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國際竹藤中心首次揭示毛竹擴張影響凋落物分解的土壤生物功能群調控機製

來源:資環所 作者:欒軍偉 發布時間:2020年11月13日 閱讀: 字體:【】 【

凋落物分解是生態係統中碳和養分循環的基礎,有關植物入侵對凋落物分解的影響通常通過葉片凋落物性狀差異來預測,並且普遍認為外來入侵物種分解更快並籍以促進入侵地養分循環從而有利於其進一步入侵,即“養分促進假說”(Nutrient facilitation hypothesis)。然而,植物入侵還可能影響分解者的活性或改變分解者的功能多樣性,從而改變凋落物分解,其機製尚不清楚。毛竹由於其克隆生長的特性在缺乏管理的情況下往往會向鄰近森林群落擴張,其對生態係統的負麵影響近來廣受詬病。不過,其是否像外來入侵物種對生態係統造成毀滅性打擊仍值得商榷。國際竹藤中心竹林生態係統結構與功能研究團隊在全國範圍內存在毛竹擴張的7個地區建立84個觀測樣地,通過在受侵和未受侵群落開展凋落物分解實驗研究,同時考慮了土壤分解者功能群的貢獻及凋落物混合效應。研究結果表明隨著土壤分解者功能群多樣性的增加,尤其是大型土壤動物的存在,凋落物碳和氮的循環以及分解的氣候敏感性均相應增加,但分解者的氮利用效率降低。凋落物混合效應加速分解(9.5%)和氮素循環(28.9%),但不依賴於分解者功能多樣性。相反,被毛竹入侵的樣地分解速度減緩,分解者氮利用效率降低,但在排除了大型土壤動物的作用後,這種負效應則被逆轉,毛竹入侵降低了分解者尤其是大型土壤動物的氣候敏感性。上述結果表明分解者的功能多樣性能夠調節並很大程度上決定凋落物分解受植物入侵的影響。同時,上述現象不完全符合外來入侵物種的“養分促進假說”,意味著毛竹擴張從凋落物分解層麵或許難以像外來入侵物種那樣形成正反饋。在當前和未來氣候條件下,將分解者功能群(尤其是大型土壤動物)及其與凋落物性狀的交互效應納入相關模型,與以往基於植物功能性狀的框架相比,有利於更加可靠的預測植物入侵對生態係統功能的改變。研究同時強調了保護土壤動物多樣性對於生態係統健康發展的重要意義。

相關研究成果於2020年11月1日在線發表在生態學經典刊物Journal of Ecology(https://doi.org/10.1111/1365-2745.13548)。該項研究得到國家自然基金項目(No. 31670450, 31971461, 31760177),國家重點研發計劃項目(2018YFC0507301; 2018YFD060010402)和國際竹藤中心學科發展項目(1632018002; 1632018004;1632019006)等資助。

原文詳見:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1365-2745.13548?campaign=wolacceptedarticle

圖:竹林擴張對凋落物分解影響的土壤生物功能群調控機製