蚂蚁筑巢对热带橡胶人工林土壤甲烷排放季节动态的影响

作     者：王郑钧 王邵军 肖博 解玲玲 郭志鹏 郭晓飞 李瑞 罗双 夏佳慧 杨胜秋 兰梦杰 WANG Zhengjun;WANG Shaojun;XIAO Bo;XIE Lingling;GUO Zhipeng;GUO Xiaofei;LI Rui;LUO Shuang;XIA Jiahui;YANG Shengqiu;LAN Mengjie

作者机构：西南林业大学生态与环境学院昆明650224 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2024年第35卷第6期

页      面：1695-1704页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32271722,32060281) 云南省一流学科建设项目(云教发73号)资助 

主　　题：蚁巢 甲烷排放 甲烷产生菌 甲烷氧化菌 热带橡胶林 

摘      要：蚂蚁筑巢能够通过改变土壤甲烷氧化/还原微生物及理化环境,调控森林土壤甲烷排放过程及季节动态。以西双版纳热带橡胶人工林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢和非巢土壤甲烷排放通量的季节变化,分析蚂蚁筑巢引起热带人工林土壤功能微生物、微生境及土壤养分改变对甲烷排放通量的影响规律。结果表明:1)与非巢地相比,蚂蚁筑巢显著降低了橡胶人工林土壤甲烷排放,年均通量减少59.9%。干季蚁巢土壤是甲烷汇(-1.770μg·m^(-2)·h^(-1)),相较非巢地减少了87.2%;湿季蚁巢土壤则为源(0.703μg·m^(-2)·h^(-1)),其甲烷排放量增加了152.7%。2)蚂蚁筑巢改变了土壤温湿度及碳氮养分含量。相较于非巢地,蚁巢土壤温度、湿度及碳氮组分含量年均增幅达4.9%~138.5%,其对甲烷排放通量的解释率分别为90.1%、97.3%、27.3%~90.0%。3)蚂蚁筑巢改变功能微生物多样性及群落结构。相较非巢地,蚁巢年均甲烷产生菌群落多样性指数(Ace、Chao1、Shannon和Simpson)变幅为-9.9%~61.2%,且高于甲烷氧化菌群落(-8.7%~31.1%),产甲烷菌和甲烷氧化菌优势属相对丰度变幅分别为46.8%和-6.3%。甲烷产生菌对排放通量的解释率(78.4%)高于氧化菌(54.5%),甲烷产生菌与甲烷氧化菌优势属对排放通量的解释率共为68.9%。4)结构方程表明,甲烷产生菌、氧化菌、土壤含水率为甲烷排放通量的主控因子,其对土壤甲烷排放的贡献率分别为95.6%、95.0%和91.2%,而土壤温度、碳氮组分的贡献(73.1%~87.7%)次之。因此,蚂蚁筑巢主要通过改变甲烷功能微生物多样性及土壤水分状况而影响甲烷排放季节动态。