沼泽蚂蚁巢丘体格局对土壤碳氮循环影响研究获进展

　　土壤动物与生态系统过程-功能的关系是陆地表层系统研究亟须解决的关键科学问题之一。人类活动强烈干扰下，原生沼泽陆向退化演替直接导致土壤陆生无脊椎动物增多，也将进一步影响湿地原有生态过程和功能的发挥。蚂蚁是沼泽湿地中典型的“生态系统工程师”，蚂蚁巢丘体是常见的土壤生物构筑体(biogenic structure)，但其分布格局和功能作用研究还罕见报道。

　　中科院东北地理与农业生态研究所土壤生物多样性学科组武海涛副研究员等人，以三江平原退化淡水沼泽作为研究对象，较为系统地研究了退化沼泽蚂蚁巢丘体的分布格局特征和其对土壤碳氮循环关键过程的影响。相关成果发表在Soil Biology & Biochemistry和Applied Soil Ecology。

　　研究结果表明，三江平原蚂蚁巢丘体种类和密度随微水文地貌梯度变化具有明显的带状分布格局。蚂蚁筑巢活动，改变了沼泽土壤碳氮含量原有特征，显著降低了土壤容重，降低了土壤碳氮库功能，增加了土壤碳氮储量的空间异质性。蚂蚁巢丘的形成将自然沼泽土壤从CH4的源转变为汇(-0.39--0.19mg m-2 h-1)，增加了土壤N2O排放的季节波动性(0.007-0.13 mg m-2 h-1)，提高了土壤CO2的排放速率，成为土壤呼吸的热点(是对照土壤的1.08-3.09倍)。而且这种影响随不同蚂蚁巢丘种类而有所差异。

　　由于退化沼泽中蚂蚁巢丘体分布密度较大，其对湿地土壤物质循环的影响不容忽视。蚂蚁巢丘体碳氮储量占到自然沼泽土壤碳氮总储量的5.3%-7.6%;蚂蚁巢丘CO2和N2O源排放占到沼泽土壤总排放的7.02%和3.35%;而作为CH4的汇，占到沼泽土壤排放的-4.28%。

　　本研究在理论上强调了“生态系统工程师”非同化作用方式改造环境和影响生态过程的能力，实践上能够为退化湿地的监测和管理提供指导，被国际同行评审专家认为是“揭示土壤动物参与物质循环过程的原始创新研究”。

　　论文信息：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.