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【优博速览】寇新昌:免耕条件下黑土微食物网对外源秸秆碳输入的响应机制

发布时间:2021-09-23 13:51 点击数:




【作者简介】

寇新昌,男,1992年生,博士,东北师范大学自然地理学专业2021届博士毕业生,现为我校澳门十大正规网站网址师资博士后。主要研究方向是土壤生态学,从事土壤食物网相关研究,具有良好的同位素分析、微生物群落分析、线虫及中大型土壤动物分类鉴定、能流通道及食物网构建机制分析等基础。博士期间,以第一作者或通讯作者身份在《Soil Biology & Biochemistry》、《Plant and Soil》、《Land Degradation & Development》、《Global Ecology and Conservation》等期刊发表SCI论文4篇,中文核心1篇。博士学位论文《免耕条件下黑土微食物网对外源秸秆碳输入的响应机制》被评为2021年东北师范大学优秀博士毕业论文。工作以来,主要开展土壤食物网对长白山苔原带植被格局变化的响应机制研究,主持中央高校青年教师科研启动基金1项。


【博士论文简介】

中文题目:免耕条件下黑土微食物网对外源秸秆碳输入的响应机制

英文题目:Response mechanism of soil micro-food webs to exogenous stover carbon input under no-tillage system

作者:寇新昌

指导教师:吴正方 教授 / 梁文举 研究员

培养院系:澳门十大正规网站网址与中国科学院沈阳应用生态研究所联合培养

研究方向:土壤生态学


【研究背景】

外源有机质输入是影响农田土壤有机碳动态变化的重要因素之一,在提升土壤有机质水平的同时,能够为土壤生物提供大量碳源。秸秆还田作为当今世界普遍重视的一项培肥地力的增产措施,其秸秆施用的数量和质量也会直接和间接地影响土壤微食物网分解通道的变化,进而影响农田土壤生态系统的生产力和可持续性。但到目前为止,国内外的研究多关注于秸秆还田量变化对土壤生物群落的影响,忽视了还田频率在调节土壤微食物网分解通道中的重要作用,秸秆还田量及频率对土壤微食物网分解通道的调节机制尚未厘清。因此,从地下土壤生物学角度阐述和完善秸秆还田措施对农田生态系统的影响机制,有利于揭示外源秸秆碳输入通过影响土壤微食物网群落结构而间接调控土壤有机碳流动、转化与固定的生物学途径,对于东北黑土区提升农田地力和推广保护性耕作技术具有重要的现实意义。


【研究内容】

本研究依托吉林省梨树县长期免耕定位试验研究平台,研究农田不同秸秆还田量和频率条件下外源秸秆碳在土壤中的分解与转化特征,分析有机碳输入量与截留量的相关关系,揭示外源秸秆碳输入对农田土壤有机碳积累的直接作用和激发效应。重点研究有机碳以秸秆还田的方式输入农田后,土壤微食物网内土壤微生物、土壤食微线虫和捕食/杂食线虫等生物功能群的变化规律和相互关系,包括土壤微食物网主要功能群结构和组成,微生物和线虫多度、种类和生物量的变化,线虫代谢足迹对外源碳输入的响应,以及土壤微食物网内主要的上行效应和下行效应分析。利用稳定碳同位素分析技术,量化土壤微食物网主要功能类群对外源秸秆碳转化的贡献,探明碳代谢的生物途径以及能流在食物网内的转化机制,揭示外源秸秆碳输入通过影响土壤微食物网群落结构而间接调控土壤有机碳流动、转化与固定的生物学途径。


【研究创新点】

1. 揭示不同秸秆还田量及频率通过影响土壤微食物网群落结构间接地影响土壤有机碳流动、转化与固定的生物学途径,并探究主要能量分解通道的变化是否会影响土壤养分利用效率,从地下土壤生物学角度阐述和完善秸秆还田措施对农田土壤生态系统有机碳稳定的影响机制,具有一定理论创新。

2. 利用稳定同位素示踪技术量化秸秆还田过程对土壤微食物网营养级间能量流通途径的影响,追踪碳代谢的生物途径以及监测养分在土壤微食物网内的转化动态。


【代表性学术成果】

1. Kou, X.C 1., Ma, N.N 1., Zhang, X.K*., Xie, H.T., Zhang, X.D., Wu, Z.F*., Liang, W.J., Li, Q., Ferris, H. Frequency of stover mulching but not amount regulates the decomposition pathways of soil micro-foodwebs in a no-tillage system. Soil Biology & Biochemistry, 2020.

2. Kou, X.C 1., Su, T.Q 1., Ma, N.N., Li, Q*., Wang, P*., Wu, Z.F., Liang, W.J., Cheng, W.X. Soil micro-food web interactions and rhizosphere priming effect, Plant and Soil, 2018.

3. Kou, X.C., Zhang, X.K*., Bai, W., Cai, Q., Wu, Z.F*., Li, Q., Liang, W.J. Exploring N fertilizer reduction and organic material addition practices: Examining their alleviating negative effect of fertilization on nematode food web in cropland. Land Degradation & Development, 2020.

4. Liang, S.W 1., Kou, X.C 1*., Li, Y.B., Lü, X.T., Wang, J.K*., Li, Q. Soil nematode community composition and stability under different nitrogen additions in a semiarid grassland. Global Ecology and Conservation, 2020.

5. 寇新昌,殷秀琴. 长白山地不同次生林土壤动物群落多样性特征及其分布格局. 山地学报,2017.


【读博感言】

我始终认为读博是一件忙碌又孤独的事儿,需要学会独立的思考、实验、分析和写作,但即便你如此刻苦勤奋,多多少少都会经历一些难以预见的挫折,实验失败、文章拒稿、延期毕业对于每个博士而言都是习以为常的事儿,身边几乎没有一个博士的求学历程是一帆风顺的,当你决定逆流而上的时候,就应该时刻准备好做救赎自己的摆渡人。披荆斩棘过后,你所经历的一切其实只是生活的一个小片段,愿我们始终能够记起读博的初衷,虽历经艰辛在所难免,但要相信自己,相信未来会因此时的付出而变得更美好。



文字:寇新昌                    图片:郝婧妍                    审核:宋飏                    网络编辑:郝婧妍