青藏高原高寒草甸不同土层土壤有机碳分解温度敏感性及其驱动机制(2)
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Keywords3
引言3
1材料与方法4
1.1材料4
1.1.1研究地点概况4
1.1.2样品采集5
1.2实验设计5
1.3土壤基础理化性质的测定5
1.4土壤微生物指标的测定5
1.5土壤根系指标的测定5
1.6数据处理与统计分析5
2结果6
2.1土壤基础理化指标随深度的变化6
2.2不同土层土壤有机碳分解的时间动态7
2.3不同土层土壤有机碳分解的温度敏感性7
2.4不同土层土壤微生物的呼吸商8
3讨论8
3.1土壤有机碳分解的时间动态9
3.2三种计算土壤有机碳分解的温度敏感性方法的比较9
3.3不同土层土壤有机碳分解的温度敏感性的驱动机制9
4结论10
致谢10
参考文献10
附录12
附图1中国科学院海北站位置12
引言 土壤碳 库是 陆地生 态系 统中 最大的 碳库 ，其存 储了 大约 1500Pg（1Pg=1Gt=1015g）的有机碳，约是陆地植被（500Pg）的 3 倍，大气碳库(730Pg)的 2倍[1]。土壤有机质分解释放的CO2是土壤与大气之间最大的气体交换通量之一。在陆地生态系统中，每年从大气圈中流向陆地的CO2通量（全球净初级生产力，NPP）和陆地流向大气圈的CO2通量（呼吸和火烧）大约都是每年 60Pg[1]。然而由于更加剧烈和频繁的人类的活动，这两个过程已经不是平衡状态，使得土壤碳库已经变得更小[2-3]。而且相对于其他地区，青藏高原高寒草甸土壤由于漫长的生物固碳和缓慢的生物降解过程，因此土壤中存储了大量的有机碳，其对气候变化异常敏感，即使其土壤碳库轻微的变化也会引起大气中CO2浓度巨大的变化，并会对全球变暖产生重要的反馈作用，并且进一步加剧全球气候变暖[4]。 土壤有机碳（SOC）分解对于温度变化的响应常用温度敏感性（Q10）来表示，表征温度每升高10℃土壤有机质分解增加的倍数。 土壤有机碳分解的温度敏感性是非常重要的，因为它决定了大气圈中CO2的浓度对气候变暖的响应水平，同时有研究表明，温度是影响土壤碳平衡的关键要素，因此国内外学者对于土壤有机碳分解的温度敏感性开展了大量的研究[5-17]。有研究表明，全球变暖会加速SOC 的分解，导致陆地生物圈净碳释放。朴世龙等[15]研究发现秋季变暖导致土壤呼吸大于光合作用，使北方陆地生态系统碳固持能力下降。而另有研究表明SOC分解对于气候变暖的反应只是暂时的或者迟钝的。Glardina 和 Ryan[6]对来源于全球五大洲82 个土壤样品培养研究发现，温度不会促进森林矿质土壤有机碳的分解。骆亦其等[16]对美国高草草原生态系统升温实验表明，土壤呼吸对升温的适应性可能弱化陆地生态系统碳循环和气候变暖之间的正反馈。 Melillo 等[17]对中纬度阔叶林10 年的增温实验表明，由于植物的碳输入间接的弥补了土壤碳损，使温度对土壤有机碳分解的影响变得微弱和短暂。 然而，土壤碳库并不是一个均匀的碳库，而是由一系列具有不同周转时间的碳库组成，从简单的糖类到复杂的腐殖质，不同的碳库具有不同的温度敏感性。因此，土壤有机碳不同组分分解的温度敏感性存在差异，导致全球气候变化和土壤有机碳分解之间的反馈关系存在不确定性，因此没有得出一致性的结论，仍存在争论。 而且随着土壤深度的加深，其物理、化学、生物性质也表现一定的区别，呈现一定的规律性，使得不同土层的土壤对于气候变暖产生不同的响应。因此，本实验通过室内培养的方法获得的不同温度下不同土壤深度的土壤呼吸数据，从而可以分析其土壤有机碳（SOC）矿化特征和温度敏感性随着不同土层的变化规律；同时结合土壤的基础理化性质（pH值、总的和速效的碳氮磷含量等）,微生物指标（生物量、呼吸商）和根系指标（生物量） ，研究不同土层SOC 分解的温度敏感性及其驱动机制；采用三种不同的温度敏感性的计算方法（Equal time method、Equal carbon method、Model method），寻求更适合表达以及评价土壤有机碳分解温度敏感性的方法；研究结果对于预测未来气候变暖条件下青藏高原高寒草甸不同土层碳的平衡具有一定的指导意义。
下一篇：北美车前入侵中的叶性状变异