增温对南亚热带常绿阔叶林植物磷素获取的影响机理
批准号:
32101342
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:
列志旸
依托单位:
学科分类:
全球变化生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
列志旸
中文摘要
气候变暖使热带、亚热带森林碳汇功能发生改变的方向存在很大的不确定性,究其原因与该地区植物是否受到磷素的限制相关。基于磷素的纬度地带性分布规律和热带、亚热带森林生产力特征,植物磷素获取在增温过程中的变化方向和程度可能是调控该地区森林碳汇对气候变暖反馈的关键要素。本项目基于鼎湖山大型增温实验平台,结合宏观质量平衡法、光谱分析和磷酸盐氧同位素观测法,研究增温对南亚热常绿阔叶林生态系统水平植物磷素利用和土壤磷素供应的影响及其权衡关系,从而进一步阐明植物磷素获取的响应机理。研究结果有助于了解增温背景下磷素调控南亚热带森林碳汇功能变化的规律,为未来森林生态效益评估和“碳中和”相关政策的制定提供科学支撑。
英文摘要
The change direction of carbon sink of tropical and subtropical forests due to climate warming is uncertain, which may be related to whether plants in these forests are limited by phosphorus (P). Considering the latitudinal distribution pattern and productivity characteristics of P in tropical and subtropical forests, the direction and extent of change in plant P acquisition under warming may be the key in regulating the feedback of carbon sinks to climate warming. Based on the long-term experiment of rising air temperature at the Dinghushan Forest Ecosystem Research Station, by using mass balance approach, spectroscopic and isotopic techniques, this project aims to study the effects of warming on plant P utilization and soil P supply and their relationships, and to reveal biochemical mechanisms of plant P acquisition. Implement of this project would increase the understanding of P regulating change of carbon sink under warming and provide scientific basis for the evaluation of forest ecological benefits and formulation of Carbon Neutral policy.
磷通常是热带森林生态系统生产力的限制因子,可能调节碳循环对气候变暖的反馈。然而,以往国内外关于增温对生态系统元素循环的研究主要集中在碳和氮循环上,且多数集中于高纬度地区,增温实验周期较短,对该区域增温背景下磷循环过程的认识仍非常有限。本项目依托长期野外增温平台,系统地评估了增温对热带森林生态系统磷循环的影响。研究发现:1)增温促进植物群落生长,增加植物对磷的吸收和降低叶片N:P,表明增温可维持植物加速生长的磷需求。增强的植物磷需求主要通过增强生态系统内部生物化学过程(如植物磷重吸收、土壤磷矿化和磷溶解)以增加磷供应来满足,而不是通过影响磷通量(如凋落物磷矿化和磷的径流和淋失损失)和改变更耗能的途径(如增强细根和菌根真菌)来实现。2)与短期增温相比,长期增温导致红枝蒲桃和木荷仍可维持较高的磷吸收速率,而鼠刺和短序润楠获取磷能力减弱,这主要取决于根际土壤磷的活化,而不是植物的能量分配和磷利用效率。3)长期增温增加磷供给使植物能维持更高的生产力,结合土壤微生物的热适应及其更为复杂的网络结构,可促进南亚热带森林碳汇功能。研究结果扩展了对气候驱动的生态系统磷需求/供应假说的理解,为增进磷调控森林碳汇功能响应增温的认识提供了重要的线索,为急需改善的地球系统模型提供了新的思路。在该项目的支持下,项目成员在Global Change Biology、Environmental Science & Technology等刊物共发表学术论文10篇,实现了预期目标。
氮沉降和降水变化下南亚热带森林植物氮磷获取策略研究:基于菌根视角
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批准号:32471680
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:列志旸
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依托单位:
国内基金
海外基金