揭示長期降雨減少對西雙版納熱帶雨林土壤呼吸影響機制

　　據氣候模型的預測結果，亞洲東南部今后遭受干旱的程度和頻度將加劇。而長期干旱對土壤呼吸及其自養異養組分的影響當前還知之甚少。為探究這一科學問題，理解長期干旱影響土壤呼吸組分的生物化學機制，中國科學院西雙版納熱帶植物園全球變化研究組博士研究生周立國在研究員張一平的指導下，利用該組設置在熱帶雨林中的水分控制實驗的多年連續觀測數據，開展了自養呼吸（autotrophic respiration）和異養呼吸（heterotrophic respiration）對長期降雨減少的響應研究。結果表明，降雨減少（減水50%）的第7年和第8年，自養呼吸呈現減弱（-36%）；而伴隨著植物細根生物量的減少（36%），異養呼吸出現增加（29%），并且土壤可利用無機氮（active inorganic N）也出現增加（31%）。研究表明，微生物群落組成（磷脂脂肪酸）（group-specific phospholipid fatty acid）可以解釋土壤呼吸空間異質性的17%-59%（R2），而可溶性有機碳（dissolved organic carbon）、微生物碳（microbial biomass carbon）、微生物氮（microbial biomass nitrogen）、銨態氮（ammonium nitrogen）并不能解釋自養異養呼吸的季節和年際變化。土壤溫度、土壤水分、凋落物量共同決定著森林土壤呼吸的動態。該研究提升了熱帶北緣雨林長期干旱與生態系統土壤過程關系的認知，為增強氣候模型預測干旱與土壤過程的可靠性提供了有力支持。

　　該研究結果以Soil respiration after six years of continuous drought stress in the tropical rainforest in Southwest China 為題在線發表在國際期刊《土壤生物學與生物化學》(Soil Biology and Biochemistry）上。

土壤二氧化碳通量，年均(2017: a, 2018: d)，干季 (2017: b, 2018: e)，雨季 (2017: c, 2018: f)。* 顯著性 P < 0.05, ** 顯著性 P < 0.01, n = 4

土壤微生物群落結構和土壤環境、理化因子的冗余度分析 (RDA)。(a) 2018年4月；(b) 2018年7月，紅線和藍線分別代表環境因子和磷脂脂肪酸。