外源碳输入对苔原土壤有机碳矿化和组分的影响

Effects of exogenous carbon inputs on soil organic carbon mineralization and its components in the tundra

二维码有效期 120s

摘要苔原生态系统土壤碳储量巨大,其微小的变化都可能显著影响大气CO2的浓度,对调节全球碳平衡有着重要的意义.长白山岳桦(Betula ermanii)林下的草本植物入侵苔原,导致苔原植被发生显著变化,为揭示不同外源碳输入对土壤有机碳矿化及组分的影响,开展了120 d的室内培养实验.选取苔原带原生灌木优势种牛皮杜鹃(Rhododendron aureum)和入侵草本优势种小叶章(Deyeuxia angustifolia)的凋落物,采集牛皮杜鹃样方内表层土样(0-15 cm),设置 6 个凋落物处理模拟不同外源碳输入.研究结果表明:(1)与灌木凋落物输入相比,随着草本外源碳输入比例的提高,增加了土壤有机碳矿化速率、土壤有机碳累积矿化量和正激发效应,特别是培养初期的土壤有机碳矿化速率和正激发效应增加更为显著;并且较高品质的混合凋落物输入使各项测量指标高于品质更高的单一草本植物凋落物输入.(2)与灌木凋落物输入相比,随着草本外源碳输入的增加,减少了土壤有机碳库中总有机碳的数量和重组有机碳的比例,增加了微生物量碳、可溶性有机碳、易氧化有机碳和轻组有机碳的比例,而且也增加了土壤中速效养分的含量.(3)通过相关分析、一级动力学单指数模型和一级动力学双指数衰减模型拟合表明,高品质的外源碳输入促进土壤有机碳的矿化,而低品质的外源碳输入有利于土壤有机碳的稳定.综上,随着草本植物入侵程度的加重,苔原土壤有机碳库变得越来越不稳定,而当未来草本植物完全代替灌木植物时,苔原土壤有机碳库又会变得相对稳定一些.