高氮负荷森林生态系统对大气氮沉降降低的响应研究进展

大气氮沉降对全球生物多样性和生态系统功能构成严重威胁。过去50多年,由于减排措施的实施,欧美国家率先出现大面积区域的氮沉降降低,中国从2010年开始趋于稳定,氮沉降的未来变化趋势可能因全球各地而异。本研究采用文献检索方法和综合分析方法,综述了国内外氮沉降恢复的方法,分析了森林生态系统土壤(酸化和溶液化学)、结构(植被-微生物多样性)与功能(生产力和碳吸存)对氮沉降降低的响应。随着氮沉降的降低,植被物种组成、土壤微生物群落和土壤过程可能恢复缓慢,而一些土壤参数(如pH、硝酸盐和铵浓度等)对氮输入减少的响应相对较快。当氮沉降降低时,可在某种程度上减轻土壤酸化,促进树木生长,但也可能因环境氮沉降速率依然很高并保持土壤酸化,林木的活力仍在恶化。植被多样性的恢复可能存在恢复障碍并在短期内难以维持富营养化的恢复,但促进了贫营养型物种的增加。森林生态系统恢复响应对减排政策存在延迟,且氮沉降增加存在遗留效应,致恢复相当缓慢,但恢复只是时间问题。因此,高氮负荷生态系统的恢复是一个长期缓慢的过程,进一步加强减排尤为重要。

赣南红肉脐橙根际丛枝菌根真菌群落多样性研究

【目的】脐橙的养分与水分吸收对丛枝菌根真菌(AM真菌)的依赖度非常高,而AM真菌的群落结构和多样性决定着生态系统功能和脐橙产量。全国最大的脐橙主产区—江西省赣州市,被誉为“中国脐橙之乡”。但关于赣南脐橙根际土AM真菌的分子多样性研究较为欠缺,且是否存在地域差异尚需明确。研究野外红肉脐橙根际AM真菌群落特征,探究其地域差异,为研制脐橙高效促生AM真菌菌肥,促进脐橙产业的发展提供科学指导。【方法】在章贡区、会昌县和信丰县3个赣南脐橙主栽培区,采集红肉脐橙根际土样,利用Illumina MiSeq高通量测序技术结合DADA2算法调查3个地域红肉脐橙根际土AM真菌物种组成、群落结构和多样性,研究其区域差异,并采用常规方法测定土壤化学性质,利用冗余分析和相关性分析研究了土壤化学因子与AM真菌群落特征的关系。【结果】3个地域红肉脐橙根际土壤化学性质除碱解氮含量外,差异均较小;红肉脐橙根际土共得到90437条AM真菌基因序列,186种AM真菌ASVs,属于1门、3纲、3目、4科、4属、16种,其中,球囊霉属Glomus(相对丰度97.70%)为绝对优势属,Glomus_sp(相对丰度18.52%)为优势种;红肉脐橙根际土AM真菌群落α多样性(ASV数量、Shannon指数和Pielous指数)具有显著地域差异,信丰县Shannon指数显著高于章贡区和会昌县(P<0.05),ASV数量显著高于会昌县(P<0.05),Pielous指数显著高于章贡区(P<0.05),而AM真菌群落结构无显著差异;3个地域红肉脐橙根际土中优势菌属Glomus相对丰度排序为章贡区>会昌县>信丰县,而优势菌种Glomus_sp排序为会昌县>章贡区>信丰县;菌属相对丰度地域间无显著差异(P>0.05),而菌种Glomus_Toljander08-Unk1_VTX00222在信丰县红肉脐橙根际土的相对丰度显著高于其他两个地域(P<0.05);冗余分析表明,土壤有机质是影响红肉脐橙根际土AM真菌多样性的最主要土壤因子,贡献率达66%以上,土壤有机质含量的增加会降低AM真菌多样性;而AM真菌群落结构则主要受土壤有效磷、碱解氮和有机质的影响。【结论】地域主要影响红肉脐橙根际AM真菌群落α多样性,而非群落结构;提高土壤有机质不利于维持红肉脐橙根际AM真菌群落多样性。