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成都山地所在高寒土壤碳氮转化机制研究中取得进展

2018-07-27 成都山地灾害与环境研究所
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  凋落物分解是控制陆地生态系统中土壤碳氮循环的一个关键生态过程,以往研究大量集中在单一凋落物分解过程上。但是自然状态下的陆地生态系统往往是多物种的混合,由此产生的混合凋落物分解可能会呈现出协同效应、拮抗效应或加和效应。因此,凋落物多样性如何影响地下生态系统过程,尤其是土壤碳氮的生物地球化学循环过程,依然需要深入探讨。中国科学院成都山地灾害与环境研究所副研究员鲁旭阳等以藏北具有代表性的紫花针茅青藏苔草半干旱高寒草原土壤为研究对象,通过四种典型物种凋落物与土壤混合培养试验,分析了不同凋落物组合下土壤碳氮变化规律。

  研究发现,混合凋落物会对土壤生物地球化学循环过程产生不同的影响,对CO2N2O排放产生普遍的协同效应,但是对可溶性有机碳、总无机氮以及微生物量碳(MBC)等产生普遍的拮抗效应。该团队利用凋落物的化学成分计算出了六种不同的化学多样性指数。研究发现,不同的化学多样性指数与凋落物的混合效应之间均存在显著的相关性,综合多样性指数和培养时间一起可以很好地预测凋落物的混合效应。

  研究认为,混合凋落物对土壤生物地球化学循环过程的影响会受到环境因子的调节,土壤水分条件是影响混合凋落物对土壤碳氮过程非加和效应的因子之一。具体表现在:水分含量的增加会放大混合凋落物对CO2排放的协同效应或者减弱对MBC的拮抗效应,但是会增强对可溶性有机碳以及可溶性有机氮的拮抗效应。

  该研究得到了国家自然科学基金“高寒草地土壤有机质化学对土壤氮转化的影响”(41671262)、“藏北高寒草原凋落物化学组成和多样性对土壤氮转化的影响”(41371267)和中科院山地表生过程与生态调控重点实验室主任基金等的资助。相关成果发表在Soil Biology & Biochemistry上。

 

土壤水分条件对混合凋落物效应的影响

打印 责任编辑:叶瑞优

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