我院黄志群研究员团队在植物多样性与生态系统功能研究方面取得系列进展

发布者:孙杰 发布时间:2022-06-30 浏览次数:23

进展一:

原始森林扰动后的演替方式是森林恢复最重要的策略之一。然而,对于森林生态系统的多功能性在自然森林演替过程中的响应,人们还知之甚少。团队利用时间序列分析了天然次生林和杉木人工林随演替时间的进行,其生态系统多功能性(包括营养循环、碳储量、水分调节、分解、木材生产和共生)的发展过程,并揭示了影响森林演替过程中生态系统多功能性变化的关键因素。结果发现:(1)随着演替阶段的增加,生态系统的多功能性逐渐增强;(2)微生物多样性比植物多样性和土壤性质更能解释生态系统多功能性的变化。结果表明,自然森林恢复对生态系统的多功能性具有重要的促进作用,土壤微生物多样性对维持生态系统功能和健康具有重要意义。研究结果以“Microbial diversity regulates ecosystem multifunctionality during natural secondary succession”为题,施秀珍研究员为第一作者,黄志群研究员为通讯作者发表在国际著名生态学期刊Journal of Applied Ecology上。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2664.14015


进展二:

水利用效率(WUE)对全球水和碳循环至关重要。然而,森林中树木多样性的增加是否会增加WUE仍不清楚。团队通过在福建龙岩建立的“全球变化背景下树种多样性、功能特性与生态系统功能实验平台”开展了森林树种多样性试验,以杉木为研究对象,研究邻居树种多样性对杉木叶片水分利用效率的影响。研究发现:(1)目标树叶片水分利用效率随比根长和叶片氮含量的差异而增加;(2)在遮荫程度较强的邻域下,正的邻居差异效应对叶片水分利用效率的影响更强;(3)叶面磷含量随邻居树比根长的差异性增加而增加。但邻居树性状差异性和物种丰富度对叶片δ18O均无显著影响;(4)邻居树种比根长的差异性通过增加叶片磷浓度间接地提高了目标树叶片的水分利用效率和生长。研究结果表明,邻居水平上的树种功能多样性具有控制森林水分和养分循环的基本能力。研究结果以 “Functionally dissimilar neighbours increase tree water use efficiency through enhancement of leaf phosphorus concentration”为题,黄志群研究员为第一和通讯作者发表在国际著名生态学期刊Journal of Ecology上。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2745.13941


进展三:

植物多样性与土壤微生物群落之间的相互作用是维持生态系统多种功能的关键。然而,植物多样性对土壤微生物生物量和群落组成的影响机制尚不清楚。团队在福建龙岩的树种多样性-生态系统功能实验平台,通过功能性状多样性和群落加权性状均值来探讨树种丰富度对土壤微生物生物量和群落组成的影响。研究发现:(1)树种丰富度的增加会降低土壤总微生物总生物量,其中在具有较低根系氮功能多样性或资源保守性状(即叶片干物质含量较高)的幼林中减少更为明显;(2)树木物种丰富度的增加降低了革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的生物量比值,,真菌/细菌比随群落加权的叶片氮含量和干物质含量均值的增加而显著降低。结果表明,植物群落植物功能性状的多样性和群落加权性状均值共同驱动了土壤微生物生物量和群落组成的变化,并对其提供的生态系统功能和服务进行长期反馈。研究结果以“Functional trait variation and community-weighted means of tree traits can alter soil microbial biomass and community composition”为题,万晓华高级实验师为第一作者,黄志群研究员为通讯作者发表在国际著名土壤学期刊Soil Biology and Biochemistry上。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071722001729


进展四:

土壤微生物生物量是土壤有机质的活性组分。土壤微生物生物量虽然仅占有机碳总量的5%,但却是土壤肥力和生态系统生产力的重要指标。已有研究描述了全球范围内土壤微生物生物量的格局和驱动因素,但对全球范围内细菌和真菌生物量的格局和控制因素以及真菌细菌比的研究较少。通过对全球404项研究发表的577个站点的4472项观测数据进行综合分析,发现:(1)在自然系统中,土壤总微生物生物量以及细菌和真菌生物量在冻土带和北方针叶林同时达到峰值,在沙漠中最低;(2)集约化土地利用减少了土壤总微生物生物量以及细菌和真菌生物量;(3)土壤有机碳是细菌和真菌生物量全球分布模式的重要驱动因子(4)全球尺度上,水分有效性通过促进土壤有机碳进而增加了土壤真菌和细菌生物量。相反,土壤总生物量、细菌和真菌生物量随年平均气温的升高而降低。集约化的土地利用也会间接影响土壤有机碳含量进而降低真细菌的生物量。研究表明,土壤水分有效性的降低和土地利用集约化会降低土壤微生物生物量以及真细菌比值,削弱其生态服务功能。研究成果以“Global soil microbial biomass decreases with aridity and land-use intensification”为题,万晓华高级实验师为第一作者,黄志群研究员为通讯作者发表在国际著名期刊Global Ecology Biogeography上。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。



原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/geb.13282

团队近两年还依托在福建龙岩建立的“全球变化背景下树种多样性、功能特性与生态系统功能实验平台”,发表11篇论文,包括 Plant and Soil (2 )Forest Ecology and Management (5 ), Journal of Cleaner Production (1 )Journal of advanced research (1 ),发表国内刊物如植物生态学报 (1 ),应用生态学报 (1 )