物分解的早期探索階段，通過分析施引文獻(xiàn)關(guān)鍵詞（表1）可知，研究內(nèi)容涉及沼澤或河口濕地的碳循環(huán)（carbon cycle）和互米花草（spartina alterniflora），這說明該階段以濕地枯落物為代表的碳循環(huán)研究為主.首先，互米花草在北美和歐洲地區(qū)廣泛用于河口、海灣等沿海灘涂地區(qū)，具有較高的生物量和耐受能力，能夠保護(hù)沿海濕地^[26-27].中國自20世紀(jì)70年代引入互米花草用于互堤和固灘，互米花草于2003年被中國列為外來入侵物種，這使得互米花草在中國長江河口研究備受關(guān)注^[28-30]，其中包括互米花草生物入侵對中國濕地碳含量的影響^[31-32].

第二階段包括的聚類主題詞有“global change”“CCA”“S. densiflora”“moisture effects”“l(fā)itter processing”“l(fā)itter accumulation”“silica”“delta ¹³C”，屬于濕地枯落物研究的發(fā)展階段.該階段開始關(guān)注全球變化對濕地枯落物分解的影響，研究內(nèi)容也從枯落物分解速率深入到相關(guān)影響機(jī)制研究，諸如：1） 土壤微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制，包括微生物呼吸作用、土壤酶活性、微生物群落結(jié)構(gòu);2） 氮沉降或季節(jié)動(dòng)態(tài)變化對枯落物分解的影響;3） 不同植物群落結(jié)構(gòu)對濕地枯落物分解的影響.此外，研究技術(shù)和方法也得到了極大改進(jìn)和創(chuàng)新，其中，¹³C同位素標(biāo)記技術(shù)和典型相關(guān)分析（canonical correlation analysis， CCA）可用于研究濕地枯落物分解的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)制.同時(shí)，針對不同氣候變化研究發(fā)現(xiàn)，不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)枯落物的分解速率主要與土層深度和基質(zhì)輸入有關(guān)^[15，33].

第三階段包括的聚類主題詞有“tea bag index”“sea-level rise”“congaree national park”“l(fā)ignin degradation”“plateau wetland”“metals”“shredders”，為濕地枯落物分解研究的深入探索階段.此階段研究將濕地固碳能力與枯落物分解速率聯(lián)系起來，深入探討枯落物分解的影響機(jī)制.研究區(qū)域除濱海濕地、紅樹林和鹽沼等典型“藍(lán)碳”濕地生態(tài)系統(tǒng)外，高寒濕地因其低溫和高海拔特性，逐漸成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)^[34-36].此外，Crossley等^[37]在1962年提出了分解袋法，這是一種通過將植物枯落物裝入尼龍網(wǎng)并放入土壤，從而模擬枯落物分解過程并計(jì)算枯落物分解速率，該方法極大地促進(jìn)了枯落物研究的發(fā)展.然而，隨著相關(guān)研究機(jī)制的不斷深入，傳統(tǒng)分解袋法受限于不同生態(tài)系統(tǒng)的植被類型及枯落物質(zhì)量差異，導(dǎo)致很難系統(tǒng)研究枯落物分解的影響機(jī)制^[12].因此，Keuskamp等^[38]提出了茶包指數(shù)（Tea Bag Index），通過使用標(biāo)準(zhǔn)化物質(zhì)，消除因枯落物數(shù)量和質(zhì)量差異導(dǎo)致的機(jī)制偏差.當(dāng)前，該技術(shù)已逐漸用于全球各地濕地枯落物分解的影響機(jī)制研究^[39-42].

3.5 核心關(guān)鍵詞及時(shí)序特征分析

CiteSpace核心關(guān)鍵詞能夠進(jìn)一步有效地分析過去、現(xiàn)在以及未來該領(lǐng)域研究的發(fā)展動(dòng)態(tài).如圖5所示，剔除意思相近的關(guān)鍵詞之后，與枯落物分解高度相關(guān)的關(guān)鍵詞還剩下“climate change”“quality”“rate”“carbon”“nitrogen”“organic matter”“vegetation”“salt marsh”.這表明濕地枯落物分解研究大部分集中在鹽沼（salt marsh）生態(tài)系統(tǒng)，主要關(guān)注點(diǎn)為枯落物分解速率、植被類型，以及與土壤碳、氮和有機(jī)質(zhì)的關(guān)系.

在核心關(guān)鍵詞基礎(chǔ)上進(jìn)行突現(xiàn)詞分析，突現(xiàn)強(qiáng)度可反映對象的連接強(qiáng)度，能夠進(jìn)一步準(zhǔn)確把握濕地枯落物分解研究在不同時(shí)間段的前沿?zé)狳c(diǎn).由表2可知，前期濕地枯落物研究分布在沼澤地區(qū)，這與文獻(xiàn)共被引主題聚類結(jié)果相符（圖4和表1）.在研究中期，分解袋法的運(yùn)用促進(jìn)了枯落物分解的發(fā)展，使更多研究開始關(guān)注枯落物自身質(zhì)量和數(shù)量的影響.從2017年起，濕地枯落物分解研究則重點(diǎn)關(guān)注“coastal wetland”“sea-level rise”“water table”和“organic carbon”.這說明在全球氣候變化下，現(xiàn)有研究主要關(guān)注海平面上升對濕地枯落物分解的影響，并探討該影響下枯落物分解與土壤碳之間的關(guān)系.

4 結(jié)論

4.1 濕地枯落物分解過程

濕地枯落物分解研究已初步明晰并大致分為3個(gè)相互作用過程：1） 非生物因素（如水分和溫度等）對可溶性有機(jī)化合物的淋洗，該過程主要將枯落物中的礦質(zhì)離子和小的水溶性有機(jī)化合物通過淋溶作用進(jìn)入土壤.2） 土壤動(dòng)物的物理破碎過程，改變枯落物的組織結(jié)構(gòu).3） 微生物分解代謝.微生物群落結(jié)構(gòu)、微生物活性及相關(guān)土壤酶類將枯落物中復(fù)雜有機(jī)化合物或難分解的物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為簡單有機(jī)化合物^[10].通常情況下1）和2）屬于物理作用過程，3）屬于生物作用過程.

4.2 濕地枯落物分解影響機(jī)制

土壤胞外酶活性是影響濕地枯落物分解的重要初始限制性因子之一.土壤碳獲取酶（如β-葡萄糖苷酶）、氮獲取酶（如亮氨酸-氨態(tài)酶和幾丁質(zhì)酶等）、磷酸酶和酚氧化酶活性等與濕地枯落物分解關(guān)系密切.一方面，土壤胞外酶活性的高低與土壤養(yǎng)分循環(huán)有關(guān)，可用于評價(jià)土壤碳、氮和磷的生物轉(zhuǎn)化方向與強(qiáng)度^[43-45].另一方面，酚氧化酶活性與土壤氧化還原能力呈正相關(guān)關(guān)系^[46].較高的酚氧化酶活性會(huì)抑制纖維素和糖類水解酶活性，間接參與枯落物分解，該現(xiàn)象也被稱為“酶栓”理論^[47].該過程與枯落物分解一樣均受到眾多非生物因素和生物因素的影響.

非生物因素，如溫度、水分、氧化還原狀況等，可直接刺激或抑制濕地枯落物分解.Kirwan等^[48]通過最佳曲線關(guān)系解釋土壤性質(zhì)與枯落物分解的關(guān)系，在一定范圍的溫度或水分上升能夠刺激土壤微生物活性，促進(jìn)枯落物分解;反之，過高溫度或水分會(huì)影響土壤氧化還原能力，抑制土壤微生物活性，降低枯落物分解.此外，在研究土壤物理保護(hù)作用中，土壤鐵的絡(luò)合作用或離子價(jià)態(tài)變化的作用影響大于傳統(tǒng)土壤因素.鐵形態(tài)的轉(zhuǎn)化對土壤酚氧化酶活性變化起主導(dǎo)作用，當(dāng)土壤水分發(fā)生改變時(shí)，進(jìn)入土壤的氧氣使大量的亞鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，而高濃度的三價(jià)鐵離子會(huì)使酚氧化酶活性降低，造成酚類化合物積累，抑制水解酶活性和降低枯落物分解速率.因這種機(jī)制與“酶栓”不同，也被稱為“鐵門（Iron gate）”機(jī)制^[49-50].

生物因素，包括植物群落結(jié)構(gòu)、植物功能性狀和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，均可能影響枯落物分解.首先，不同植物群落結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致枯落物數(shù)量和質(zhì)量差異^[51-52].此外，外界環(huán)境變化下植物種間變異或適應(yīng)性變化也是影響枯落物分解的潛在因子^[53-57].其次，植物的“激發(fā)效應(yīng)”，通過影響根系泌氧和根系分泌物等，間接刺激或抑制土壤微生物活性和枯落物分解速率^[58-59].然而，當(dāng)前對“激發(fā)效應(yīng)”的影響仍存在正或負(fù)效應(yīng)的爭議;正向反饋是通過植物根系生長和分泌的簡單有機(jī)化合物能夠提高土壤微生物活性，加速枯落物分解.負(fù)向反饋則是土壤養(yǎng)分含量較高，降低植物功能性狀和微生物活性，從而抑制枯落物分解，這也進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了植物-微生物相互作用對枯落物分解的影響^[60-61].最后，研究發(fā)現(xiàn)土壤微生物殘?bào)w對枯落物分解的影響大于微生物生理特性^[62]，并通過介導(dǎo)植物輸入與土壤有機(jī)碳庫的轉(zhuǎn)移，來影響枯落物分解速率，但當(dāng)前相關(guān)作用機(jī)制仍待進(jìn)一步研究.

4.3 濕地枯落物分解研究方法

由于枯落物分解受到各種非生物因素和生物因素的影響，導(dǎo)致科研工作者在某一段時(shí)間內(nèi)確定枯落物分解速率指標(biāo)十分困難^{[8，12，63]}.因此，歸納總結(jié)濕地枯落物分解研究方法的優(yōu)劣，對后續(xù)深入探討濕地枯落物分解過程及影響機(jī)制具有重要意義.現(xiàn)有枯落物分解研究方法主要包括：

1） 質(zhì)量平衡法.

質(zhì)量平衡法是在枯落物質(zhì)量保持總量動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，每年枯落物額外損失量即為枯落物分解速率（decomposition rate，k）^[63].計(jì)算枯落物分解速率需要收集2個(gè)變量，即枯落物總量和碎屑枯落物質(zhì)量，其中枯落物總量由研究點(diǎn)位隨機(jī)布設(shè)的枯落物捕獲網(wǎng)獲得^[64].碎屑枯落物質(zhì)量則是收集地上被分解的枯落物碎屑并經(jīng)烘干后獲得，該方法通常應(yīng)用在濕地木本植物.然而，該方法并不能用于禾本科和樹齡較短的木本生態(tài)系統(tǒng)，并且該方法主要依賴當(dāng)?shù)卦参锏蚵湮铮⒉荒芊从撤纸馑俾逝c溫度和水分的關(guān)系.

2） 分解袋法.

分解袋法被廣泛用于土壤表層的枯落物分解研究，將裝有植物葉片的尼龍網(wǎng)袋放入土壤表層，通過稱重實(shí)驗(yàn)前后網(wǎng)袋內(nèi)植物損失量，計(jì)算枯落物分解速率^{[12，37]}.該方法能最大程度模擬自然分解狀態(tài)，但耗時(shí)較長且受到植物自身屬性影響，僅能反映較小尺度的分解狀況.

3） 室內(nèi)分解培養(yǎng)法.

室內(nèi)分解培養(yǎng)法在室內(nèi)可控條件下進(jìn)行，應(yīng)避免自然環(huán)境下各因素間相互作用的不可控性，且可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)不同的枯落物分解實(shí)驗(yàn)，并在短期內(nèi)計(jì)算出分解速率.該方法時(shí)間周期短，但研究數(shù)據(jù)均為控制性結(jié)果，不能真實(shí)反映自然環(huán)境狀況^[63].

4） 茶包指數(shù).

為了消除因枯落物自身數(shù)量和質(zhì)量差異導(dǎo)致的機(jī)制偏差，Keuskamp等^[38]提出了“茶包指數(shù)”，采用2種不同分解性質(zhì)的茶包（難降解紅茶和易降解綠茶），通過記錄單位時(shí)間內(nèi)2種茶包的凈損失量，構(gòu)建分解曲線計(jì)算枯落物的分解速率常數(shù)（k）和穩(wěn)定因子（S），進(jìn)而評價(jià)枯落物的分解速率和穩(wěn)定轉(zhuǎn)化能力.我們也積極參與了該方法的完善和應(yīng)用，并將該方法運(yùn)用于歐洲濱海濕地和中國崇明島濕地的枯落物分解研究^[39，53].當(dāng)前，該方法因其簡便性、經(jīng)濟(jì)性和可重復(fù)性，已用于歐洲濕地碳循環(huán)機(jī)制研究^{[40，42，65-66]}.

5 研究展望

枯落物分解研究增強(qiáng)了對濕地生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分和碳循環(huán)的認(rèn)識(shí)，但如何進(jìn)一步探討生物和非生物因素對濕地枯落物分解的影響，還需要在研究方法和研究內(nèi)容上不斷更新和探索.綜上，未來濕地枯落物分解還應(yīng)關(guān)注以下幾方面.

1） 研究方法.

當(dāng)前大多濕地枯落物分解研究采用自制分解袋法，材料為研究區(qū)主要植物葉片，盡管該方法能反映濕地枯落物分解動(dòng)態(tài)和部分作用機(jī)制，但大多數(shù)原生植物因“主場優(yōu)勢效應(yīng)（home-field advantage）”^[67-69]，使研究結(jié)果僅限制在特定區(qū)域范圍，很難系統(tǒng)性或跨區(qū)域比較研究濕地枯落物分解機(jī)制.因此，亟需統(tǒng)一枯落物分解試驗(yàn)研究方法，采用標(biāo)準(zhǔn)化材料，并結(jié)合本地枯落物分解袋實(shí)驗(yàn)比較，進(jìn)行不同區(qū)域、不同氣候條件、不同影響因素的比較分析試驗(yàn)，形成全球化枯落物分解比較研究，更有利于深入探討枯落物內(nèi)在分解機(jī)制.同時(shí)，當(dāng)前研究多以野外短期試驗(yàn)或室內(nèi)模擬培養(yǎng)試驗(yàn)為主，周期較短，時(shí)間跨度多為1～6個(gè)月，這些研究雖然反映早期植物枯落物中易分解態(tài)化合物的分解狀態(tài)，但枯落物中的難分解化合物，由于分解時(shí)間較長且過程較為復(fù)雜，仍需通過長時(shí)間的動(dòng)態(tài)研究來進(jìn)一步探討和完善^{[10，12]}.因此，為了闡明枯落物分解中易分解和難分解化合物的分解狀態(tài)，未來應(yīng)加強(qiáng)野外長期定位研究，同時(shí)配合室內(nèi)模擬試驗(yàn)，探討濕地枯落物分解的動(dòng)態(tài)規(guī)律.

2） 研究機(jī)制.

當(dāng)前對于植物（植物群落結(jié)構(gòu)和植物功能性狀）、土壤（土壤物理化學(xué)性質(zhì)）和微生物（微生物群落結(jié)構(gòu)和土壤酶活性）等如何影響濕地枯落物分解已取得初步進(jìn)展，但隨著相關(guān)機(jī)制研究的不斷深入，植物-土壤（礦物）-微生物間復(fù)雜的相互作用被認(rèn)為是顯著影響枯落物分解的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制，例如植物-微生物共生和競爭機(jī)制^[70-71]、植物根際-土壤酶活性、土壤礦物-微生物^[50，72]等.因此，未來研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注各因子間相互作用對濕地枯落物分解的影響，同時(shí)加強(qiáng)植物-土壤-微生物過程的定量分析.

此外，多學(xué)科交叉是濕地枯落物分解研究的最基本特征之一，隨著與濕地枯落物分解相關(guān)的影響因素的不斷挖掘，探討核心調(diào)控機(jī)制是當(dāng)前濕地枯落物分解的關(guān)鍵問題之一.因此，新興技術(shù)和分析手段，例如，新興技術(shù)上：微生物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性同位素核酸探針技術(shù)（SIP-DNA）可用于微生物作用的定量和動(dòng)態(tài)研究;植物根系形態(tài)可采用CT計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，獲得可視化的根系形態(tài)特征;同位素元素示蹤技術(shù)，也可用于研究枯落物-土壤-微生物的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化研究.此外，如偏相關(guān)分析、結(jié)構(gòu)方程乃至數(shù)據(jù)模型擬合（貝葉斯建模和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等），則需要更多地應(yīng)用到濕地枯落物分解研究當(dāng)中，為進(jìn)一步了解和量化濕地枯落物分解的關(guān)鍵影響因子和生態(tài)過程的研究提供有利支撐.

3） 研究趨勢.

現(xiàn)有研究對濕地土壤碳固定機(jī)制和穩(wěn)定性有了初步認(rèn)識(shí)，并且植物枯落物和微生物殘?bào)w均與土壤碳穩(wěn)定性關(guān)系密切.然而，近幾年研究大多關(guān)注微生物殘?bào)w對土壤碳穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)，卻忽視了枯落物分解對土壤碳固定的影響.同時(shí)，最新研究揭示植物枯落物與微生物殘?bào)w在土壤碳穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)上存在重疊，即植物枯落物和微生物殘?bào)w在產(chǎn)生胞外分解產(chǎn)物的過程中相互影響，從而凸顯了當(dāng)前對枯落物定量結(jié)果研究的不足和不確定性^[73].因此，未來研究應(yīng)亟需加強(qiáng)以植物枯落物分解機(jī)制為切入點(diǎn)的研究，從研究方法和研究機(jī)制上，探討濕地枯落物-微生物殘?bào)w-土壤碳穩(wěn)定性三者的貢獻(xiàn)關(guān)系，從而提供植物和微生物來源的碳量化精準(zhǔn)度，為明晰和完善濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究提供理論指導(dǎo).

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A Synthesis of the Litter Breakdown in Wetlands Based on CiteSpace

TANG Hao^1，2， LIU Weijia³， TANG Biao⁴， YE Qinxin³，

TANG Xiaoyan^1，2， LI Kun⁵， DU Lei¹， SHU Xiangyang¹

（1. Key Laboratory of Land Resources Evaluation and Monitoring in Southwest for Ministry of Education， Sichuan Normal University， Chengdu 610066， Sichuan;

2. Faculty of Geography Resource Sciences， Sichuan Normal University， Chengdu 610101， Sichuan;

3. Chengdu Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Chengdu 611130， Sichuan;

4. Sichuan Provincial Farmland Quality and Fertilizer Work Station， Chengdu 610041， Sichuan;

5. Sichuan Academy of Forestry， Chengdu 610081， Sichuan）

Litter breakdown is one of the key factors that control the nutrient cycle and global climate change in wetland ecosystems. To understand the research advances and hotspots about litter breakdown in wetlands， we utilized the bibliometrics software， named as CiteSpace， to visualize the searched results and further systematically summarize the research progress （i.e. decomposition processes， mechanisms， and methods） about litter breakdown based on Web of Science. Our results showed that studies about litter breakdown had three developmental stages， slow-stable-rapid growth， and the key research included plant composition diversity， microbial mechanism， litter quality， global climate change， and the carbon cycle. More importantly， litter breakdown is affected by several biotic and abiotic factors， soil microbial community and its related soil enzyme activity is the initial limiting factor influencing litter decomposition processes. The methods to estimate the litter breakdown are usually used for laboratory incubation and litterbag technique. In conclusion， the research on litter breakdown in the wetland is still in the rapid development stage， and several factors， i.e. plant， soil， and microbes， had been discussed to affect litter breakdown. However， due to the methods through previous studies， a systematic understanding of the mechanism of litter breakdown is still not clear， especially the plant-soil-microbe interactions. Thus， future research needs to develop a standardized method to explore the interaction effects and try to provide an important theoretical basis for litter breakdown studies and carbon cycling in wetland ecosystems.

bibliometrics; wetland ecosystem; decomposition processes; global change; research advances; carbon sequestration; carbon cycle

（編輯 周 ?。?/p>