許多研究表明,木質(zhì)殘?bào)w分解速率在開放生境中要快于郁閉森林下,但其機(jī)制尚不明晰。相比于真菌,白蟻往往占據(jù)競爭優(yōu)勢。如果林冠密度的上升導(dǎo)致分解者優(yōu)勢類群由白蟻向真菌轉(zhuǎn)變,木質(zhì)殘?bào)w分解速率即隨之下降。為檢驗(yàn)該假說,本研究選擇了中歐合作亞熱帶森林生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(BEF-China)中兩個(gè)主實(shí)驗(yàn)樣地(A和B)的148個(gè)人工林樣方(控制了樹種豐富度和樹種組成)放置7個(gè)常見樹種的細(xì)枝,并測定木質(zhì)殘?bào)w的質(zhì)量損失率與分解者多度。同時(shí),在A樣地的40個(gè)樣方中調(diào)查了小氣候與捕食性螞蟻多樣性以探討林冠密度對(duì)分解者和分解速率的影響機(jī)制。
圖1 BEF-China主實(shí)驗(yàn)樣地的森林群落外貌(于明堅(jiān)攝)
結(jié)果表明,樹種豐富度與速生樹種比例的上升會(huì)促進(jìn)林冠密度的上升,進(jìn)而使林下小氣候變得濕潤涼爽,捕食性螞蟻多樣性逐漸增大,二者一同抑制白蟻多度、提升真菌多度。此外,白蟻促進(jìn)分解速率而真菌則抑制分解,表明白蟻是主要分解者。同時(shí),林冠密度僅在較為郁閉的A樣地中對(duì)分解速率有抑制作用,在較為開放的B樣地中則沒有明顯的抑制作用。本研究突出了林冠密度在郁閉的更新林中對(duì)細(xì)木質(zhì)殘?bào)w分解的抑制作用,并且該抑制作用是通過將分解者優(yōu)勢類群由強(qiáng)分解者轉(zhuǎn)變?yōu)槿醴纸庹叨鴮?shí)現(xiàn)的。本研究提示,郁閉森林對(duì)木質(zhì)殘?bào)w分解的抑制作用是重要的碳減排途徑之一。
圖2 林冠密度對(duì)木質(zhì)殘?bào)w分解的效應(yīng)(左圖)與在樣地之間的差別(右圖)
上述研究成果已發(fā)表在Ecosystems上。實(shí)驗(yàn)室博士研究生巫東豪為第一作者,于明堅(jiān)教授為通訊作者,浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為論文第一作者單位。
論文:
Wu, D., Staab, M. & Yu, M. Canopy Closure Retards Fine Wood Decomposition in Subtropical Regenerating Forests. Ecosystems (2021). https://doi.org/10.1007/s10021-021-00622-y
研究地點(diǎn)簡介:生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系(簡稱BEF)是生態(tài)學(xué)和生物多樣性領(lǐng)域的核心科學(xué)問題之一。為理清亞熱帶森林BEF的關(guān)系及其內(nèi)在機(jī)制,中國、德國、瑞士等國家的等多個(gè)國內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì),于2009年至2010年在江西省新崗山建了共約為50公頃的全球最大的森林BEF-China實(shí)驗(yàn)樣地,并在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Science上共同發(fā)表論文(http://science.sciencemag.org/content/362/6410/80)。其中中方由中國科學(xué)院植物研究所馬克平研究員牽頭,于明堅(jiān)教授為該平臺(tái)的順利建成做出了較大的貢獻(xiàn),也是該Science論文的共同作者。
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