林学院博士生在全球变化与生物化学循环过程研究中取得新进展

2022-05-19 11:02:05作者:胡峻嶍 审稿:胡迅 来源:林学院 点击数:

  

大气氮沉降增加是全球变化最重要的特征之一,也是反映大气环境质量状况变化的重要指标,日益增加的大气氮沉降正深刻影响着陆地生态系统。土壤动物和微生物在生态系统养分循环特别是碳分解和形成过程扮演着重要角色。氮输入如何通过影响土壤动物和微生物,进而影响土壤生物介导的全球碳循环,目前对这些生态过程的认知尚不清楚。针对上述问题,林学院黄从德教授带领团队开展了一系列相关研究工作。

土壤动物群落具有广泛的生态系统功能,大气氮沉降通过改变土壤微环境和生物资源来影响土壤动物的结构和功能,但土壤动物对氮沉降的响应在全球尺度上尚未揭示。研究团队利用整合分析方法,评估了氮沉降对各类群土壤动物丰度的影响。研究揭示了氮沉降对线虫丰度的负面影响(图1)。该研究成果于近日发表于生态学期刊《Global Ecology and Biogeography》(IF:7.148),博士研究生胡峻嶍为第一作者,黄从德教授为通讯作者,四川农业大学为通讯单位。

图1氮添加对土壤动物丰度的影响

土壤微生物残体作为土壤碳库的重要组成部分,对有机质的贡献能达到50%以上,然而其对大气氮沉降的响应仍不清楚。研究团队通过整合分析,揭示了大气氮沉降在全球范围对土壤微生物残体的影响(图2)。结果表明氮沉降增加了农业生态系统微生物残体(真菌和细菌残体)含量;对于森林生态系统,氮沉降仅增加了细菌残体含量。氮沉降可能通过促进土壤微生物残体积累进而增加土壤碳含量。该研究成果于2021年12月发表于土壤学期刊《Soil Biology and Biochemistry》(IF:7.609),博士研究生胡峻嶍为第一作者,黄从德教授为通讯作者,四川农业大学为通讯单位。

图2氮添加对氨基糖含量的影响

氮和磷控制着陆地生态系统中的生物地球化学循环。然而,氮和磷添加对凋落物分解生物途径的影响仍不清楚。基于碧峰峡亚热带常绿阔叶林建立的长期野外试验样地,研究团队开展了为期两年的凋落物分解试验,以检验氮和磷添加对凋落物生物分解途径的影响(图3)。结果表明磷添加可以提高分解过程中土壤节肢动物多样性、微生物生物量、蔗糖酶和纤维素酶活性,进而逆转氮添加对凋落物分解的抑制作用,并且强调了氮磷比在凋落物分解中的重要作用。该研究成果于2022年4月发表于环境学期刊《Science of The Total Environment》(IF:7.963),林学院博士研究生铁烈华(2017级)和胡峻嶍(2019级)为共同第一作者,黄从德教授为通讯作者,四川农业大学为通讯单位。

图3氮磷添加对凋落物分解的影响路径

以上成果均得到了国家和四川省以及学校“双支计划”等项目资助。

文章链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/geb.13528

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722022562

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721003746


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