Giải mã những đóng góp sinh học đến độ ổn định của đất trong các khu vực cây bụi bán khô hạn

Ecological Applications - Tập 19 Số 1 - Trang 110-122 - 2009
V. Bala Chaudhary1, Matthew A. Bowker2,1, Thomas E. O’Dell3, James B. Grace4, Andrea E. Redman1,5, Matthias C. Rillig6, Nancy Collins Johnson1
1Department of Biological Sciences, Northern Arizona University, Flagstaff, Arizona 86011-5640, USA
2Área de Biodiversidad y Conservación, Universidad Rey Juan Carlos, c/ Tulipán s/n, E-28933 Móstoles (Madrid), Spain
3The Remediators Incorporated, 905 West 9th Street, Suite 222, Port Angeles, Washington 98363 USA
4USGS National Wetlands Research Center, Lafayette, Louisiana 70506 USA
5Western Ag Innovations, 3631 Kays Road, Wapato, Washington 98951 USA
6Plant Ecology, Freie Universitët Berlin, Altensteinstraße 6, D-14195 Berlin, Germany

Tóm tắt

Các cộng đồng thực vật, vỏ đất sinh học (BSCs) và nấm mycorrhiza arbuscular (AM) được biết đến là có ảnh hưởng đến độ ổn định của đất một cách riêng lẻ, nhưng những đóng góp tương đối, các tương tác và ảnh hưởng kết hợp của chúng chưa được hiểu rõ, đặc biệt là trong các hệ sinh thái khô hạn và bán khô hạn. Trong một nghiên cứu trên quy mô cảnh quan, chúng tôi đã thu thập dữ liệu về cộng đồng thực vật, BSC và nấm AM tại 216 địa điểm dọc theo gradient độ ổn định của đất ở phía nam Utah, Hoa Kỳ. Chúng tôi đã sử dụng mô hình đa biến để kiểm tra ảnh hưởng tương đối của thực vật, BSCs và nấm AM đến độ ổn định bề mặt và dưới bề mặt trong một cảnh quan cây bụi bán khô hạn. Các mô hình được phát hiện là phù hợp với dữ liệu và giải thích 35% sự biến động trong độ ổn định bề mặt và 54% sự biến động trong độ ổn định dưới bề mặt. Kết quả hỗ trợ một số kết luận tạm thời. Trong khi BSCs, thực vật và nấm AM đều đóng góp vào độ ổn định bề mặt, chỉ có thực vật và nấm AM đóng góp vào độ ổn định dưới bề mặt. Trong cả hai mô hình bề mặt và dưới bề mặt, những đóng góp mạnh nhất vào độ ổn định của đất đến từ các thành phần sinh học của hệ thống. Đặc biệt, lớp vỏ đất sinh học được phát hiện có ảnh hưởng trực tiếp mạnh nhất đến độ ổn định của đất bề mặt (0.60; kiểm soát các yếu tố khác). Ngạc nhiên, nấm AM dường như ảnh hưởng đến độ ổn định của đất bề mặt (0.37), mặc dù chúng không thường được coi là tồn tại ở vài milimét đầu tiên của đất. Trong mô hình dưới bề mặt, lớp thực vật dường như có ảnh hưởng trực tiếp mạnh nhất đến độ ổn định của đất (0.42); trong cả hai mô hình, kết quả chỉ ra rằng lớp thực vật ảnh hưởng đến độ ổn định của đất cả trực tiếp (kiểm soát các yếu tố khác) và gián tiếp thông qua ảnh hưởng lên các sinh vật khác. Chất hữu cơ trong đất không được tìm thấy có đóng góp trực tiếp đến độ ổn định bề mặt hoặc dưới bề mặt trong hệ thống này. Ảnh hưởng tương đối của nấm AM đến độ ổn định của đất trong các khu vực cây bụi bán khô hạn này tương tự như những gì được báo cáo cho một đồng cỏ cỏ cao mesic. Các ước tính về ảnh hưởng mà BSCs, thực vật và nấm AM có đến độ ổn định của đất trong các mô hình này được sử dụng để đề xuất số lượng tương đối tài nguyên mà các chuyên gia kiểm soát xói mòn nên dành để thúc đẩy các cộng đồng này. Nghiên cứu này làm nổi bật nhu cầu về các phương pháp hệ thống trong việc chống lại xói mòn, suy thoái đất và sa mạc hóa đất khô.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/0169-555X(95)00027-3

10.1023/A:1005944025343

10.1007/978-94-015-9602-2_1

10.1016/S0341-8162(01)00180-1

10.1007/978-3-642-56475-8_1

Belnap J., 1993, Soil microstructure in soils of the Colorado Plateau: the role of the cyanobacteria Microcoleus vaginatus., Great Basin Naturalist, 53, 40

10.1641/0006-3568(2003)053[0739:BIMTEF]2.0.CO;2

10.2307/1941601

10.1002/9781118619179

10.3170/2008-8-18454

10.1016/j.soilbio.2008.05.008

10.1016/0003-2697(76)90527-3

Brown D. E., 1994, Biotic communities—southwestern United States and northwestern Mexico

10.2307/3898980

Cardy W. F. G., 2000, Rangeland desertification, 131

Chaudhary V. B., 2006, Functions of arbuscular mycorrhizal fungi at ecosystem and community scales in semiarid environments

10.2307/2269460

10.1007/s004420050172

Diamond J., 2005, Collapse: How societies choose to succeed or fail

Dregne H. E., 1983, Desertification of arid lands

Dregne H. E., 1992, Degradation and restoration of arid lands, 249

10.1016/j.soilbio.2004.06.011

10.1071/S96072

Fenchel T., 1976, The role of terrestrial and aquatic organisms in decomposition processes, 285

10.1007/s10533-005-4278-0

10.2307/4002737

10.1111/j.1574-6968.2006.00412.x

10.1016/S0007-1536(63)80079-0

10.1017/CBO9780511617799

10.1007/s10651-007-0047-7

10.1890/1051-0761(2006)016[0503:ASEMAO]2.0.CO;2

10.2136/sssaj2001.1853

10.1890/0012-9658(2003)084[1553:NCMBBS]2.0.CO;2

10.1016/S0341-8162(00)00173-9

10.1111/j.1469-8137.1992.tb01077.x

10.1111/j.1469-8137.1989.tb00313.x

10.1016/S0038-0717(97)00207-1

Jöreskog K. G., 1984, LISREL-VI user's guide

10.1002/9780470024737

10.1029/97JD01303

10.1111/j.1469-8137.1990.tb00476.x

10.2307/3807830

10.1080/00103628409367568

Millennium Ecosystem Assessment., 2005, Ecosystems and human well-being: desertification synthesis

10.1139/b79-079

10.1007/978-94-017-0776-3_1

Moorman T., 1979, The role of endomycorrhzae in revegetation practices in the semi-arid west. II. A bioassay to determine the effect of land disturbance on endomycorrhizal populations., American Journal of Botany, 66, 14

10.1007/978-94-015-9602-2_15

10.1016/S0169-5347(00)89157-0

10.1007/BF02205590

Pellant M., 2000, Interpreting indicators of rangeland health. Version 3., BLM Technical Reference, 173, 4

10.1080/15324980301598

10.1007/978-94-015-9602-2_6

Renard K. G., 1991, RUSLE: revised universal soil loss equation., Journal of Soil and Water Conservation, 46, 30

10.1126/science.1131634

10.4141/S04-003

10.1016/S0038-0717(03)00185-8

10.1023/A:1014483303813

SAS Institute., 2000, JMP 4.0

10.1023/A:1005939924434

10.2307/2265615

10.1126/science.247.4946.1043

10.1002/j.1537-2197.1981.tb07839.x

10.1017/CBO9780511605949

10.2307/4003812

SPSS., 2006, AMOS 5.0.1

10.2307/1937216

10.1139/b99-183

10.2307/2258617

10.1007/BF00000100

10.1111/j.1365-2389.1982.tb01755.x

Toy T. J., 2002, Soil erosion: processes, prediction, measurement, and control

UNCCD [United Nations Convention to Combat Desertification]., 1994, Elaboration of an international convention to combat desertification in countries experiencing serious drought and/or desertification, particularly in Africa

Vierheilig H., 1998, Ink and vinegar, a simple staining technique for arbuscular-mycorrhizal fungi., Applied Environmental Microbiology, 64, 5004, 10.1128/AEM.64.12.5004-5007.1998

10.1007/978-3-642-56475-8_24

10.1097/00010694-199609000-00003

10.1023/A:1004347701584

Thông tin
Thông tin xuất bản

Ecological Applications

Tập 19 Số 1

110-122

Thông tin tác giả