标题:大别山站傅声雷教授团队最新研究成果分别在Global Change Biology和Soil Biology and Biochemistry上发表
成果一:
研究简介:
氮(N)沉降影响着对人类健康和福祉至关重要的生态系统功能。然而,对于这种情景下,森林土壤生态系统多功能性(SMF)的响应尚知之甚少。因此,研究团队依托位于河南信阳的“河南大别山森林生态系统国家野外科学观测研究站”的“林冠模拟N沉降”野外控制实验平台,通过在温带森林树冠上方和下方喷施硝酸铵溶液来模拟N沉降(图1),研究表明,林冠N沉降促进了SMF的表达,而林下N添加抑制了其表达(图2)。在林冠N添加处理中,SMF受真菌多样性调控,这主要是由于真菌对土壤酸化的强抗性和其自身高效资源利用特性(图3a-b和4a)。而在林下N添加处理中,SMF则受细菌多样性调控,这主要是由于细菌对干扰有着较强的恢复能力和其自身快速的周转能力(图3c-d和4b)。此外,稀有微生物群落可能在维持SMF方面发挥着更重要的作用(图5)。这项研究首次提供了N沉降增强温带森林SMF的证据,并丰富了对增强的N沉降影响森林生态系统的认识。考虑到两种N添加方法的不同结果,林冠N添加对土壤微生物多样性-多功能性关系的创新视角对于制定保护土壤微生物多样性和在增强的N沉降背景下进行可持续生态系统管理的政策至关重要。相关研究结果以“Canopy nitrogen deposition enhances soil ecosystem multifunctionality in a temperate forest”为题,发表于环境科学与生态学期刊Global Change Biology上。博士生杨安为论文第一作者,王洪涛副教授和傅声雷教授分别为论文的通讯作者,河南大学地理与环境学院为第一署名单位,该研究得到了国家自然科学基金重点项目的资助。
参考文献:
Yang, A., Zhu, D., Zhang, W., Shao, Y., Shi, Y., Liu, X., . . . Fu, S. (2024). Canopy nitrogen deposition enhances soil ecosystem multifunctionality in a temperate forest. Global Change Biology, 30(3), e17250. https://doi.org/10.1111/gcb.17250
图1研究区的地理位置及样地设计图
图2氮添加处理对平均SMF的影响
图3不同施氮方式下微生物多样性与平均SMF的相关性
图4不同氮添加方式下SMF的驱动机制
图5稀有微生物类群是SMF的重要预测因子
成果二:
研究简介:
氮(N)沉降和降水增加作为全球变化的主要组成部分,通过改变土壤微生物群落,对陆地生态系统碳氮循环产生深远影响。然而,增强的N沉降和增加的降水往往同时发生,其如何共同影响土壤微生物及其潜在机制仍知之甚少,尤其是在森林生态系统中。因此,研究团队依托位于河南信阳的“河南大别山森林生态系统国家野外科学观测研究站”的“林冠模拟N沉降和增雨”野外控制实验平台(图1),进行了一项长期的野外观测。通过在温带森林树冠上方添加N和/或水,来模拟N沉降和降水增加,结果表明,N添加导致细菌生物量减少,而真菌生物量增加,从而改变了土壤微生物群落结构。相反,降水增加并未显著影响土壤微生物群落。然而,当N沉降和降水增加同时发生时,真菌和细菌生物量均显著增加,导致土壤微生物群落结构发生变化(图2)。这些结果表明,在温带森林中,N沉降的影响可能受降水增加的调节。降水增加放大了氮沉降对土壤真菌的正面影响,但将其对细菌的影响从负面转变为正面。此外,结构方程模型表明土壤细菌受土壤氮素供应、土壤酸化以及凋落物质量的影响,而真菌受凋落物数量和土壤有机碳的调控(图3)。该研究提供了关于增强的N沉降和增加的降水共同有利于温带森林土壤微生物群落的关键证据。它突显了降水增加对减轻增强的N沉降对温带森林生态系统的负面影响的潜力,从而在全球变化情景下维持生态系统稳定性。
相关研究结果以“Chronic enhanced nitrogen deposition and elevated precipitation jointly benefit soil microbial community in a temperate forest”为题发表于农林科学期刊Soil Biology and Biochemistry上。博士生杨安为论文第一作者,傅声雷教授为论文的通讯作者,河南大学地理与环境学院为第一署名单位,该研究得到了国家自然科学基金重点项目的资助。
参考文献:
Yang, A., Song, B., Zhang, W., Zhang, T., Li, X., Wang, H., . . . Fu, S. (2024). Chronic enhanced nitrogen deposition and elevated precipitation jointly benefit soil microbial community in a temperate forest. Soil Biology and Biochemistry, 109397. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109397
图1研究区的地理位置及样地设计图
图2氮沉降(N)和/或增雨(W)处理对微生物群落变化率的影响
图3:氮(N)和/或水(W)添加对土壤微生物生物量以及微生物群落结构的影响机制