SBB | 增温和氮添加对细根动态的影响

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增温和氮沉降已成为全球变化研究中两个重要的议题，目前大多数有关增温的研究还主要集中在温带地区，而有关热带和亚热带地区的研究还十分缺乏。森林地上生产量和土壤碳(C)库与细根动态密切相关。气候变暖和氮(N)沉积对细根动态影响的不确定性限制了我们预测热带和亚热带森林中C如何在生物池和大气池之间转移的能力。相比于地上过程的研究，地下过程尤其是有关细根动态的研究少有涉及，因此极大的限制了人类对热带和亚热带森林地下碳过程的了解。

本研究是在福建三明森林生态系统与全球变化研究站进行。为了研究增温和氮沉降对亚热带人工林细根的影响，采用随机完全区组设计，采用增温(环境、环境+ 5℃)和氮沉降(环境、环境+ 80 kg Nh^-1y^-1)处理。利用微型根管对杉木幼苗细根产量、死亡率和周转率进行了2年的监测，并对幼苗生长情况进行了测定。

图1 研究点（a，一个月后研究地点；b，两年后研究地点）

结果表明：增温会加快细根的生产、死亡及周转速率；单独施氮对细根生产、死亡并无影响；增温加氮沉降会加快细根的死亡及周转速率。同时增温及氮沉降对细根生产、死亡及周转的影响具有叠加效应。增温和氮沉降会通过改变土壤环境因子及化学特征进而影响细根的化学和生理特征来调控细根的周转。而增温和氮沉降可通过改变地下碳分配进而增加细根的生产以补偿细根死亡的增加，从而维持细根生物量以及杉木的地上生长。此外，没有证据表明根系呼吸适应变暖。增温后细根周转速率的增加意味着根系对土壤C输入的增加，这可能会影响土壤C和养分动态。氮的加入可能会加剧这种情况。根系呼吸没有适应变暖，可能会改变C平衡，并通过自养呼吸向大气释放更多的CO₂。

图2 不同处理的年细根总生产量(a)和死亡率(b)

图3 不同处理细根年周转率(a)和活细根生物量(b)

上述研究以“Interactive effects of warming and nitrogen addition on fine root dynamics of a young subtropical plantation”为题发表在著名土壤学期刊Soil Biology and Biochemistry上。福建师范大学杨玉盛教授和李一清教授为共同通讯作者。

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