五角槭根系的负激发效应降低了异养呼吸及其温度敏感性

生态学杂志

五角槭根系的负激发效应降低了异养呼吸及其温度敏感性

曲桂芳^1,2,徐文华¹,王会^1,2,彭勃^1,2,高德才^1,2,孙建飞^1,2,郑俊强¹,姜萍¹,白娥^1*#br#

(¹中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110164； ²中国科学院大学，北京 100049)

出版日期:2016-10-10 发布日期:2016-10-10

Negative priming effect of maple roots reduced heterotrophic respiration and its temperature sensitivity.

QU Gui-fang^1,2, XU Wen-hua¹, WANG Hui^1,2, PENG Bo^1,2, GAO De-cai^1,2, SUN Jian-fei^1,2, ZHENG Jun-qiang¹, JIANG Ping¹, BAI Edith^1*#br#

(¹Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110164, China; ²University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China).

Online:2016-10-10 Published:2016-10-10

摘要/Abstract

摘要： 土壤呼吸(R_s)由自养呼吸(R_a)和异养呼吸(R_h)组成，这两个组分温度敏感性的差异性存在较大争议，而根际激发效应对R_h呼吸速率及其温度敏感性(Q₁₀)的影响导致这一问题更为复杂化。本研究采用¹³C自然丰度法，将中国北方温带次生林的重要建群树种C₃植物五角槭种植于曾经连续23年种植玉米的C₄土壤中，以此区分R_a和R_h，并探讨R_a和R_h温度敏感性的差异性以及根际激发效应对R_h呼吸速率和Q₁₀的影响。结果表明：植物根系对R_h呼吸速率有负激发效应，并降低了R_h的温度敏感性；植树土壤的R_h比不植树土壤的无根异养呼吸(R_hf)降低了34.3%，R_h的Q₁₀值(1.51)也显著低于R_hf的Q₁₀值(2.07)，而R_a的Q₁₀值(3.89)是R_h的Q₁₀值的2.5倍；因此，未来研究在区分R_a和R_h呼吸速率和温度敏感性时，应该考虑根际激发效应对R_h及其温度敏感性的影响，这对于精确评估和模型模拟气候变化背景下R_s的变化和响应具有重要意义。

关键词: 放牧梯度, 生活型功能群, 叶片性状, 克氏针茅草原

Abstract: Soil respiration (R_s) comprises autotrophic (R_a) and heterotrophic (R_h) respiration. The difference in temperature sensitivity (Q₁₀) between R_a and R_h is still under debate. Rhizosphere priming effect (RPE) plays an important role in affecting the temperature sensitivity of R_h, which makes the issue more complex. Here we used the ¹³C natural abundance method by planting Acer mono (C₃ plant) in microcosms with maize soil (soil with cultivation of C₄ maize for 23 years) to investigate the responses of R_a and R_h to temperature change and the role of RPE. An overall negative RPE was observed in the growing season, which reduced R_h and its Q₁₀ value by 34.3% and 27.0%, respectively. The Q₁₀ value of R_a (3.89) was 2.5 times higher than that of R_h (1.51). Our results highlight the importance of plant roots in regulating the response of R_s to temperature, which should be considered in models of soil respiration in the future.

Key words: life-form functional group, leaf trait, Stipa krylovii steppe., grazing gradient

曲桂芳1,2,徐文华1,王会1,2,彭勃1,2,高德才1,2,孙建飞1,2,郑俊强1,姜萍1,白娥1*. 五角槭根系的负激发效应降低了异养呼吸及其温度敏感性[J]. 生态学杂志.

QU Gui-fang1,2, XU Wen-hua1, WANG Hui1,2, PENG Bo1,2, GAO De-cai1,2, SUN Jian-fei1,2, ZHENG Jun-qiang1, JIANG Ping1, BAI Edith1*. Negative priming effect of maple roots reduced heterotrophic respiration and its temperature sensitivity.[J]. cje.

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