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。


华南植物园恢复生态学团队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 ha1 yr1和50kg N ha1 yr1氮沉降的截留率分别达到了52%和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。本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,本研究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上。本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的资助。论文链接:http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107733

图:林冠施氮和林下施氮对土壤线虫多样性的影响

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