沼澤螞蟻巢丘體格局對土壤碳氮循環影響研究獲進展

　　土壤動物與生態系統過程-功能的關系是陸地表層系統研究亟須解決的關鍵科學問題之一。人類活動強烈干擾下，原生沼澤陸向退化演替直接導致土壤陸生無脊椎動物增多，也將進一步影響濕地原有生態過程和功能的發揮。螞蟻是沼澤濕地中典型的“生態系統工程師”，螞蟻巢丘體是常見的土壤生物構筑體(biogenic structure)，但其分布格局和功能作用研究還罕見報道。

　　中科院東北地理與農業生態研究所土壤生物多樣性學科組武海濤副研究員等人，以三江平原退化淡水沼澤作為研究對象，較為系統地研究了退化沼澤螞蟻巢丘體的分布格局特征和其對土壤碳氮循環關鍵過程的影響。相關成果發表在Soil Biology & Biochemistry和Applied Soil Ecology。

　　研究結果表明，三江平原螞蟻巢丘體種類和密度隨微水文地貌梯度變化具有明顯的帶狀分布格局。螞蟻筑巢活動，改變了沼澤土壤碳氮含量原有特征，顯著降低了土壤容重，降低了土壤碳氮庫功能，增加了土壤碳氮儲量的空間異質性。螞蟻巢丘的形成將自然沼澤土壤從CH4的源轉變為匯(-0.39--0.19mg m-2 h-1)，增加了土壤N2O排放的季節波動性(0.007-0.13 mg m-2 h-1)，提高了土壤CO2的排放速率，成為土壤呼吸的熱點(是對照土壤的1.08-3.09倍)。而且這種影響隨不同螞蟻巢丘種類而有所差異。

　　由于退化沼澤中螞蟻巢丘體分布密度較大，其對濕地土壤物質循環的影響不容忽視。螞蟻巢丘體碳氮儲量占到自然沼澤土壤碳氮總儲量的5.3%-7.6%;螞蟻巢丘CO2和N2O源排放占到沼澤土壤總排放的7.02%和3.35%;而作為CH4的匯，占到沼澤土壤排放的-4.28%。

　　本研究在理論上強調了“生態系統工程師”非同化作用方式改造環境和影響生態過程的能力，實踐上能夠為退化濕地的監測和管理提供指導，被國際同行評審專家認為是“揭示土壤動物參與物質循環過程的原始創新研究”。

　　論文信息：H T Wu, X G Lu, D H Wu, L H Song, X M Yan, J Liu. Ant mounds alter spatial and temporal patterns of CO2, CH4 and N2O emissions from a marsh soil. Soil Biology & Biochemistry, 2013, 57:884-891.

　　H T Wu, D P Batzer, X M Yan, X G Lu, D H Wu. Contributions of ant mounds to soil carbon and nitrogen pools in a marsh wetland of Northeastern China. Applied Soil Ecology, 2013, 70:9-15.