极端温度事件改变了河流生态系统的功能

发布时间:2021-03-26作者:梁佳文浏览量:10

极端温度事件改变了河流生态系统的功能



1 实验目的

1.1 过去几十年中,炎热和寒冷的短期极端气候事件的频率和强度都出现了上升。

1.2 极端变暖和冰冻事件可能会改变其物理化学结构,影响凋落物分解和无脊椎动物。

1.3 此前的研究主要集中在陆地生态系统上,且结果差异较大。


2 实验材料与预处理

2.1 样品采集

样品采集于西班牙北部Agüera流域(北纬43.21°,西经3.27°)

潮湿的海洋气候

年平均降水量:1650mm

年平均温度:11.0°C

2.2 凋落物取样



A  glutinosa 欧洲桤木(固N,快分解)





B  sativa 茅栗 (非固N,快分解)




C  Q. robur 夏栎 (非固N,慢分解)


2.3 选取当地典型无脊椎动物:Sericostoma pyrenaicum 的幼虫

2.4 凋落物处理

C组:20°C,12h(对照组C)

H组:40°C,12h(加热处理组H)

F组:洒水,-20°C,12h(寒冷处理组F)

H+F组:40°C,洒水,-20°C(先加热12h,间隔1h,再寒冷处理12hH+F)


3 凋落物浸出实验

3.1 目的:研究叶片初期养分浸出状况

3.2 处理组设置

3(凋落物种类)X4(处理组)X3(重复)=36

3.3 实验装置

玻璃杯(580mL,直径8 cm)放置于温控室(10°C)内

持续通气,光照12h:黑暗12h

杯内装400mL过滤(100µm)后的溪水

0.3g凋落物

培养72小时

3.4 测定项目

叶片韧性

比叶面积(SLA,叶面积:叶片干质量)

烘干,称重,样品分成两份

一份焚烧,测定无灰干质量(ash free dry mass ,AFDM)

一份研磨,测氮磷

3.5 实验结果 

(1)处理组对质量损失的影响总体上不显著

(2)加热预处理(H组)显著增强了N和P浸出

(3)处理组使叶片结构特征更加均匀


4 凋落物分解实验

4.1 处理组设置

4(3凋落物种类+1混合)X4(处理组)X10(7有虫+3无虫)=160

4.2 实验装置

玻璃杯(580mL,直径8 cm)放置于温控室(10°C)内

持续通气,光照12h:黑暗12h

杯内装400mL过滤(100µm)后的溪水

0.9g凋落物(混合处理,每种0.3g)

培养28天

4.3 实验步骤

先加凋落物和水,培养72小时

分解实验的第1天换水并添加无脊椎生物

随后的第7,14,21天换水

4.4 测定项目

凋落物样品烘干,称重,样品分成两份

一份焚烧,测定无灰干质量(ash free dry mass ,AFDM)

一份研磨,测氮磷

无脊椎动物于溪水中饥饿处理48h,冷冻干燥称重,研磨测氮磷

4.5 实验结果



(1)没有无脊椎动物的处理组,出现负分解现象。微生物生物量的累积和养分的固定化。H处理负分解效果最强,H+F处理表现出质量损失,与对照不同。混合处理质量增加更多,但养分固定较低。负分解现象出现的原因,可能是真菌与细菌相互作用,在凋落物表面形成生物膜。加热预处理后,虽然氮磷浸出增加,有可能发生复杂化合物的分解,使凋落物质量反而升高。

(2)有无脊椎动物的处理组,凋落物的质量损失和养分矿化作用将占主导地位。混合组的分解模式类似于快速分解树种。尽管质量损失,加热处理仍倾向于养分固定。




(3)预处理组中的无脊椎动物生长往往低于对照组,并且这种减少在许多情况下是显著的。而在混合处理组中,差异不显著,这说明环境变量比分解率变化更敏感,说明在易分解树种较多的林区,极端天气会造成更大的影响。


4.6 实验结论

(1)加热预处理能够持续增强N和P浸出,而对质量损失影响不大。

(2)无无脊椎动物的处理组,微生物生物量的累积和养分的固定化,出现负分解现象。其中加热处理处理负分解效果最强。

(3)凋落物的质量损失和养分矿化作用将占主导地位。尽管质量损失,加热处理倾向于养分固定。

(4)预处理组中的无脊椎动物生长往往低于对照组。混合凋落物组的无脊椎动物生长受到抑制较小。





From:陈思远