在氣候變化背景下，極端干旱發(fā)生的頻率和強(qiáng)度不斷增加，已導(dǎo)致全球森林生態(tài)系統(tǒng)中樹木大量死亡，嚴(yán)重影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和碳平衡。因此，研究樹木的抗旱及其生態(tài)適應(yīng)性管理技術(shù)對(duì)應(yīng)對(duì)全球氣候變化的負(fù)面擾動(dòng)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　極端干旱將會(huì)擴(kuò)大空間和時(shí)間上土壤水分和物理狀況的波動(dòng)，進(jìn)而影響植物生長(zhǎng)、土壤可利用資源和土壤生物。科學(xué)家正致力于穩(wěn)定土壤生物群落和生態(tài)系統(tǒng)過程來(lái)維持目標(biāo)物種的養(yǎng)分吸收，從而提高目標(biāo)物種的生長(zhǎng)，抵抗干旱的危害。

　　花椒（Zanthoxylum bungeanum）作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)樹種，廣泛種植于云南、貴州、重慶、四川、陜西、甘肅等省市適宜區(qū)域，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民增收和脫貧致富起著重要的作用。科學(xué)合理經(jīng)營(yíng)花椒人工林，提高其穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)花椒產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)?扶貧和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施的重要抓手。花椒在氣候波動(dòng)下尤其是極端干旱、極端降雨的情況下，生長(zhǎng)不良、甚至死亡。中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所生態(tài)過程與生物多樣性保育學(xué)科團(tuán)組潘開文課題組前期對(duì)花椒農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)花椒間作大豆復(fù)合系統(tǒng)可提高目標(biāo)樹種花椒對(duì)極端降雨的適應(yīng)能力及恢復(fù)力，有利于應(yīng)對(duì)極端降雨的負(fù)面干擾。

　　成都生物所博士研究生孫鋒在導(dǎo)師潘開文的指導(dǎo)下，針對(duì)岷江上游地區(qū)花椒間作大豆、花椒間作苜蓿、花椒間作辣椒、花椒單作等4種花椒農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)開展人工模擬干旱試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了干旱后不同花椒農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)對(duì)土壤微食物網(wǎng)恢復(fù)力的影響過程及其機(jī)制。結(jié)果表明，干旱對(duì)花椒單作和混作的土壤微生物量沒有顯著影響，但其顯著增加了土壤微生物抗性指數(shù)。在花椒間作苜蓿系統(tǒng)中，干旱顯著增加了線蟲總密度，以及植食線蟲、食真菌、食細(xì)菌線蟲密度；而在花椒間作大豆系統(tǒng)中，干旱顯著降低了土壤線蟲總密度、食細(xì)菌和食真菌線蟲密度。在干旱脅迫下，花椒間作苜蓿系統(tǒng)中，花椒葉片氮含量顯著高于花椒單作和其他混作系統(tǒng)，這主要是因?yàn)槠溆休^高的微生物活性和凈氮礦化率。研究發(fā)現(xiàn)，相鄰作物抗性特征的差異具有加和效應(yīng)，并迅速反映在不同的土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)程和目標(biāo)物種的養(yǎng)分吸收上。在干旱條件下，特定豆科植物間作管理，通過保持土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)程可以穩(wěn)定目標(biāo)物種正常生長(zhǎng)。此外，研究還表明，豆科植物在農(nóng)業(yè)間作中的有效性取決于所涉及的豆科植物的特異性，并可能在未來(lái)的氣候條件下受到不同的影響。就該研究而言，在干旱脅迫下，花椒間作苜蓿，可以通過苜蓿對(duì)土壤水分的重新分配、固氮等作用，穩(wěn)定土壤生物過程，減少干旱對(duì)土壤氮轉(zhuǎn)化的影響，為花椒提供充足的礦質(zhì)氮；花椒通過吸收更多的氮，啟動(dòng)生理生化抗旱機(jī)制，從而提高抵抗干旱的能力，減少干旱對(duì)其生長(zhǎng)的負(fù)面影響。這一發(fā)現(xiàn)不僅為花椒間作系統(tǒng)的構(gòu)建和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理提供了重要依據(jù)，也為樹木尤其是經(jīng)濟(jì)林應(yīng)對(duì)干旱脅迫提供了新的思路，即通過構(gòu)建高效的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)干旱的負(fù)面干擾。

　　該研究獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（Grant No. 2016YFC0502101和2017YFC0505000）的支持和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（Grant No. 31370632 和 31500517）資助。近日以Specific legumes allay drought effects on soil microbial food web activities of the focal species in agroecosystem 為題在線發(fā)表于國(guó)際期刊Plant and Soil,（2019）。