土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分,全球每年由土壤呼吸释放的CO₂约为8×10¹⁶克,相当于燃烧化石燃料释放量的11倍。准确预测土壤呼吸对理解全球气候变化至关重要,但目前预测存在较大不确定性。地上和地下碳输入,尤其是可溶性有机碳,可能对土壤呼吸产生激发效应。针对这一问题,中国科学院西双版纳热带植物园土壤生态组的Douglas A. Schaefer副研究员等人在云南哀牢山国家级自然保护区开展了为期3年的研究。他们采用树干韧皮部环割(阻止根系向土壤分泌有机碳,但允许根系吸收水分和养分)、去除凋落物和切断根输入三种处理方式,改变土壤碳输入量,并研究各处理及其组合对土壤呼吸的影响,同时监测温度、土壤含水量等环境因子。结果表明:在所有处理中,温度与土壤呼吸速率呈正相关,但仅温度不足以全面预测哀牢山森林土壤呼吸速率;植物根输入对土壤呼吸影响不显著;值得注意的是,在植物根系完好的情况下,地上凋落物或其分解物质对土壤呼吸具有激发效应。然而,激发效应是由凋落物覆盖本身还是其分解产物引起,以及具体是哪些物质起作用,将成为土壤生态学领域的研究热点。
虽然其他地区(如波多黎各)已有类似报道,但激发效应在亚热带常绿阔叶林生态系统中属首次发现,为土壤生态学研究拓展了新方向。相关研究成果发表于《土壤生物学与生物化学》(Soil Biology and Biochemistry)。
Douglas A. Schaefer是版纳植物园全职科研人员、硕士生导师,主要研究方向为生物地球化学,尤其是碳循环。他曾研究白蚁、酸雨、大气沉降、河水、台风等与生命相关的生物地球化学转化过程。目前主要致力于哀牢山和西双版纳森林凋落物分解过程、影响因子、分解物空间分布及其对生态系统生物地球化学循环的影响。他正在招收硕士研究生或研究助理。(来源:中科院西双版纳热带植物园)
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