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常青等:《Soil Biology and Biochemistry》光可利用率对温带森林树木根际激发效应的调控作用

发布时间:2020-08-18 14:42

植物通过根际激发效应可能加快或减慢土壤原有有机碳的分解。在森林生态系统中,林窗形成引起的光可利用率的变化强烈地影响小树的生长以及土壤根际微生物的活性。然而,森林小树的根际激发效应对光利用率的响应及其驱动机制仍不明确。

基于此,生物地球化学组采用13C天然示踪法,通过野外盆栽实验进行为期4个月的遮阴处理,分析了遮阴对两个温带森林优势物种(耐阴物种色木槭和喜光物种蒙古栎)根际激发效应的影响。结果表明,遮阴可以通过影响植物的光合速率、土壤温度和水分显著地改变根际微生物生物量和酶的活性,最终影响根际激发效应和土壤有机质的分解,并且这种影响不依赖于树种类型。在自然光条件下,根际激发普遍表现为负激发效应,而在遮阴条件下,表现为更多地向正向改变(图1)。植物和微生物的氮竞争可解释根际的负激发效应。遮阴下碳获取酶的活性提升,植物光合速率的降低以及土壤含水量的升高可能共同降低了根际负激发效应(图2)。该研究同时也强调了分析土壤微生物生物量和酶的活性在研究根际激发效应对遮阴或其他环境变化的响应机制时的重要性。

研究成果以Light availability controls rhizosphere priming effect of temperate forest trees为题,发表在Soil Biology and Biochemistry上。常青和曲桂芳为共同第一作者,白娥教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金和国家青年拔尖人才计划的支持。

1.2015年试验期间根际激发效应的时间动态(a)和平均值(平均值±SE,b)。


2.结构方程模型揭示了遮阴导致的土壤体积含水量、土壤温度、叶片光合速率、微生物生物量碳和碳获取酶的活性的变化对根际激发作用的影响。

 

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107895