气候变暖背景下物种组成变化对我国北方泥炭地植物凋落物分解的影响

植物凋落物分解是陆地生态系统碳循环的重要组成部分。在北方泥炭地中，低温、厌氧条件以及基质自身的难分解性抑制了植物凋落物分解，促进了土壤有机碳的净积累。随着气候变暖，植物群落组成变化可能会改变北方泥炭地的凋落物分解速率，影响陆地生态系统碳收支和全球气候系统。然而，相关的研究很少，而且存在很大的不确定性。因此，本项目将以我国大兴安岭北坡连续多年冻土区泥炭地作为研究对象，选取泥炭地常见植物的凋落物，利用分解袋法调查凋落物质量、物种丰富度和物种均匀度对植物凋落物分解速率的影响，同时采用微宇宙法研究了凋落物质量、物种丰富度和物种均匀度对植物凋落物分解的温度敏感性系数Q10值的影响，将植物凋落物分解速率与其温度敏感性系数Q10值结合起来，探讨气候变暖背景下物种组成变化对北方泥炭地植物凋落物分解速率的影响，为准确预测今后北方泥炭地的碳循环过程及其对全球气候系统的反馈效应提供科学依据。

随着气候变暖，植物群落组成将会发生变化，这可能会改变北方泥炭地的植物凋落物分解速率。本项目以我国大兴安岭北坡连续多年冻土区泥炭地作为研究对象，采用分解袋法开展树木扩张和苔藓去除对凋落物原位分解影响的试验，并采用微宇宙法研究物种组成变化对凋落物分解温度敏感性的影响。本研究发现：（1）物种间凋落物质量、分解速率和温度敏感性均存在巨大的差异，而且凋落物碳氮比能很好地指示维管束植物凋落物分解和养分释放速率及其温度敏感性，但只能表征泥炭藓植物凋落物分解和养分释放速率；（2）物种丰富度变化将改变植物凋落物的混合分解效应，并对植物凋落物分解速率及其温度敏感性产生显著的影响，但随着物种数量的增加并没有明显的变化趋势；（3）优势物种，而不是物种均匀度，是决定植物凋落物分解及其温度敏感性的主要因素，而且物种均匀度变化尽管改变植物凋落物的混合分解效应，但对植物凋落物分解和养分释放速率没有产生显著影响；（4）在植物混合凋落物分解过程中，物种丰富度和均匀度变化对凋落物混合分解效应的影响并不一致，而且各组分凋落物的混合分解效应也存在较大的分歧；（5）苔藓去除不仅促进植物凋落物的分解和养分释放，还改变植物凋落物的混合分解效应。随着气候变暖，北方泥炭地中树木丰富度将增加，苔藓植物将减少甚至消失，这不仅将促进植物凋落物分解和养分释放，还会增加植物凋落物分解的温度敏感性，提高土壤碳释放通量，对大气CO2浓度和气候变暖产生正反馈效应。