主場效應(Home-field advantage, HFA)是指凋落物在其生長的棲息地(主場)的分解效率要高于其他生境(客場)的現(xiàn)象。研究表明,主場效應對凋落葉分解的影響通常介于-9%至20%之間,甚至可以高達100%-200%,因此探明主場效應的驅(qū)動機制對我們理解凋落葉分解及全球碳循環(huán)過程至關重要。一般認為,分解者群落和凋落葉質(zhì)量(凋落葉分解的難易程度,凋落葉質(zhì)量越高越容易分解)之間的長期相互適應是導致主場效應發(fā)生的關鍵因素。但是以往的研究中多關注如微生物等分解者的存在與否對主場效應的影響,而較少探究分解者的分解能力(能夠分解凋落葉質(zhì)量的范圍)對主場效應的調(diào)節(jié)作用,尤其缺乏對凋落葉質(zhì)量、微生物分解能力、土壤化學性質(zhì)及其交互作用的綜合考慮。
為此,中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所天然林生態(tài)研究團隊,在長白山闊葉紅松林內(nèi)進行了凋落葉交互移植的分解實驗。實驗結果表明,微生物功能寬度(Functional breadth,FB,該指標越大指示微生物能夠分解不同質(zhì)量凋落葉的范圍越廣泛)是調(diào)節(jié)凋落葉分解主場效應的關鍵因素,其對主場效應的解釋力度在50%左右;微生物功能寬度與凋落葉質(zhì)量之間呈顯著的負相關關系,這表明微生物群落在廣泛的分解各種性質(zhì)的凋落葉和專一的分解特定的凋落葉之間具有一定權衡。而凋落葉質(zhì)量對主場效應的影響取決于分解者群落,僅有小徑級的細菌參與分解時,難分解的凋落葉會引起較強的主場效應;而當真菌和細菌共同參與分解時,凋落葉質(zhì)量對主場效應的影響并不顯著。土壤養(yǎng)分對主場效應的直接影響較小,但是土壤肥沃的地方,微生物的功能寬度顯著降低,這表明土壤養(yǎng)分通過調(diào)節(jié)微生物功能寬度間接影響主場效應。
該研究成果以“High functional breadth of microbial communities decreases home-field advantage of litter decomposition”為題發(fā)表在Soil Biology & Biochemistry期刊。沈陽生態(tài)所天然林生態(tài)組特別研究助理朱美慧為第一作者。王緒高研究員和西北工業(yè)大學郝占慶教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金的資助。

圖 凋落葉質(zhì)量、微生物功能寬度及土壤化學性質(zhì)對主場效應的影響




