JoE | 枯落物叶片形状对降雨截留、径流和土壤保持的影响
原文信息
通讯作者：Pedro Henrique Medeiros Rajão
通讯单位：Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brazil
研究导读
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降雨期间，枯落物拦截调节地表径流，影响径流的产生和沉积物的运移。除了降雨特征外，枯落物重量、厚度、储排水特性对降雨拦截的影响也有较多研究。相比之下，人们对枯落物叶片性状的影响知之甚少，在此我们假设叶片性状会通过枯落物结构组合影响降雨拦截和水土保持。
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我们通过降雨模拟实验测定了径流和土壤流失。试验设定是根据 16 种共存的热带木本植物的枯落物层结构和水力特性来确定的，这些物种具有广泛的叶片形态特征。
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我们的结果表明，共存物种产生的枯落物在降水截留方面可能存在差异，从而影响径流和土壤流失。这是因为枯落物储水和排水存在重要的种间差异，而叶面积 (LA) 会对这些差异产生负面影响。叶片的拒水性对枯落物的水分储存有积极的影响。此外，LA还对凋落物层密度产生负面影响。枯枝落叶密度增加了径流，但减少了土壤流失，这可能是由于防止了降雨击溅侵蚀。
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这些结果可用于通过枯落物层的生态水文拦截来预测植物性状对土壤水平衡和土壤完整性保护的影响。下一步的研究是将我们的模型扩展到多物种枯落物层，并在不同生态系统的不同野外情景下验证和校准我们的模型。
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综合：我们揭示了叶片大小和水力特征对枯落物降雨拦截、径流和土壤流失的直接和间接影响。我们利用结构方程模型提出了一种新的枯落物-土壤生态水文模型，该模型可以作为预测生态系统功能的工具，并指导水土保持目标的管理和实施。
图文导读
Fig. 1. Ecohydrological model of rainwater interception by litter. Diagram shows a path model representing the hypothesis that leaf litter traits determine water runoff and erosion via shifts in litter layer hydraulic and structural properties. Red line, negative effects; blue line, positive effects.
Fig. 3. Structural equation model (SEM) showing the effects of leaf traits on structural and hydraulic properties and its consequences to runoff and soil loss (Fisher's C= 26.418; p-value = 0.654; df = 30).
Fig. 4. Relationships of leaf traits with litter hydraulic properties (litter storage (%) and time to start runoff [s]) and litter structural property (litter density [kg m−3]) with regression line when p< 0.05. LA: leaf area (cm2); Lrep: leaf water repellency (°); Lret: leaf water-droplet retention (°); WHC: leaf water-holding capacity (%); litter density: litter density (kg m−3); storage capacity: volume of litter water storage capacity (mm); time to start runoff (s).
文章信息：Pedro Henrique Medeiros Rajão, Matty P. Berg, Johannes H. C. Cornelissen, André Tavares Corrêa Dias (2023). The effects of leaf traits on litter rainfall interception with consequences for runoff and soil conservation. Journal of Ecology, early view https://doi.org/10.1111/1365-2745.14203. 识别下方二维码直达文章.
