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森林凋落物输入调控对土壤呼吸及其同位素的影响

作者: 时间:2017-2-15 阅读次数:757

全球变化,比如大气二氧化碳浓度上升、气温升高、氮沉降加剧等将会引起生态系统生产力改变输入到土壤中凋落物的数量和质量,进而对土壤呼吸产生影响。然而目前,土壤呼吸对凋落物输入改变的响应还没有完全被理解。

中国科学院武汉植物园土壤生态学课题组博士生吴君君在导师程晓莉的指导下,在湖北省丹江口库区20年生柏树人工林中开展了凋落物输入调控对土壤呼吸及其同位素的影响研究,结果发现短期的凋落物输入调控对土壤呼吸产生了显著的影响:与对照相比,去除地上凋落物、去除根系和无凋落物输入处理使土壤呼吸分别显著降低了31.9%,20.5% 和37.2%;添加凋落物使土壤呼吸增加了9.1%,与对照相比差异不显著,土壤呼吸易受到凋落物减少的影响,而对添加凋落物的响应比较迟缓,产生这一现象的主要原因是去除地上凋落物或者去除根系显著改变了土壤呼吸底物的质量(土壤惰性碳比例上升);同时,去除地上凋落物或者去除根系使土壤真菌的比例上升,并且降低了土壤呼吸熵,从而使土壤呼吸降低;而添加凋落物处理中,底物质量、微生物群落结构及呼吸熵都没有显著改变,因此土壤呼吸也没有显著变化。与对照相比,去除地上凋落物和无凋落物输入处理使土壤呼吸同位素富集,添加凋落物使土壤呼吸同位素贫化;土壤呼吸同位素值与温度和含水量都呈现显著的负相关关系。该研究结果表明:凋落物输入调控主要通过改变底物质量和微生物群落结构来影响土壤呼吸,通过改变土壤呼吸组分和土壤微气候来影响土壤呼吸同位素。

该研究得到国家自然科学基金 (31470557, 31270550, 31130010)和中科院战略先导专项B(XDB15010200)的资助,相关研究成果以Does short-term litter input manipulation affect soil respiration and its carbon-isotopic signature in a coniferous forest ecosystem of central China? 为题发表在国际期刊《应用土壤生态学》(Applied Soil Ecology)上。

凋落物输入调控对土壤呼吸及其同位素的影响