科研进展

华南植物园在南亚热带常绿阔叶林土壤碳循环研究获新进展

  

  中国科学院华南植物园鼎湖山站长期的观测数据和模型模拟皆表明,在过去三十年里,我国南亚热带区域降雨量年际间变化并不明显,但降雨频度和强度发生巨大的改变,相应地,该区域森林土壤湿度下降了36-41%(Zhou et al., 2011)。先前的研究表明,南亚热带成熟森林土壤可以持续积累有机碳(Zhou et al., 2006),虽然对此现象进行了初步的探讨,但其机理仍不清楚。土壤湿度的明显降低意味着土壤CO2排放会下降,在一定程度上可能促进了土壤有机碳的积累。是否当前该区域降雨频度和强度的剧烈变化也影响了土壤CO2排放,还鲜有直接的实验证据支持。

  华南植物园鼎湖山站生态系统化学计量研究组邓琦研究员等,以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,针对该区域降雨的长期变化趋势,开展了野外降雨频度控制实验,首次发现增加降雨频度(降雨次数增加但年降雨量不变)显著加快土壤CO2排放,而干旱处理(减少50%年降雨量)对土壤CO2排放影响不大,主要减少了凋落物分解过程中直接排放的CO2。进一步通过凋落物处理发现增加降雨频度主要是通过加快凋落物分解速率,导致更多极易分解的凋落物淋溶有机碳进入土壤,从而刺激微生物活性和加快土壤碳损失。通过人工模拟降雨的手段,发现降雨过程中凋落物淋溶有机碳浓度变化较其总量的输入起着更为决定的作用,从而改变微生物群落组成。该研究不仅为探讨该区域“成熟林土壤可持续积累碳”驱动因子提供了新的思路和科学依据,而且从机制上认识了凋落物淋溶有机碳可能是理解土壤碳循环对全球变化响应的关键过程之一。

  相关研究成果已近期分别发表在国际学术期刊Soil Biology & Biochemistry 和Scientific Reports上。

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.02.023 

  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-017-06345-2 

图:降雨变化对土壤CO2排放潜在影响的概念模型