生长季岷江冷杉林土壤有机碳矿化速率及其温度敏感性对长期增温的响应

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:RyanD
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森林有机碳(SOC)是陆地生态系统碳库的重要组成部分,而温度作为调节陆地生态系统大量生物地球化学过程的关键因素,在土壤碳循环的多个环节中扮演着重要的角色。因此,在全球变暖的大背景下,准确评估不同生态系统土壤碳库对增温的响应情况能为未来气候变化情景下陆地生态系统碳动态状况提供重要依据。本文采用原位开顶式生长室(Open-top chamber,OTC)在不同海拔(2550、2750、3000和3250m)模拟增温,以增温10 a后的川西亚高山岷江冷杉林土壤为研究对象,分别在5月中旬、7月中旬和9月中旬(后称为生长季初期、中期和末期)按土层(0-10和10-20 cm,后称为上层和下层)采样,利用室内培养法研究长期模拟增温对生长季不同海拔、土层岷江冷杉林SOC矿化速率及其温度敏感性(Q10)的影响;结合增温对土壤性质指标的影响,探究其与SOC矿化速率和Q10的内在联系。初步得到如下结果:(1)长期增温略微升高生长季初期时土壤速效钾、速效磷、碱解氮、全氮、全钾、蔗糖酶、酸性磷酸酶、SOC含量,增温后含量分别为201.53 mg/kg、17.5 mg/kg、432.56 mg/kg、2.58 mg/kg、34.65 mg/kg、322.7 mg/g/d、0.46 mg/g/d和80.6 g/kg(p>0.05)。增温略微增加中期时土壤pH、速效磷、碱解氮、全氮、全磷、全钾、阳离子交换量、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和SOC含量(p>0.05),显著增加酸性磷酸酶活性(p<0.05),增温后其值分别为5.59、19.78 mg/kg、479.56 mg/kg、4.77g/kg、0.45 g/kg、33.34 g/kg、26.51 cmol/kg、342.91 mg/g/d、27.03 mg/g/d、0.13 mL/g、78.73 g/kg和0.48 mg/g/d。增温略微增加末期时土壤pH、速效钾、速效磷、全磷、脲酶、蔗糖酶、全钾含量,增温后值分别为5.52、178.56 mg/kg、10.34 mg/kg、0.56g/kg、54.58 mg/g/d、483.44 mg/g/d和40.2 g/kg(p>0.05)。除pH外,SOC含量在三个时期与其他土壤指标的相关性都比较强。相对于增温,海拔和土层对所分析的土壤指标影响相对更大。(2)增温略微增加初期和中期时土壤SOC矿化速率,增温后的值分别为82.94和143.62mL/kg/d(p>0.05)。海拔或土层的单独作用对每个时期SOC矿化速率均有极显著影响,而增温会降低海拔或土层对SOC矿化速率的影响效果。(3)长期增温使生长季初期时Q10显著降低,中期时略微降低,末期时显著增加,增温后的值分别为1.95(p<0.05)、1.7(p>0.05)、2.08(p<0.05)。海拔单独作用对每个时期的Q10均有显著影响,土层则仅对中期和末期时Q10有显著作用。(4)SOC含量会增加增温或土层对生长季初期和中期时SOC矿化速率的影响效果,降低末期时效果,SOC含量增加海拔对所有时期SOC矿化速率的影响效果。土层为整个生长季中对SOC矿化速率影响最大的环境因素。随着生长季的推进,增温对于SOC矿化速率的直接影响增大,且在生长季末期时超过海拔。SOC矿化速率与SOC含量在本研究逐步回归分析中并未发现必然的直接联系;SOC含量减弱增温在生长季初期和中期时对Q10的作用,增强末期时的作用。SOC含量增强土层和海拔对生长季三个时期时对Q10的作用。本研究中,海拔为整个生长季中对Q10影响最大的环境因素。
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