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白蚁堆极大地影响了土壤养分的时空分布格局

时间:2017-12-07  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:陈春峰     打印  字体: 关闭

  土栖白蚁通过对有机质的选择、搬运、分解、摄取等方式,极大地改变着土壤的物理结构、化学性质和水文特性,通常被称为生态系统的“工程师”。作为森林生态系统的重要组成部分,其构筑的巢穴白蚁堆在热带自然林、人工林,尤其是橡胶林内的分布十分广泛。大量的研究表明,白蚁堆可提高土壤CN、粘粒、可交换性离子等的含量,但有关不同演变阶段白蚁堆对土壤养分时空分布影响的研究甚少。 

  版纳植物园生态水文研究组博士研究生陈春峰、博士后吴骏恩(副研究员、“博士+”)在刘文杰研究员的指导下,以橡胶林为例、选取不同类型(原生、遗弃、次生)的白蚁堆为研究对象,对各类白蚁堆及其周边土壤环境的物理、化学性质(NH4+NO3-CorgNSm等)进行了相关重复对照实验。结果表明:(1)在白蚁种群利用深层土壤颗粒营造原生白蚁堆的阶段,白蚁堆中有机CN的含量显著小于周边的浅层对照土壤,而与深层对照土壤的差异不显著;原生白蚁堆的NH4+NO3-显著大于浅层的对照土壤,这可能是由于白蚁种群大量的分泌物富含蛋白质,从而增加了土壤的微生物;(2)在由于周边环境改变、种群自身因素等所导致的白蚁堆遗弃阶段,苔藓及其它类植物的入侵使得白蚁堆中有机CN的含量显著增加,NH4+NO3-的含量显著下降,这与白蚁堆微生物的改变、强降雨所致的营养元素流失、以及植物对营养元素的吸收利用有关;(3)在遗弃白蚁堆的重新启用(次生)阶段,其顶部新鲜土壤的营养元素含量与周边土壤环境的差异显著、与原生白蚁堆的土壤相近,而其侧面原位土壤的营养元素含量与遗弃白蚁堆的相近。这表明,广泛分布、不同演变阶段的白蚁堆极大地影响着生态系统土壤养分的时空稳定性、再分布格局,其在森林生态系统养分固定、再分配、物质循环过程中扮演着重要的角色。 

  相关结果以Spatio-temporal variations of carbon and nitrogen in biogenic structures of two fungus-growing termites (M. annandalei and O. yunnanensis) in the Xishuangbanna region为题,发表在土壤学著名期刊Soil Biology and Biochemistry上。(有关土壤团聚体稳定性方面,参见Effects of rubber-based agroforestry systems on soil aggregation and associated soil organic carbon: implications for land use,已发表在土壤学著名期刊Geoderma上)。 

  该研究得到国家基金(31570622)、全国“博士后创新拔尖人才计划”(BX201700278)、云南省中青年学术带头人后备人才(2014HB042)、版纳园“135”方向一(2017XTBG-F01)资助。 

广泛分布的白蚁堆

白蚁堆不同演变阶段的土壤养分对比、相关矩阵

不同演变阶段白蚁堆结构与土壤养分关系示意图

 

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