森林凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸及其同位素的影響

　　全球變化，比如大氣二氧化碳濃度上升、氣溫升高、氮沉降加劇等將會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力改變輸入到土壤中凋落物的數(shù)量和質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)土壤呼吸產(chǎn)生影響。然而目前，土壤呼吸對(duì)凋落物輸入改變的響應(yīng)還沒有完全被理解。

　　中國科學(xué)院武漢植物園土壤生態(tài)學(xué)課題組博士生吳君君在導(dǎo)師程曉莉的指導(dǎo)下，在湖北省丹江口庫區(qū)20年生柏樹人工林中開展了凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸及其同位素的影響研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)短期的凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸產(chǎn)生了顯著的影響：與對(duì)照相比，去除地上凋落物、去除根系和無凋落物輸入處理使土壤呼吸分別顯著降低了31.9%，20.5% 和37.2%；添加凋落物使土壤呼吸增加了9.1%，與對(duì)照相比差異不顯著，土壤呼吸易受到凋落物減少的影響，而對(duì)添加凋落物的響應(yīng)比較遲緩，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是去除地上凋落物或者去除根系顯著改變了土壤呼吸底物的質(zhì)量(土壤惰性碳比例上升)；同時(shí)，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，從而使土壤呼吸降低；而添加凋落物處理中，底物質(zhì)量、微生物群落結(jié)構(gòu)及呼吸熵都沒有顯著改變，因此土壤呼吸也沒有顯著變化。與對(duì)照相比，去除地上凋落物和無凋落物輸入處理使土壤呼吸同位素富集，添加凋落物使土壤呼吸同位素貧化；土壤呼吸同位素值與溫度和含水量都呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。該研究結(jié)果表明：凋落物輸入調(diào)控主要通過改變底物質(zhì)量和微生物群落結(jié)構(gòu)來影響土壤呼吸，通過改變土壤呼吸組分和土壤微氣候來影響土壤呼吸同位素。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金 (31470557, 31270550, 31130010)和中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)B(XDB15010200)的資助，相關(guān)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? 為題發(fā)表在國際期刊《應(yīng)用土壤生態(tài)學(xué)》（Applied Soil Ecology）上。

　　凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸及其同位素的影響