氮沉降对草地群落结构和功能的影响,不同氮素化合物的输入对植物群落物种丰富度的影响

4月21日上午,中国科学院武汉植物园“磨山优秀青年沙龙——优秀青年生态学者论坛”举行。沙龙邀请了中科院沈阳应用生态研究所研究员吕晓涛和中科院水生生物研究所副研究员王海军为大家作生态学方面的学术报告。沙龙会员、武汉植物园科研人员和学生共30余人参加。

日益增加的大气氮沉降对陆地生态系统的生物多样性和生态系统功能具有重要影响。尽管大气氮沉降中氮素形态多样,但长期以来人们对氮沉降生态学效应的认识局限于少数几类化合物。不仅如此,由于不同研究中氮素化合物添加处理的可比性较差,限制了人们对不同形态氮素生态学效应的认知。从生态系统元素平衡的角度推测,氮沉降对生态系统的影响将会受制于生态系统的氮素输出,但这方面的实证研究十分匮乏。上述知识空白的存在无疑限制了人们对氮沉降生态学效应的认识。

吕晓涛作了题为“氮沉降对草地群落结构和功能的影响”的报告。介绍了全球和中国氮沉降的时空格局,氮沉降及其频率对我国北方草地物种多样性、群落结构、生产力、生态系统稳定性,重点探讨了氮沉降生态学效应的沉降频率依赖性和氮沉降对植物养分性状的影响。王海军作了题为“长江亚热带浅水湖群草-藻稳态转换发生机制”的报告,主要介绍了长江亚热带浅水湖群草-藻转换的营养及浊度阈值、过度渔业和高氮输入对稳态转换的影响、草型稳态和藻型稳态的维持机制。

中国科学院沈阳应用生态研究所生态化学计量组研究团队依托额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站设置的氮素化合物添加长期控制实验平台,利用连续四年(2014-2017年)的植物群落调查数据,系统研究了不同氮素化合物类型、不同氮素输入量以及生态系统氮素输出的存在对植物多样性的影响。研究结果显示:不同氮素化合物对物种丰富度和均匀度的影响具有显著差别,其中硫酸铵对物种多样性的负效应最强。对所有的氮素化合物类型而言,物种丰富度和均匀度均随氮输入量和输入年限的增加而降低。我国北方草地的重要利用方式——刈割,由于其导致大量的氮素因牧草收获而移出生态系统,能够显著削弱氮素输入对植物多样性的不利影响,说明生态系统的管理方式能够在一定程度上调节氮沉降对草地生态系统的影响。

报告现场,师生就报告内容和各自研究中的问题进行交流探讨,会场气氛活跃。此次活动为生态学相关领域青年科研工作者提供了交流学习的平台。

上述研究结果以Mowing mitigates the negative impacts of N addition on
plant species diversity 为题发表于生态学杂志Oecologia (189:
769-779),生态化学计量组博士研究生杨国姣为文章第一作者,研究员吕晓涛为通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金重点项目、优青项目、中科院先导专项、中科院青年创新促进会等的资助。

吕晓涛,主要从事生态系统生态学研究。围绕氮沉降对草地生态系统结构和功能开展,重点关注了氮沉降生态学效应的沉降频率依赖性、氮沉降对植物养分性状的影响等。在Global
Change Biology、Journal of
Ecology、Oecologia
等SCI刊物发表论文70篇。担任SCI刊物Scientific
Reports
Phyton的学术编辑,是CSCD期刊《植物生态学报》和《生态学杂志》的编委。2014年加入中科院青年创新促进会,2015年获得中科院卢嘉锡青年人才奖。

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王海军,中科院水生生物研究所,副研究员。淡水生态与生物技术国家重点实验室成员,中科院青年创新促进会会员、生命分会和地学分会理事、武汉分会理事、水生所小组组长。从事湖泊生态学研究,主要研究方向为湖泊富营养化与水生植物生态学,主要通过区域比较、长期监测和全系统实验等手段开展相关研究。已在Water
Research、Freshwater Biology、Ecological
Modelling、Aquaculture
等刊物上发表论文40余篇。

在不刈割和刈割条件下,不同氮素化合物的输入对植物群落物种丰富度的影响

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