全球变化生态学--PPT

全球变化下的地下生态学 陈虞雯2014 10 15 主要内容 概况全球变化下地下生物过程全球变化下地上地下部关系 全球气候变化 CO2浓度不断在增加在2100年 CO2浓度将达到540 970ppm 全球温度在升高21世纪 气温将增加4 1 4 6 过去近300年来大气CO2浓度变化 过去140年来全球温度的变化 陆地生态系统对全球变化如大气CO2浓度增加 氮沉降 地面增温和外来物种入侵作出响应 过去人们主要关注生态系统地上部分植物对全球变化的响应 而对地下部分植物的根和微生物了解较少 自1990年代后期以来 伴随着全球生态学研究的深入 一个新兴的生态学领域 地下生态学 belowgroundecology 开始形成 并得到了快速发展 地下生态学从不同学科层次探索地下部分的结构 功能 过程以及与地上部分的关系 并特别关注其对全球变化的响应 研究对象包括植物根系 地下动物和土壤微生物 全球变化下地下生物过程 目前越来越多的研究开始注意全球变化过中的土壤生物过程 Hodge 1996 Hueta1 1999 Oreneta1 2001 Objective1 确定CO2 Waring Precipitation何种气候变化因子对土壤动物丰度起到特别影响Objective1 土壤动物对气候变化的响应是否与分类 个体大小和营养级有关 通过多篇文献 meta analysis分析 CO2升高 降水加强能够显著影响土壤生物区系的丰度 土壤动物种类 生态系统类型不影响其对气候变暖和CO2升高的响应 但个体大小 营养级影响其对CO2升高的响应 SEMCO2升高 提高土壤水分 微生物量 微型节肢腐食者 纤毛虫丰度 以前研究表明 CO2增加条件下增加的碳的输入会促进 激发效应 和土壤中碳的周转 ChengandJohnson 1998 Hoos becketa1 2004 增加了土壤中微生物的食物来源 促进了地下生物的多样性 氮沉降通过改变地上植食性动物的取食 对土壤动物多样性产生影响 如氮沉降导致植物叶片氮含量增加 从而促进地上食草动物的取食 减少植物向地下的输入 HaddadNMetal 2000 全球变化下地下部和地上部分的关系 生态系统最活跃部土壤生物 是联结地上部分与地下部分物质循环和能量流动的纽带 对地上部分植物群落的结构 功能及过程起着重要的反馈调控作用 Wardleetal 2004 Science304 菌根对CO2浓度增加的响应尤为重要 因为菌根在植物获取养分中起着重要作用 而且菌根是重要的碳库 TresederandAllen 2000 Staddoneta1 2003a Rillig 2004 PossibleMechanisms Nutrientavailability interactionsbetweenplantlitter rootanddecompositionprocess Bio trophicinteractions herbivores pathogens andsymbioticmutualists SoilBiotaEffectsonPlant AMF AvailableMechanisms VanderHeijdenetal 1998 Nature 396 69 增加AMF生物多样性 促进土壤磷的有效利用 从而缓解植物竞争 促进生产 AMfungi通过广泛的菌丝并提高养分 促进种子在常年草地上定殖 promotedseedingestablishmentinperennialgrasslandbyintegratingemergingseedingsintoextensivehyphalnetworksandbysupplyingnutrients especiallyP vanderHeijden 2004 EcologyLett AMPromotePlantSpeciesCoexistence 展望 研究全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对土壤生物过程和多样性的影响 以更好地预测未来土壤动物多样性及相关生态学过程的变化及其机制 大气CO2浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢物质的变化 以植物为食的地上部昆虫的个体生长发育 种群数量