茶袋茶袋指数：一种收集整个生态系统中均匀分解数据的新颖方法

（本文内容来自文献 Tea Bag Index: a novel approach to collect uniform

decomposition data across ecosystems）

一．茶袋：一种新的标准分解底物

1.介绍

茶袋是一种创新的，易于操作的，稳定性高的，标准化的方法，使用市售茶包作为标准测试套件来收集有关分解速率和垫料稳定性的数据。通过使用两种具有对比分解性的茶，我们可以使用一次时间测量来构建分解曲线。所获取的茶袋指数（TBI）由描述分解率（k）和垃圾稳定因子（S）的两个参数组成。

茶袋编号如下：Lipton green tea 立顿绿茶EAN: 87 22700 05552 5）

Lipton rooibos tea 立顿南非有机红茶 (EAN: 87 22700 18843 8)

2.实验方法

●取一个全新的立顿绿茶包和一个全新的立顿Rooibos茶包
●在茶包白色标签部分做标记(黑色笔标记)，确保标记的持久性;
●为茶包称重，天平精确度至少到小数点两位(0.01) ，小数点后三位更佳;
●把茶包分别埋至8厘米深的土坑里，每个坑距离约15厘米，包标签留在外面;
●记下日期、土壤植被覆盖度(1-5打分，从无植被到全被植物覆盖)、人类活动影响(1-5打分，无人类影响到经常被人类影响)、植被种类和其他实验点的特征
●覆盖茶包约90天;
●取出茶包并清除周围的土壤，在干燥晴朗处风干茶包(或用70摄氏度的烘箱)，注意不要用水清洗茶包，因为这样会增加茶包重量的损失，导致实验误差;
●打开茶包，将包内茶叶小心取出，请不要损失任何包内茶叶;
●称量茶叶的重量(精确到0.01至0.001克) ;
●在网站www.teatime4science.org.上提交您的数据。

3.茶袋的组成成分以及实验室化验方法

使用顺序提取技术（Ryan，Melillo和Ricca 1990）对绿茶和路易波士茶的碳含量进行了分析。通过顺序萃取确定了四个部分：非极性萃取物（NPE），水溶性（WS），酸溶物（AS）和酸不溶物（AIS）。使用Soxhlet装置（二氯甲烷），然后用去离子水作为溶剂，连续萃取NPE（例如脂肪和蜡）和WS（例如简单糖和酚）馏分24小时。用硫酸（72％）提取AS（例如纤维素）级分。剩余的材料[AIS（例如，木质素）和灰分]在550℃下燃烧。可水解馏分H定义为NPE，WS和AS馏分的总和

可以看出，难分解物质以及不利于分解的参数（标红项目），红茶较绿茶高，而易分解的组分则是绿茶比较高。

室内实验曲线

在温度为15°C和25°C的温带森林土壤上的实验室培养中测得的如意宝和绿茶的相对剩余质量。将茶袋在有盖的盒子中在黑暗中孵育，在潮湿的土壤上覆盖饱和的沙子，并在孵育0、4、7、14、30、68和130天后回收（n = 6）。

如图可以看出分解时间设置的重要性。分解时间应足够长，使绿茶易分解部分分解完毕，便于计算a值与稳定系数S；同时应足够短，使红茶处在初期快速分解阶段，便于测量k值。

二．茶袋指数：更方便地估计分解速率与土壤C固定能力

在凋落物分解研究中，通常通过将重量损失拟合为分解速率常数为k的指数衰减函数来估算分解曲线。

等式1

wt：t时剩余质量分数

k：分解速率

a：易分解质量分数

这种假设的问题在于，随着时间的推移，难分解凋落物的比例增加，k随时间减小。通常把凋落物分解划分为两个时期，用K1和K2表示易降解和难降解凋落物组分的降解速率。

等式1’

绿茶的分解速率

在实验末期，绿茶由于其易分解性，已经完成其初期分解，则可以套用此公式得到a（绿）与k（绿）。

稳定系数S

在分解过程中，部分不稳定化合物变得稳定并且难降解，这种稳定取决于环境因素，并导致实际分解的组分a与可水解组分H发生偏差。稳定系数S可以对这种偏差进行度量。

等式2

根据等式1’，可算出S（绿）。

红茶的分解速率

对于难分解的红茶来说，90天的实验时间时间不足以让易分解部分分解完全。这时需要利用稳定因子S，对易分解部分质量分数a进行预估。

作者进行假设，即两种茶的S相等，也就是说，不稳定物质的环境稳定性S与可水解组分的相对大小和组成无关。为了测试所获得的结果在多大程度上与假设相符，在不发生可水解路易波香石材料稳定化的另一假设下重复了所有统计分析，此时S=0且a（绿） = H（绿）。所报告的关系均未在重要性或方向上发生任何变化，从而证明假设成立。

所以，我们可以通过S（绿）=S（红），求出a（红）与k（红）。

4.实验的最大时间

分解时间应足够长，使绿茶易分解部分分解完毕，便于计算a值与稳定系数S；同时应足够短，使红茶处在初期快速分解阶段，便于测量k值。

三．茶袋指数灵敏度测试

k值表示凋落物分解速率，S表示在此地区凋落物初期分解的最大值。

此实验表明，TBI分解参数对生态系统的特定差异很敏感，同时遵循全球范围一般气候趋势。虽然此数据集足以验证该方法，但需要更大的数据集来解开分解与环境因素之间关系的确切性质。因此，需要合作扩展数据集，从而获得强大的全球分解信息。