虫食诱导的凋落叶性状变化对其在河流中分解和底栖动物定殖的影响
批准号:
32101310
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
向洪勇
依托单位:
学科分类:
生态系统生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
向洪勇
中文摘要
陆源凋落叶是河流碎屑型食物网的基础,其分解能影响全球C、N等营养元素的地球化学循环。凋落叶性状是影响其分解和河流底栖动物定殖的关键因子,而虫食是世界范围内引起凋落叶性状变化的主要因素。受气候变暖、城镇化、生物入侵等因子的干扰,虫食的危害程度和范围日趋严重,而以往研究忽视了其对河流生态系统功能和底栖动物群落的影响。基于此,本项目拟通过自然虫食干扰和人工模拟虫食情况下凋落叶性状的变化、凋落叶在野外河流的原位分解实验、底栖动物喂食实验等,系统深入研究:(1)对虫食敏感的凋落叶性状指标和植物种类;(2)虫食诱导的凋落叶性状变化对其在河流中分解的影响机制;(3)虫食诱导的凋落叶性状变化对底栖动物个体和群落结构的影响机制。预期成果将阐明虫食诱导的凋落叶性状变化对其在河流中分解和底栖动物定殖的影响机制,完善植物响应虫食的低纬度/高防御假说,为河岸林配置,森林和河流生态系统管理提供理论支撑。
英文摘要
Leaf litter fuel the detritus food web in streams, and the decomposition rate of leaf litter can affect the nutrient cycling of C and N within the watershed and even globally. Leaf litter trait is one keystone inherent factors that influencing the colonization of macroinvertebrates and microbes and the decomposition rate in streams. Terrestrial insect herbivory is one common factor that can affect leaf litter traits. Due to the stressors of climate warming, urbanization, and invasive species, the outbreak of insect pest is becoming more serious and the distribution range is projected to move at higher latitude and altitude areas. Therefore, investigating the impacts of insect herbivory induced leaf litter traits changes on the decomposition in streams plays an important role in the management and ecological restoration of stream ecosystems. We will measuring the change of leaf litter traits under natural and manipulated insect herbivory, conducting in situ leaf litter decomposition experiment, and doing laboratory macroinvertebrate feeding experiment to systematically investigate: (1) which leaf litter traits and plant species are sensitive to insect herbivory; (2) the mechanisms of insect herbivory induced leaf litter traits changes on the decomposition in streams; and (3) how insect herbivory induced leaf litter traits changes can affect individuals and the community of macroinvertebrates. Our findings are expected to explain how terrestrial insect herbivory induced leaf litter trait changes can affect leaf litter decomposition and macroinvertebrates in streams, adding new evidence to the low latitude high defense hypothesis, give suggestions to the selection of riparian plants, and provide theoretical and data support for the management and ecological restoration of streams.
项目执行期间以自然或人为因素对凋落叶性状的影响机制、凋落叶在河流中的分解机制等为核心问题,系统开展了“虫食对河岸林凋落叶性状的影响机制”、“我国河岸林凋落叶性状特征的纬度格局及其驱动因素”、“全球河岸林凋落叶性状的全球格局”、“夜间光污染对城市植物叶片物理性状的影响”、“针叶凋落叶在河流中的分解特征及影响因素”、“全球尺度河流中凋落叶分解特征”、“深圳市河流底栖动物群落多样性及功能多样性研究”、“疏浚对河湖水质的影响机制”等研究内容。结果表明:1)我国河岸林凋落叶的虫食率和虫食频度均随着纬度的增加而降低,随着年均温和年均降雨量的增加而增加;虫食对河岸林凋落叶的大部分物理性状指标有显著影响;我国河岸林凋落叶10个物理性状指标中的7个也表现出典型的纬度分布格局,即随着纬度的降低,凋落叶表现出更强的物理防御能力;这些结果证实了低纬度-高虫食假说;2)气候因子尤其是年均温和温度季节性对我国河岸林凋落叶物理性状的影响最大;3)夜间光污染对植物叶片的物理性状有显著的影响,尤其是对叶片厚度、叶组织密度、比叶重表现出弱光促进,而强光抑制的趋势;4)全球尺度河岸林凋落叶性状的变化主要受其他性状指标的影响,尤其是叶片硬度和木质素含量对其他性状指标的影响最大,气候和地理因子的影响相对较小;5)针叶凋落叶在河流中的分解速率低于阔叶植物,且主要受凋落叶N和P元素含量的影响;6)全球尺度,凋落叶在河流中的分解受多种因素的共同作用,尤其是凋落叶分解时长和凋落叶木质素含量的影响最大;7)深圳市山区溪流中的底栖动物物种丰富度较高,表现出显著的时空异质性,底栖动物群落结构的变化主要与水体氨氮、流速、总氮等相关;8)生态疏浚对河湖水质的改善效果明显,尤其是底泥总氮、底泥总磷、叶绿素a。这些成果对后续凋落叶性状数据库、凋落叶分解速率数据库的构建,以及未来河湖生态系统的科学管理提供了重要理论和数据支撑。
干旱对洞庭湖底栖动物的影响研究
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批准号:2024JJ6019
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2024
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负责人:向洪勇
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依托单位:
国内基金
海外基金