在经历水文变化的本土和入侵盐沼地区的光合作用碳分配
Ya-Lei Li1, Li-Na Xie1, Shi-Hua Li2
1College of Ecology, Lishui University, 323000 Lishui, China; State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, Institute of Eco-Chongming, Center for Blue Carbon Science and Technology, East China Normal University, 200241 Shanghai, China.
沿海沼泽面临着海平面上升和入侵物种的威胁. 这项研究表明,水浸和盐度会改变本地和入侵植物的碳分配,影响土壤微生物,并可能加速碳损失.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 生态生态学 生态生态学
- 生物地质化学生物地质化学
背景情况:
- 沿海沼泽是极易受到气候变化影响的重要生态系统,如海平面上升,导致潮洪水和盐分压力增加.
- 生物入侵,特别是像Spartina alterniflora这样的物种,可以改变沼泽生态系统功能和碳循环.
- 了解植物和土壤对这些压力因素的反应对于预测未来沼泽动态至关重要.
研究的目的:
- 调查洪水制度和盐度对本地 (Phragmites australis) 和入侵 (Spartina alterniflora) 沼泽地的碳分配的相互作用影响.
- 评估这些环境变化对植物-土壤碳转移,树根沉积和微生物群落组成的影响.
- 根据未来海平面上升情景,确定物种特异性反应及其对沿海盐沼地区碳动态的影响.
主要方法:
- 进行了中宇宙实验,以模拟不同的洪水 (非浸水与浸水) 和盐度 (0,5,15,30 ppt) 条件.
- 采用CO2脉冲标记技术,追踪植物,根茎沉积和土壤微生物群落中的光合作用碳分配.
- 分析包括13C的特定根分配 (SRA),13C的根底沉积分配 (RA),土壤13C含量和微生物脂脂肪酸 (PLFA).
主要成果:
- 浸水和盐度升高显著降低了C分配到根和根茎沉积,降低了土壤的C含量,并改变了微生物群落 (PLFA-C).
- 弗拉格米特 (Phragmites australis) 对水文变化的敏感性比斯巴蒂纳 (Spartina alterniflora) 强,根系沉积和土壤碳的减少更为明显.
- 盐度是13C分配变化的主要驱动因素,碳分配的转变有利于细菌而不是真菌,可能会增加碳损失.
结论:
- 斯帕蒂纳 (Spartina alterniflora) 可能具有适应性策略,将更多的碳分配给芽和根球,在压力下促进入侵.
- 水文压力和高盐度将微生物群落转移到可能效率较低的细菌通路上,加速沿海沼泽地区的碳损失.
- 沿海盐沼地的未来碳动态将由物种特定的适应和碳分配模式来决定,以应对海平面上升.
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