東北典型溫帶森林大型土壤動物呼吸對氣候暖化的回響

《東北典型溫帶森林大型土壤動物呼吸對氣候暖化的回響》是依託哈爾濱師範大學，由張利敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：東北典型溫帶森林大型土壤動物呼吸對氣候暖化的回響
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張利敏
• 依託單位：哈爾濱師範大學

項目摘要

本研究以生態系統碳循環為切入點，採用長期定位跟蹤實測和室內培養實驗相結合的方法，在東北林業大學帽兒山森林生態定位站，選擇水熱條件不同的森林生態系統，對大型土壤動物呼吸進行分離量化，同時對土壤動物群落結構進行研究，通過季節變化規律推斷土壤動物呼吸及群落結構多樣性對溫度變化的回響，同時選取不同溫度下優勢土壤動物類群進行實驗室培養，對排除其他因素影響下的土壤動物呼吸的溫度敏感性進行補充。通過大型土壤動物呼吸的溫度敏感性與群落結構隨溫度的變化之間的耦合關係，探究基於群落水平土壤動物呼吸隨溫度變化是否存在動態平衡，闡明土壤動物呼吸對氣候變暖的回響及適應機制，揭示其在生態系統碳收支中的貢獻，從生物學的角度分析土壤碳循環過程，為評價和預測氣候暖化對生態系統碳循環的影響提供實測數據和理論依據。

結題摘要

土壤呼吸及其組分的分離量化是估算生態系統碳收支的重要議題。土壤異養呼吸是土壤呼吸的重要組成部分，其呼吸強度的時空變化格局及其生物環境控制因子，是陸地生態系統碳循環研究中必不可少的內容。本研究於2012年和2013年生長季通過對紅松人工林、蒙古櫟林和硬闊葉林三種水熱條件不同的東北溫帶典型森林生態系統土壤異養呼吸及土壤動物、微生物群落結構多樣性的季節變化進行研究，分析呼吸與群落結構多樣性隨溫度變化的規律，並確定影響呼吸及群落結構的主要環境因子，探究呼吸與群落結構之間的相互關係。研究發現在帽兒山森林生態系統中，土壤10cm溫度（T10）顯著影響土壤呼吸（RS）和土壤異養呼吸（RH）（p < 0.001），RH 在很大程度上是RS 的優勢組成部分。土壤異養呼吸速率隨溫度升高而成下降趨勢。該變化趨勢與大型土壤動物個體數及類群數的變化基本一致。大型土壤動物優勢類群多度、多樣性及功能類群組成均隨季節變化顯著。經過相關分析得知，土壤異養呼吸的瞬時速率與大型土壤動物個體數與類群數顯著相關（p < 0.01）。可見，大型土壤動物群落結構隨溫度的變化對土壤碳通量有顯著影響。土壤動物群落結構變化與土壤養分（總有機碳、全氮、速效氮、速效鉀、可溶性碳和速效磷）密切相關，經CCA分析發現，不同土壤動物類群對土壤養分的回響不同。採用T-RFLP技術分析土壤微生物優勢類群及多樣性，結果表明土壤微生物多樣性及結構隨時間未發生顯著變化。