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成都生物所在极端降水对花椒林生态系统大型土壤动物的影响研究中获新进展
发表日期: 2018-04-25 作者: 宋大刚 王思忠 文章来源:生态中心
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 全球变化背景下,极端降水发生的频率和强度不断增加,对我国农林业生产造成重大损失。大型土壤动物作为生态系统物质循环中的重要消费者,在生态系统中起着重要的作用,他们同化各种有用物质维持自身生长,又将排泄产物归还到环境中不断改造环境,在土壤形成、改良及污染监测,生态系统修复,生态系统物质循环和能量流动中起着十分重要的作用。研究大型土壤动物对极端降水的响应过程以及能否通过构建高效的种植模式来缓解极端降水对农林复合生态系统的负面干扰,对全球变化背景下保护生物多样性,促进农林业可持续发展具有十分重要的意义。 

 花椒是芸香科、花椒属落叶小乔木,耐旱、喜阳光,分布于我国东南沿海、西南地区,在西北部分省区也广泛栽培。花椒果皮可作调味料,提取芳香油;还可入药,具有温中行气、逐寒、止痛、杀虫等功效,可治胃腹冷痛、呕吐、泄泻、血吸虫、蛔虫等症,又可作表皮麻醉剂;种子可食用,也可加工制作肥皂。因此,花椒是我国十分重要的经济树种之一。在退耕还林、荒山造林、脆弱生态系统修复工程的实施中,四川、贵州、重庆、甘肃、陕西等省市营造了大量的花椒人工林,在极端降雨增加的情况下,如何通过在林下种植作物,从而提高生态系统的稳定性,抵御极端降雨的负面影响,促进花椒人工林稳产、增产就显得十分重要。 

 中国科学院成都生物研究所潘开文课题组博士研究生王思忠在导师的指导下,采用定位研究方法,研究了人工模拟极端降水对岷江上游地区花椒间作大豆、花椒间作甜椒、花椒单作等种植模式大型土壤动物的影响。研究发现极端降水对大型土壤动物群落总密度、总生物量以及多样性无显著影响。然而不同类群的大型土壤动物对极端降水的响应存在显著差异,极端降水显著降低爱胜蚓属密度和生物量,提高花椒间作大豆模式下远环蚓属种群的数量和生物量。极端降水改变种植模式对大型土壤动物群落数量的影响,在极端降水条件下花椒间作大豆、花椒间作甜椒和花椒单种等三种模式对大型土壤动物群落数量的影响无明显差异。但是,在无极端降雨处理下,种植模式对土壤大型动物密度和生物量有显著的影响,花椒+大豆模式下土壤大型动物的密度最高。 

 研究表明种植模式可以显著改变土壤大型动物的密度、生物量和丰富度,极端降水则可以改变大型动物对不同种植模式的反应,并显著改变个别土壤动物的种群数量和生物量。结果显示:可以通过构建合理的植物群落模式来缓解极端降雨对花椒林的负面影响,进而维持花椒人工林的稳定性。研究结果对构建可持续农林复合生态系统提供了重要科学依据。 

 该研究获得国家自然科学基金(31370632Y5J2031100)资助,文章以Combined effects of cropping types and simulated extreme precipitation on the community composition and diversity of soil macrofauna in the eastern Qinghai-Tibet Plateau为题发表于Journal of Soils and Sediments (2018) 

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