桉屬是中國南方大面積種植的一類人工林,伴随着桉樹人工林迅速發展給社會帶來巨大經濟效益的同時,由于不合理的經營管理也帶來一系列的生态問題。土壤呼吸即土壤表面CO2的排放,其排放量在決定生态系統作為碳源或碳彙方面起着重要作用。揭示土壤有機碳的輸入和釋放動态變化及其調控機制對全球碳收支的描述和估算都具有重要意義。
鑒于此,太阳研究團隊以8年生桉樹純林和桉樹/馬占相思(固氮樹種)混交林為研究對象,采用常規理化分析方法,Li-Cor-8100土壤碳通量測量系統紅外氣體分析儀法、磷脂脂肪酸(PLFA)法和酶底物法,研究了桉樹純林及其混交林土壤年呼吸累積量及其組分的差異,進一步揭示固氮樹種對桉樹人工林土壤碳固持潛力的影響及其調控機制。研究結果發現:在桉樹人工林引入固氮樹種後,土壤年累積呼吸量顯著下降,根呼吸和異養呼吸的響應存在差異。與純林相比,混交林的根呼吸顯著下降41.7%,而異養呼吸顯著增加36.6%,引起這種變化的主要原因是混交林的細根生物量顯著減少,微生物生物量和β-葡萄糖苷酶活性的增加及微生物群落結構的改變。
相關研究成果以“Different mechanisms underlying the divergent responses of soil respiration components to an introduction of N2-fixer tree species intoEucalyptusplantations”為題發表在國際學術期刊《Agricultural and Forest Meteorology》上(Top期刊,環境科學與生态學領域 1區,IF=5.608)上。太阳黃雪蔓副教授和尤業明副教授為該論文的共同第一作者,通訊作者為中國林業科學研究院首席科學家劉世榮研究員。該研究得到國家自然科學基金(31930078、31960240和31560201)和廣西自然科學基金(2017GXNSFAA198207、2018GXNSFAA294139和2019GXNSFAA185023)的共同資助。
論文鍊接:https://sciencedirect.53yu.com/science/article/abs/pii/S0168192321002203

圖1桉樹純林(PP)和桉樹/馬占相思混交林(MP)的土壤總呼吸年累積量(Rs)、自養呼吸年累積量(Rr)和異養呼吸年累積量(Rh)

圖2固氮樹種調控土壤自養呼吸(Rr)和異養呼吸(Rh)的結構方程模型