凋落物分解是控制陸地生態(tài)系統(tǒng)中土壤碳氮循環(huán)的一個關鍵生態(tài)過程,以往研究大量集中在單一凋落物分解過程上。但是自然狀態(tài)下的陸地生態(tài)系統(tǒng)往往是多物種的混合,由此產(chǎn)生的混合凋落物分解可能會呈現(xiàn)出協(xié)同效應、拮抗效應或加和效應。因此,凋落物多樣性如何影響地下生態(tài)系統(tǒng)過程,尤其是土壤碳氮的生物地球化學循環(huán)過程,依然需要深入探討。中科院成都山地災害與環(huán)境研究所魯旭陽副研究員等以藏北具有代表性的紫花針茅—青藏苔草半干旱高寒草原土壤為研究對象,通過四種典型物種凋落物與土壤混合培養(yǎng)試驗,分析了不同凋落物組合下土壤碳氮變化規(guī)律。
研究發(fā)現(xiàn),混合凋落物會對土壤生物地球化學循環(huán)過程產(chǎn)生不同的影響,對CO2和N2O排放產(chǎn)生普遍的協(xié)同效應,但是對可溶性有機碳、總無機氮以及微生物量碳(MBC)等產(chǎn)生普遍的拮抗效應。該團隊利用凋落物的化學成分計算出了六種不同的化學多樣性指數(shù)。研究發(fā)現(xiàn),不同的化學多樣性指數(shù)與凋落物的混合效應之間均存在顯著的相關性,綜合多樣性指數(shù)和培養(yǎng)時間一起可以很好的預測凋落物的混合效應。
研究認為,混合凋落物對土壤生物地球化學循環(huán)過程的影響會受到環(huán)境因子的調節(jié),土壤水分條件是影響混合凋落物對土壤碳氮過程非加和效應的因子之一。具體表現(xiàn)在:水分含量的增加會放大混合凋落物對CO2排放的協(xié)同效應或者減弱對MBC的拮抗效應,但是會增強對可溶性有機碳以及可溶性有機氮的拮抗效應。
該研究得到了國家自然科學基金“高寒草地土壤有機質化學對土壤氮轉化的影響”(41671262)、“藏北高寒草原凋落物化學組成和多樣性對土壤氮轉化的影響”(41371267)和中國科學院山地表生過程與生態(tài)調控重點實驗室主任基金等項目的資助。相關成果發(fā)表在Soil Biology & Biochemistry上?! ?nbsp;
論文鏈接:1.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003807171830244X
2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003807171730202X
土壤水分條件對混合凋落物效應的影響