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极端降雨对花椒农林复合系统中花椒生长的影响机制

2016.12.09

　　人类活动干扰不断引起气候变化，并挑战生态系统的稳定性。在当前气候变化下，极端降雨的发生频率和强度呈现日益增加的趋势，这在我国西南和华东地区尤为明显。如何通过构建高效的农林复合生态系统，来应对极端降雨的干扰就成为学术界和农户高度关注的问题。因此，科学家一直致力于用生态系统的属性来增加群落稳定性，从而提高目标物种的生长，抵抗极端降雨的危害。

　　花椒作为岷江上游重要的经济作物，对当地农牧民增收和脱贫致富起着重要作用。花椒树根系发达，固土能力强，能耐干旱贫瘠，但不耐涝，积水易死。显然，在极端降雨的情况下，花椒面临着减产，特别是死亡的威胁。而实际上，农户传统上建设了大量的不同种类的花椒农林系统，这些系统具有增加土壤可利用养分、增强土壤生物多样性和花椒生产力的能力。农林复合生态系统是缓和极端降雨气候的工具之一。然而，花椒农林复合生态系统如何通过土壤生态系统的生态过程和功能来缓和极端降雨对花椒生长的影响的机理尚不清楚。

　　中国科学院成都生物研究所潘开文课题组博士研究生孙锋在导师潘开文的指导下，在岷江上游地区针对不同的花椒农林复合系统设置了极端降雨试验，系统研究极端降雨对不同花椒农林复合系统地下微食物网抗性、群落结构、土壤氮矿化速率、土壤养分和花椒叶片氮吸收等的影响。结果表明，在极端降雨情况下，花椒和大豆复合系统显著增加土壤微生物抗性，降低线虫抗性，促进土壤净氮矿化速率和花椒叶片氮吸收，增加了花椒树的抗性。而花椒与苜蓿复合系统却增加植物种间对氮的竞争力，降低花椒叶片氮吸收。因此，在极端降雨下，豆科特异性对花椒树抗性有不同的作用。不同的花椒复合系统能产生差异化的土壤食物网抗性和花椒叶片氮吸收。就本研究而言，花椒大豆模式有利于应对极端降雨的干扰。这一发现为花椒林生产和经营管理，以及应对极端降雨变化提供了重要的理论支撑。

　　该研究成果获得国家自然科学基金（#31370632）资助。近日以The response of the soil microbial food web to extreme rainfall under different plant systems为题在线发表于国际期刊《科学报告》（Scientific Reports, 6: 37662）。