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長久以來,西雙版納由于單一種植橡膠林的土地利用方式對土壤肥力和生態系統功能都產生了強烈的負面影響,如何構建既能保證經濟效益,又能維持相對較高生物多樣性和良性生態系統服務功能的“環境友好型”橡膠林生態系統是熱帶土地利用亟待解決的問題之一。
為此,有研究提出,近自然橡膠林(叢林橡膠)林下植物多樣性和復雜性的增加是提升橡膠林生態系統功能的重要途徑。然而,始終缺乏試驗數據從土壤生物多樣性和生態系統功能的關系予以驗證和解析。近日,中國科學院西雙版納熱帶植物園土壤生態研究組研究人員找到了重要證據,相關成果發表于國際期刊 《土壤生物學與生物化學》。
研究團隊采用野外調查和分子生物學相結合的方法,通過分析不同營養級土壤生物多樣性(細菌、真菌、線蟲和節肢動物)和生態系統功能(植物凋落物、根系生物量、土壤理化性質、土壤酶活性和生態網絡穩定性)之間的關系,量化評估單一種植橡膠林、林下低植物多樣性橡膠林、林下高植物多樣性橡膠林和熱帶季雨林的生態系統功能,并構建了評估熱帶土地利用對土壤健康影響的綜合土壤生物指標體系。
研究結果表明,林下植物多樣性的增加顯著提高了橡膠林土壤生物多樣性、生態系統功能和土壤生物網絡穩定性;土壤生物多樣性和生態系統功能間的關系存在季節和土壤生物體型大小的差異性;雨季小體型土壤生物與生態系統功能(土壤酶活性和根系生物量)呈顯著正相關。研究強調土地利用過程中維持林下高植物多樣性和養分資源(凋落物和根系質量)輸入是促進土壤生物多樣性和提升生態功能的重要途徑,土壤生物的體型大小與生態功能關系的季節差異特性可作為動態生物指標監測土壤健康。