凋落物分解是生態係統碳和養分循環的關鍵過程。氣候變化和人類活動幹擾等均造成植物群落組成改變,然而由此引起的凋落物組成改變以及土壤微生物改變如何影響分解過程尚不清楚。毛竹是中國鄉土竹種,由於其克隆生長特性,在缺乏管理的情況下向鄰近植物群落擴張,但由此引起的凋落物組成變化(如凋落物混合效應)與土壤微生物群落變化如何影響凋落物分解尚不明確,是否符合外來入侵植物對凋落物分解影響的養分促進假說也不清楚。
國際竹藤中心竹林生態係統結構與功能研究團隊在河南雞公山、浙江富陽、江西陡水湖三個地區開展了不同凋落物處理、不同竹林擴張程度下的凋落物分解實驗,探究竹林擴張對凋落物分解和微生物群落結構與功能的影響。研究發現竹林擴張對凋落物分解的影響是由凋落物混合效應與土壤微生物組成共同調控的,並發現新引入凋落物與本地微生物間在驅動凋落物分解時存在權衡機製(trade-off)(如下圖),意味著竹林擴張對分解的影響不完全符合養分促進假說,相關結果與該團隊前期的研究(Luan et al., Journal of Ecology 2021, 109(3): 1236-1249)並行不悖。該研究不僅提出了一種本地種引起的群落組成變化在影響分解過程中的新機製,而且為更準確預測植物群落組成變化引起的土壤碳和養分循環變化提供了新見解。
新引入凋落物與本地微生物間驅動凋落物分解的權衡機製示意圖
相關成果近期發表在生態學經典刊物Functional Ecology (原文詳見:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.13911)。2021年11月17日,Functional Ecologists (Functional Ecology官方博客) 以“Junwei Luan: accounting for bamboo effects in soil nutrient cycling”為題報道了文章背後的故事(鏈接:https://functionalecologists.com/2021/11/16/4602/)。
本研究由國際竹藤中心、中國林業科學研究院森環森保所、河南大學、江西理工大學等單位合作完成,得到國家自然科學基金項目(No. 31971461, 31930078, 31670450,31760177),十三五重點研發計劃項目(2018YFC0507301,2018YFD0600104),以及國際竹藤中心人才和團隊培育項目(1632018004,1632019006,1632021023)等資助。