【摘 要】
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粗木质残体是森林生态系统碳库的重要组成部分,其碳储量占森林土壤表层总碳库的3-6%。粗木质残体分解导致的碳排放量占整个森林生态系统碳排放的将近10%。因此,粗木质残体分解在森林生态系统的碳循环中发挥着重要的作用。近年来气候变化背景下降水格局的改变严重影响了森林生态系统的碳循环,然而目前关于干旱对森林粗木质残体分解的影响及其调控机制的研究尚不深入。本研究以亚热带常绿阔叶林典型的优势树种为研究对象,选
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粗木质残体是森林生态系统碳库的重要组成部分,其碳储量占森林土壤表层总碳库的3-6%。粗木质残体分解导致的碳排放量占整个森林生态系统碳排放的将近10%。因此,粗木质残体分解在森林生态系统的碳循环中发挥着重要的作用。近年来气候变化背景下降水格局的改变严重影响了森林生态系统的碳循环,然而目前关于干旱对森林粗木质残体分解的影响及其调控机制的研究尚不深入。本研究以亚热带常绿阔叶林典型的优势树种为研究对象,选取三种裸子植物和三种被子植物,采用野外穿透雨隔离实验设置了对照、轻度干旱(35%隔离降雨)以及重度干旱(75%隔离降雨)的三个干旱梯度,在2016-2018年间通过测定不同树种粗木质残体的分解速率、环境因子、树种特性、微生物群落结构等指标,综合分析了在不同干旱胁迫下森林粗木质残体分解的调控机制。主要结果如下:(1)干旱显著抑制了各树种粗木质残体的分解,干旱强度越大,其影响越明显。不同树种类型的粗木质残体分解对干旱响应不同,轻度干旱使被子植物和裸子植物粗木质残体的平均分解速率分别降低了35.3%和24.6%,重度干旱使被子植物和裸子植物粗木质残体的平均分解速率分别降低了44.8%和39.4%,干旱对各树种粗木质残体分解的温度敏感性(Q10)没有显著影响(p>0.05),但是被子植物的Q10(1.75)低于裸子植物(1.93,p<0.05)。(2)森林粗木质残体分解在不同干旱胁迫下具有不同的调控机制。通径分析表明,在未发生干旱胁迫时,主要由粗木质残体的水分通过对粗木质残体细菌群落的正效应来影响粗木质残体的分解(通径系数=0.59)。干旱胁迫时,主要由粗木质残体的氮含量通过对真菌群落的正效应来影响粗木质残体的分解。其中,在轻度干旱条件下,真菌群落对粗木质残体分解正效应的通径系数为0.54,重度干旱条件下,真菌群落对粗木质残体分解正效应的通径系数高达0.81。表明随着干旱强度的增加,粗木质残体分解由细菌主导逐渐转变为由真菌主导。综上所述,我们的研究结果揭示了干旱胁迫对亚热带森林粗木质残体分解的影响在裸子植物和被子植物之间存在差异。森林粗木质残体分解在不同水分条件下存在不同的调控机制,干旱强度越大,真菌的调控效应越强,而细菌的调控效应越弱。在未来气候变化背景下,我们应该进一步研究微生物对粗木质残体分解的影响机制,以提高生态系统模型预测森林碳循环的精度。
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