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项目编号: 31222011
项目名称:
温带生态系统土壤呼吸及其对环境变化的响应
作者: 王娓
承担单位: 北京大学
批准年: 2012
开始日期: 2013-01-01
结束日期: 2015-12-31
资助金额: CNY1000000
资助来源: 中国自然科学基金委员会
项目类别: 优秀青年科学基金项目
国家: 中国
语种: 中文
特色学科分类: C030801
中文关键词: 冬季土壤呼吸 ; 根系呼吸 ; 土壤微生物呼吸 ; 气候变化 ; 温带生态系统
英文关键词: microbial biomass nitrogen ; winter process ; microbial composition ; extracellular enzyme activity
中文摘要: 过去集中在高山苔原地区的研究发现，冬季不仅具有一年当中最高的微生物量氮库，同时群落组成上真菌占优势。据此提出了一种经典的微生物氮库模式，即冬季土壤微生物将氮固持在体内，春季融雪释放供植物吸收。但上述研究证据尚未在温带地区得到验证。此外，驱动冬季微生物氮库的关键因子也尚不明确。过去的研究虽然观察到冬季真菌群落优势度的上升，但并未将群落结构与微生物氮库的季节动态相联系；也很少有研究探讨群落结构的改变通过对微生物功能的影响，引起微生物氮库的变化。本研究选取了我国北方不同气候条件的温带地区，调查不同季节不同植被类型下土壤微生物量氮的变化情况，验证在高山苔原中所观测到的模式是否可以应用到陆地生态系统更广阔的范围内。同时还调查了微生物群落结构的季节动态，由于不同的微生物群落在养分利用效率及需求上存在差异，很可能对微生物氮库季节动态产生影响。进一步考虑到不同季节条件下养分限制的差异，本研究还设计了室内多因子养分添加实验揭示微生物氮库的季节动态同养分限制的潜在关系。研究结果发现温带地区土壤微生物氮库存在显著的季节动态，群落组成也发生了显著的变化，并且微生物氮库和群落结构的变化规律还受到研究地点的环境影响。在养分相对充足的地区，出现同高山苔原一致的冬季氮固持现象，但并未发现真菌多度的增加；而在养分较贫瘠的地区，出现了相反的规律，微生物量氮在冬季表现出氮释放，同时观察到真菌多度的增加。本研究指出高山苔原模式不能直接外推到温带生态系统，并首次定量表明冬季真菌多度增加是引起生物量积累的重要原因之一。尽管短期养分添加并未观察到对微生物氮库的影响，但是通过对胞外酶活力的分析发现，冬季微生物释放的氮同胞外酶活力呈现显著的负相关关系。胞外酶的主要生产者是真菌，结合真菌在冬季积累的现象，我们推测真菌生物量的增加不仅是养分贫瘠的温带生态系统中冬季微生物量积累的重要原因，同时可能也引起了微生物自身生物量氮向酶库转移的情况。春季融雪时，保存在酶库中氮不能被植物直接吸收利用，为微生物获取受限制的资源提供了一种缓冲机制。我们的研究首次指出温带生态系统不同于高山苔原的模式，并且定量分析了微生物生物量与真菌多度和胞外酶活力之间的关系，揭示了群落结构变化不仅是影响冬季微生物氮库的重要驱动因素，还可能通过影响微生物的功能间接引起微生物氮库的变化。这一研究结果，为全球变化情景下精确预测微生物的响应提供了重要的视角。
URL: http://npd.nsfc.gov.cn/projectDetail.action?pid=31222011
资源类型: 项目
标识符: http://119.78.100.158/handle/2HF3EXSE/1209
Appears in Collections:全球变化知识资源中心

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王娓. 温带生态系统土壤呼吸及其对环境变化的响应. 2012-01-01.
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