華南植物園在南亞熱帶森林土壤緩衝酸雨能力研究中取得進展

2020-11-30 中國科學院

  自上個世紀80年代以來,西歐、北美溫帶地區的酸沉降頻率已大大降低,但我國亞熱帶地區的酸沉降(人為增加的SO2NOX排放)問題依然嚴峻。酸沉降的增加能夠改變森林土壤養分平衡以及化學物質的淋溶動態,從而影響整個森林生態系統的功能。因此,具有較高酸緩衝能力的森林土壤將有利於整個森林生態系統的穩定。

  中國科學院華南植物園生態系統生態學研究組博士研究生江軍在導師閆俊華的指導下,以南亞熱帶鼎湖山自然保護區三種不同的地帶性森林(馬尾松林、針闊葉混交林以及常綠闊葉林)土壤為研究對象,利用原狀土柱模擬酸沉降實驗,探究不同森林土壤的酸緩衝能力及相關機制。研究結果表明,高濃度酸處理顯著降低了馬尾松林與混交林土壤pHANC,顯著增加了土壤鹽基離子、酸性陰離子DOC以及毒理性Al3+的釋放。相比之下,低酸與高酸處理均對闊葉林土壤pHANCDOC以及離子輸出無顯著影響。因此,闊葉林土壤具有較高的酸緩衝能力,保護成熟的闊葉林將在應對高強度的酸沉降方面發揮重要作用,從而保護溪流水質安全。

  該相關研究成果在線發表在國際學術期刊Science of the Total Environment上。該研究得到國家自然科學面上基金、中科院國際創新團隊項目的資助。

    文章連結

 

圖解摘要 

  自上個世紀80年代以來,西歐、北美溫帶地區的酸沉降頻率已大大降低,但我國亞熱帶地區的酸沉降(人為增加的SO2和NOX排放)問題依然嚴峻。酸沉降的增加能夠改變森林土壤養分平衡以及化學物質的淋溶動態,從而影響整個森林生態系統的功能。因此,具有較高酸緩衝能力的森林土壤將有利於整個森林生態系統的穩定。
  中國科學院華南植物園生態系統生態學研究組博士研究生江軍在導師閆俊華的指導下,以南亞熱帶鼎湖山自然保護區三種不同的地帶性森林(馬尾松林、針闊葉混交林以及常綠闊葉林)土壤為研究對象,利用原狀土柱模擬酸沉降實驗,探究不同森林土壤的酸緩衝能力及相關機制。研究結果表明,高濃度酸處理顯著降低了馬尾松林與混交林土壤pH與ANC,顯著增加了土壤鹽基離子、酸性陰離子、DOC以及毒理性Al3+的釋放。相比之下,低酸與高酸處理均對闊葉林土壤pH、ANC、DOC以及離子輸出無顯著影響。因此,闊葉林土壤具有較高的酸緩衝能力,保護成熟的闊葉林將在應對高強度的酸沉降方面發揮重要作用,從而保護溪流水質安全。
  該相關研究成果在線發表在國際學術期刊Science of the Total Environment上。該研究得到國家自然科學面上基金、中科院國際創新團隊項目的資助。
    文章連結
 
圖解摘要 

相關焦點

  • 華南植物園南亞熱帶地帶性森林固碳的動態規律研究獲進展
    地帶性森林能夠持續積累有機碳已是不爭的事實,但是地帶性森林固碳的動態規律尚不清楚,而各類研究報導的結果也不盡相同。中科院華南植物園生態及環境研究中心閆俊華研究員等利用對鼎湖山國家級保護區7年的通量觀測數據,分析了我國南亞熱帶地帶性森林固碳的季節和年際變化規律。
  • 森林土壤有機碳積累機制研究獲進展
    中國科學院華南植物園鼎湖山站博士熊鑫在教授周國逸和研究員張德強指導下,在森林土壤有機碳積累機制研究中取得新進展,首次提出凋落物分解過程中的產物去向,而非凋落物產量,決定了土壤有機碳的賦存狀態;高質量的凋落物其分解產物向土壤轉移的比例更高。
  • 武漢植物園在亞熱帶森林深層土壤碳、氮礦化關係研究中取得進展
    深層土壤碳儲量佔土壤碳含量的一半左右,是重要的碳和氮儲存庫。土壤有機碳礦化過程中常伴隨著氮的礦化,從而為植被生長提供氮源。碳、氮礦化間的相互關係能有效表徵土壤的氮供應能力。  中國科學院武漢植物園助理研究員田秋香在研究員劉峰的指導下,對中亞熱帶(八大公山自然保護區)森林不同層次土壤進行培養實驗,分析不同溫度下土壤碳、氮礦化特徵及其相互間的關係,同時利用
  • 華南植物園老齡林固碳時空變異驅動機制研究獲進展
    目前已有的研究證實了我國熱帶與亞熱帶老齡林能夠固碳,但固碳能力強弱、季節動態、年際變異及其這些時空格局的驅動機制有待深入研究。中科院華南植物園生態與環境中心閆俊華研究員等利用西雙版納(熱帶)和鼎湖山(亞熱帶)森林生態系統通量觀測數據,分析了我國熱帶與亞熱帶老齡林固碳的差異及其驅動因子,發現亞熱帶老齡林固碳能力是熱帶的2.4倍;熱帶老齡林在乾季是碳匯而溼季是碳源,亞熱帶老齡林乾濕季都是碳匯;熱帶老齡林固碳的季節動態由呼吸作用驅動(單因子 ),而亞熱帶的季節動態由呼吸和光合作用共同驅動(雙因子);熱帶與亞熱帶老齡林固碳的年際變異都由年降水量驅動
  • 研究證明森林相比非森林具有更強的熱緩衝能力
    從表面的平均溫度來看,高緯地區的森林對當地氣候具有加熱效應,低緯地區的森林具有降溫效應,中緯度地區森林的熱力效應較複雜,取決於植被的反射和蒸騰能力。但是對不同氣候帶植被對溫度波動的熱緩衝能力卻沒有系統的研究。中國科學院西雙版納熱帶植物園樹木年輪與環境演變研究組研究員林華等根據溫度隨太陽輻射的升高速率,提出了一種測量植被熱緩衝能力的新方法。
  • 華南植物園在生物固氮的環境響應機制研究方面取得進展
    華南植物園在生物固氮的環境響應機制研究方面取得進展 2020-09-23 華南植物園 【字體   中國科學院華南植物園生態中心鼎湖山站生態系統管理研究組副研究員鄭棉海通過整合分析人為幹擾活動(通過比較3類不同生態系統:未管理、恢復和人為幹擾的系統))和全球環境變化(升溫、CO2濃度升高、降雨量增加、乾旱加劇和氮沉降增加
  • 武漢植物園在土地利用變化對土壤溫室氣體釋放影響的研究中取得進展
    武漢植物園在土地利用變化對土壤溫室氣體釋放影響的研究中取得進展 2018-01-03 武漢植物園 研究土地利用變化對土壤溫室氣體釋放的影響對評估陸地生態系統碳動態有重要作用。  中國科學院武漢植物園土壤生態學課題組博士生張倩和助理研究員吳君君在研究員程曉莉的指導下,以丹江口庫區農田、灌叢和森林為對象,進行為期一年的土壤呼吸及其同位素的測量。研究結果表明,造林顯著增加土壤呼吸,造林顯著增加了土壤有機碳的數量和質量,從而使土壤呼吸增加。
  • 版納植物園揭示熱帶森林土壤養分空間異質性對樹種多樣性的促進作用
    版納植物園揭示熱帶森林土壤養分空間異質性對樹種多樣性的促進作用 2016-12-05 西雙版納熱帶植物園 為了揭示西雙版納熱帶森林土壤養分空間異質性與物種多樣性的聯繫,中國科學院西雙版納熱帶植物園植物系統發育與保護生物學研究組博士研究生徐武美在李巧明及李捷兩位導師的指導下,通過與澳大利亞科廷大學高級講師何田華及中科院西雙版納熱帶雨林生態系統研究站的通力合作,對西雙版納熱帶森林關鍵養分元素氮、磷的空間異質性與樹種多樣性的關係進行了研究;並利用DNA
  • 版納植物園在AFM上揭示森林相比非森林具有更強的熱緩衝能力
    從表面的平均溫度來看,高緯地區的森林對當地氣候具有加熱效應,低緯地區的森林具有降溫效應,中緯度地區森林的熱力效應較複雜,取決於植被的反射和蒸騰能力。但是對不同氣候帶植被對溫度波動的熱緩衝能力卻沒有系統的研究。
  • 武漢植物園在亞熱帶森林土壤激發效應和碳固持研究中取得進展
    土壤碳庫是陸地生態系統最大的碳庫之一,在全球碳循環及全球變化研究中起重要作用。外源碳輸入的改變(數量和質量)是當前全球變化過程的重要表現形式。外源碳輸入土壤後一方面可刺激土壤原有有機碳的礦化(激發效應),另一方面可被微生物固持形成新的土壤有機碳,從而影響土壤碳平衡過程。
  • 華南植物園在番荔枝科花粉形態研究中取得進展
    泛熱帶分布的番荔枝科(Annonaceae)是原始被子植物木蘭目(Magnoliales)中最大的一個科,約2300種喬木、灌木和藤本,是低地熱帶雨林生態系統的重要組成部分。該科植物在宏觀形態和花粉形態上都具有十分高的多樣性。  番荔枝科極其多樣的花粉形態相較於花部形態特徵具有較高的分類學價值,在分辨主要類群及其關係中具有重要作用。
  • 有害植物入侵對熱帶珊瑚島森林植被影響研究獲新進展
    但是,大陸森林生態系統的健康評價指標對群落結構簡單、生態系統脆弱的熱帶珊瑚島並不完全適用。因此,我們需要一個能夠全面評價有害植物入侵對熱帶珊瑚島森林生態系統健康狀況影響的生態學指標。中科院華南植物園生態中心博士生蔡洪月在簡曙光和陸宏芳研究員等指導下,研究了有害植物飛機草(Eupatoriumodoratum)、無根藤(Cassythafiliformis)和孿花蟛蜞菊(Wedeliabiflora)入侵對西沙群島原生森林植被的地上植物群落、地下土壤動物和微生物的群落結構和生態系統健康狀況的影響。
  • 土壤微生物對溫溼度交互變化響應研究獲進展
    在土壤生態過程對溫度、溼度等環境變化的響應方面已有大量的相關研究,但關於調控過程中土壤微生物群落組成對溫溼度響應行為的研究還較為缺失。理解土壤微生物群落對土壤溫度和溼度的變化的響應規律是準確模擬土壤溫室氣體排放過程、氮磷周轉過程的生物學基礎,也是改進全球氣候和陸面模型模擬不確定性的一個重要方面。
  • 土壤酸化的研究進展
    土壤酸化研究進展 土壤複合體接收了有學者通過對種植茶樹的土壤酸化程度的研究得出,我國大部分茶園主要是在高溫多雨的氣候區,茶園土壤在發生脫矽富鋁化這一成土過程中,鋁含量得到不斷升高,在此情況下,研究發現茶樹的富鋁特點及老葉含鋁量可達20g/kg(黃意歡和蕭力爭,1992)。
  • 外源養分添加和土壤團聚體結構對微生物殘體影響研究獲進展
    熱帶森林生態系統通常受磷的限制,氮沉降增加會加劇生態系統磷限制的程度,進而影響土壤碳循環過程。微生物殘體不僅是土壤有機碳庫的重要貢獻來源,也可以通過土壤團聚體結構的調控間接影響土壤有機碳庫的穩定性。但是關於土壤養分的可獲得性、團聚體結構以及它們的交互作用如何影響微生物殘體的積累及其對有機碳庫的貢獻,人們尚缺乏清晰認識。 中國科學院華南植物園生態中心研究人員基於小良熱帶海岸帶生態系統定位研究站的長期養分添加實驗平臺(10年),研究了長期外源養分添加和土壤團聚體結構對微生物殘體的影響。
  • 華南植物園揭示草地和森林兩類生態系統土壤呼吸對降水量變化的不對稱響應
    研究表明,地上淨初級生產力對極端降水量變化的響應為非線性,且顯著區別於其對中強度降水量變化的響應。然而,作為碳循環關鍵過程的土壤呼吸對極端降水變化的響應並不清楚。 中科院華南植物園生態中心博士後杜悅在合作導師閆俊華和王應平研究員的共同指導下,以全球248篇降水量變化控制實驗研究論文的觀測數據為基礎,分析了草地和森林兩類生態系統土壤呼吸對降水量變化的響應。
  • 【中國科學報】華南植物園探明東南沿海木麻黃防護林固碳潛力
    記者日前從中科院華南植物園獲悉,該園科學家在海岸防護林固碳功能研究方面獲新進展,探明了我國東南沿海的木麻黃防護林的固碳潛力。相關成果發表於美國《科學公共圖書館·綜合》。  據介紹,在我國東南沿海地區分布著數千公裡的海岸防護林帶。這些防護林以木麻黃為主要樹種,生長在海灘沙地之上。
  • 華南植物園在澳門植物物候監測研究中取得新進展
    從2011年10月始,中國科學院華南植物園物種多樣性保育研究組與澳門特別行政區合作項目「澳門野生植物物候及其對氣候變化的響應」  在許多研究中,開花的時間是植物物候學的可見指標。華南植物園研究生張健豪在研究員邢福武和副研究員易綺斐指導下,通過大量物候數據並結合氣候因子分析發現,植物盛花期物候對極端氣候事件發生顯著的響應。
  • 「花粉」福音:首部《華南植物園導賞圖鑑》出版
    中國植物園系列導賞圖鑑之《華南植物園導賞圖鑑》( 作者:徐曄春 龔理 楊鳳璽)近日由重慶大學出版社出版,這也是華南植物園的第一部導賞圖鑑。廣東省農業科學院環境園藝研究所特色花卉研究室主任、研究員徐曄春向植物愛好者解讀植物。
  • 針闊葉混交林研究獲進展
    記者從中科院華南植物園獲悉,該園鼎湖山研究站博士生李義勇在該站森林生態系統移位實驗平臺中,以針闊葉混交林為研究對象,探究不同植物光合作用以及土壤有機碳累積對溫度改變的響應機制