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国际竹藤中心首次揭示毛竹扩张影响凋落物分解的土壤生物功能群调控机制

来源:资环所 作者:栾军伟 发布时间:2020年11月13日 阅读: 字体:【】 【

凋落物分解是生态系统中碳和养分循环的基础,有关植物入侵对凋落物分解的影响通常通过叶片凋落物性状差异来预测,并且普遍认为外来入侵物种分解更快并籍以促进入侵地养分循环从而有利于其进一步入侵,即“养分促进假说”(Nutrient facilitation hypothesis)。然而,植物入侵还可能影响分解者的活性或改变分解者的功能多样性,从而改变凋落物分解,其机制尚不清楚。毛竹由于其克隆生长的特性在缺乏管理的情况下往往会向邻近森林群落扩张,其对生态系统的负面影响近来广受诟病。不过,其是否像外来入侵物种对生态系统造成毁灭性打击仍值得商榷。国际竹藤中心竹林生态系统结构与功能研究团队在全国范围内存在毛竹扩张的7个地区建立84个观测样地,通过在受侵和未受侵群落开展凋落物分解实验研究,同时考虑了土壤分解者功能群的贡献及凋落物混合效应。研究结果表明随着土壤分解者功能群多样性的增加,尤其是大型土壤动物的存在,凋落物碳和氮的循环以及分解的气候敏感性均相应增加,但分解者的氮利用效率降低。凋落物混合效应加速分解(9.5%)和氮素循环(28.9%),但不依赖于分解者功能多样性。相反,被毛竹入侵的样地分解速度减缓,分解者氮利用效率降低,但在排除了大型土壤动物的作用后,这种负效应则被逆转,毛竹入侵降低了分解者尤其是大型土壤动物的气候敏感性。上述结果表明分解者的功能多样性能够调节并很大程度上决定凋落物分解受植物入侵的影响。同时,上述现象不完全符合外来入侵物种的“养分促进假说”,意味着毛竹扩张从凋落物分解层面或许难以像外来入侵物种那样形成正反馈。在当前和未来气候条件下,将分解者功能群(尤其是大型土壤动物)及其与凋落物性状的交互效应纳入相关模型,与以往基于植物功能性状的框架相比,有利于更加可靠的预测植物入侵对生态系统功能的改变。研究同时强调了保护土壤动物多样性对于生态系统健康发展的重要意义。

相关研究成果于2020年11月1日在线发表在生态学经典刊物Journal of Ecology(https://doi.org/10.1111/1365-2745.13548)。该项研究得到国家自然基金项目(No. 31670450, 31971461, 31760177),国家重点研发计划项目(2018YFC0507301; 2018YFD060010402)和国际竹藤中心学科发展项目(1632018002; 1632018004;1632019006)等资助。

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

图:竹林扩张对凋落物分解影响的土壤生物功能群调控机制