UV-B辐射增强和氮沉降增加的复合作用对森林凋落物分解的影响及其微生物学机制

UV-B辐射增强和氮沉降增加是全球环境变化中的两大突出问题，两者的复合作用必将对森林凋落物的分解以及养分循环产生重要影响，并进而影响到退化森林植被的恢复演替和碳循环。本项目拟研究UV-B辐射增强和氮沉降增加复合作用条件下，亚热带退化森林植被不同恢复演替阶段优势树种凋落物的分解模式，N、P、K等主要养分元素的释放规律和碳素动态，微生物分解者的数量、生物量、结构多样性及酶活性，建立凋落物分解模型，揭示凋落物分解对全球环境变化的响应模式及其微生物学机制，预估两者的复合作用对亚热带森林植被恢复演替和地表凋落物层碳贮量的可能影响，这对于深入认识UV-B辐射增强和氮沉降增加同时发生的全球变化背景下亚热带森林生态系统的养分循环和碳循环特征、及其对退化植被恢复的深层影响具有重要意义，可为估测全球变化对亚热带退化森林生态系统的恢复演替和碳平衡的影响提供基础数据和科学依据，为相关的全球变化预测模型提供基础参数

由人类活动引起的UV-B辐射增加和氮沉降增强是全球环境变化的两个重要因子，可以强烈地影响到凋落物分解这一生物地球化学循环的关键环节。然而，尽管人们已对这两个因子对凋落物分解的单独作用开展了较多研究，但两因子对凋落物分解的复合作用仍不清楚。我们开展了一个为期20个月的田间实验来观测两因子对青冈、马尾松、毛竹凋落叶分解的复合影响。结果显示复合作用显著加快了毛竹凋落叶的分解、碳损失、木质素降解，促进了磷元素的释放，但对氮元素的释放影响不显著。UV-B辐射加快了青冈和马尾松凋落叶的分解、木质素降解和N素释放，N沉降则抑制了两树种凋落叶的分解、木质素降解、N和P素释放。复合作用则减弱了N沉降对木质素降解和P素释放的抑制作用。结果表明两因子复合作用对凋落物分解和碳损失的积极作用将潜在地影响到毛竹林生态系统的碳循环。这为我们进一步深入理解全球环境变化对陆地生态系统过程的复合影响提供了新的视角。