日前，中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所地下生態(tài)過程研究團(tuán)隊以我國人工林種植面積較大，菌根類型、生長速率、細(xì)根屬性等均有顯著差異的杉木，以及日本落葉松和水曲柳為研究對象，采用13C和15N示蹤技術(shù)，同時監(jiān)測了土壤有機(jī)碳、氮礦化作用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《新植物學(xué)家》上。
森林土壤有機(jī)質(zhì)礦化在減緩全球CO2濃度升高方面起著重要作用。根際激發(fā)效應(yīng)最高可使土壤有機(jī)質(zhì)分解速率加快近4倍，足以與溫度、水分相媲美。由此可見，根際激發(fā)效應(yīng)對陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳源—庫關(guān)系轉(zhuǎn)化、生物圈碳氮生物地球化學(xué)循環(huán)至關(guān)重要。
論文第一作者、團(tuán)隊博士陰黎明指出，植物種間競爭降低碳的激發(fā)效應(yīng)，并推測種間養(yǎng)分元素(尤其是氮)的互補(bǔ)性吸收與利用是造成這種現(xiàn)象的可能機(jī)制。但長期以來關(guān)于樹種種內(nèi)競爭對根際激發(fā)效應(yīng)的影響程度如何，是否存在種間差異尚不清晰。
研究發(fā)現(xiàn)，樹種能引起強(qiáng)烈的正激發(fā)效應(yīng)，最大可使土壤碳分解速率加快1.5倍，土壤氮的礦化速率加快4倍，并表現(xiàn)出明顯的種間差異。隨著碳激發(fā)效應(yīng)增加，總氮礦化和植物凈氮吸收增加，但凈氮礦化降低。種植密度的提高顯著降低了土壤碳、氮的激發(fā)效應(yīng)和植物氮吸收，且這種影響具有樹種特異性。
“微生物氮礦化是引起樹種正的激發(fā)效應(yīng)的主要原因，而樹種與微生物間氮競爭的加劇是造成激發(fā)效應(yīng)降低的機(jī)制之一。樹種種間差異在調(diào)節(jié)根際激發(fā)效應(yīng)的幅度、種內(nèi)競爭的抑制作用方面起到重要作用。”研究員王朋認(rèn)為，該研究為人工林種植密度的合理規(guī)劃、制定減排增匯政策提供了理論依據(jù)。
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