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生态修复团队在灌木扩张影响湿地植物凋落物混合分解效应方面取得重要进展

时间:2020-09-02 09:12:34  作者:  点击:


凋落物分解是生态系统碳循环与养分周转的关键过程,在植被群落结构、植物生产力和土壤碳截获方面发挥着重要作用。多数自然生态系统中,植物多样性丰富,最终来自于多种植物的凋落物会聚集在一起分解。并且,大量研究表明,凋落物的混合分解往往呈现非加和效应,无法通过单独分解过程进行预测。近几十年以来,在全球变化和人类活动干扰背景下,温带草本湿地受到了灌木扩张的广泛影响。由于草本和灌木间凋落物特征的差异,这种优势种生活型的转变会改变凋落物质量,并增加群落水平上凋落物性状的异质性,从而对混合分解过程产生潜在影响,并最终影响到生态系统碳循环与养分周转。

近期,我院生态修复团队张新厚副教授与其研究小组以三江平原受灌木扩张影响的草本湿地为研究对象,探究了灌木扩张引起的凋落物输入特征变化对分解过程的影响。研究表明,灌木叶片凋落物全氮、可溶性有机碳和可溶性氮浓度更高,从而有着相对草本凋落物更高的分解速率。凋落物混合分解效应随时间而变化,在经过182天的分解后,所有的凋落物组合均表现为加和效应,但随着分解的进行非加和效应逐渐占据优势。不过,灌木凋落物对混合分解的影响会随灌木种类而变化,崖柳(SF)叶片常常能够促进临近草本凋落物的分解,尤其是当崖柳叶片在凋落物组合中占据优势时,从而导致凋落物分解速率的协同效应。然而,柴桦(BF)叶片的影响却随分解时间、物种组成和物种比例而变化。在2年的分解期结束时,柴桦-小叶章(DA)组合表现为协同效应,而柴桦-修氏苔草(CS)组合表现为加和效应。本研究有助于预测温带草本湿地中物种组成变化对群落水平上凋落物分解的影响,进而揭示生态系统生物地化循环过程的响应规律。研究结果发表在土壤学研究领域主流刊物Plant and Soil,全文链接https://doi.org/10.1007/s11104-020-04536-x

凋落物的混合分解不仅仅局限在地上部分,不同植物的根系也会相互纠缠,并最终混合在一起分解。但是,目前针对该问题仅有较少的研究关注,尽管根系分解在生态系统碳循环和养分周转中常常发挥着比地上凋落物分解更为关键的作用。因此,本研究小组在以上研究的基础上,也关注了灌木扩张影响下细根的混合分解过程。研究表明,与小叶章相比,柴桦细根含量较高,但同时次级代谢物多酚和缩合单宁含量也较高。在经过1年的分解后,柴桦细根有着比小叶章细根及二者组合更高的矿化速率以及质量损失。值得注意的是,在柴桦细根占优势的柴桦细根-小叶章细根组合中,矿化速率和质量损失均表现为拮抗效应,但该效应并不存在于小叶章细根占优势的组合中。该研究表明,草本湿地中灌木丰度的增加会改变群落水平上的根系凋落物质量和混合分解效应,从而对细根分解产生重要影响。相关研究结果发表在湿地生态学领域刊物Wetlands Ecology and Management,全文链接https://doi.org/10.1007/s11273-019-09698-9



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