科研进展

华南植物园揭示氮沉降背景下森林土壤生物群落组成的维持机制

  

  氮沉降对森林生态系统群落组成具有显著影响,而传统模拟氮沉降研究一般基于林下直接施氮,忽略了林冠过程的截留作用。考虑到林冠可以截留和利用相当一部分氮素(例如叶片可以直接吸收利用氮素),从而改变植物对土壤食物网的资源输入,将对直接利用凋落物和根系分泌物的土壤生物群落产生影响。土壤生物群落是陆地生态系统重要的分解者,参与维持森林生态系统的结构和功能。因此,在全球氮沉降增加的背景下,研究林冠过程如何影响土壤生物群落组成具有重要的意义。 

  中科院华南植物园恢复生态学团队(PI:刘占锋研究员)利用河南鸡公山林冠氮沉降平台,系统研究了林冠施氮和林下施氮在两种施氮浓度下对穿透雨、植物资源输入、土壤理化性质和土壤生物群落组成影响。发现林冠对25kg N ha-1 yr-150kg N ha-1 yr-1氮沉降的截留率分别达到了52%44%;传统林下施氮对土壤线虫数量和多样性产生了明显的抑制作用,而林冠施氮对土壤线虫群落未产生明显影响。研究表明林冠在维持森林土壤生物群落方面发挥重要作用,这对于揭示全球变化背景下生物多样性的维持机制具有重要意义。此外,该研究还量化了自然状态下林冠对氮沉降(湿沉降)的截留效应,为以后的氮沉降研究提供了新思路。 

  相关研究结果已发表在国际土壤学主流期刊Soil Biology & Biochemistry(《土壤生物学与生物化学》)上。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市科技计划和中国科学院青年创新促进会优秀会员等项目资助。

  论文链接:http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107733 

  

图1. 氮沉降背景下森林土壤生物群落组成的维持机制

 

图2. 林冠施氮和林下施氮对土壤线虫多样性的影响