短期模拟氮沉降对兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的影响

摘要

森林土壤呼吸的碳通量是全球碳循环中仅次于植被光合作用的第二大碳通量，其微小波动既会改变大气中CO₂浓度，还会影响森林碳储存能力。大气氮沉降增加对森林生态系统碳循环产生了深刻影响，当前气候变化日益严峻，模拟氮沉降对土壤呼吸的影响机制受到学者们的广泛关注。本研究以兴安落叶松（Larix gmelinii）林为对象，于2023年5-10月设置3个氮沉降水平，分别为0 g·m^-2·a^-1（CK）、5 g·m^-2·a^-1（N1）、10 g·m^-2·a^-1（N2），测定土壤呼吸及其组分与土壤环境因子，探究短期模拟氮沉降对兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的影响。结果表明：（1）CK、N1及N2这3种处理下土壤呼吸及其组分均有明显月变化特征，相较于CK,N1和N2处理显著提高了兴安落叶松林土壤呼吸及其组分（P<0.05），表现为N2>N1>CK，各氮沉降促进效果均表现为自养呼吸>总呼吸>异养呼吸；（2）与土壤自养呼吸相比，土壤异养呼吸占土壤总呼吸比例最大（CK、N1和N2分别占72.39%、72.25%和71.48%）；（3）兴安落叶松林土壤呼吸及其组分与土壤温度呈显著的指数关系，短期氮沉降降低了土壤呼吸及其组分Q₁₀，均表现为CK>N1>N2；（4）除N2处理外，其余处理土壤呼吸及其组分与土壤湿度存在显著的相关关系（P<0.05），但其相关性小于土壤温度与土壤呼吸及其组分，土壤呼吸及其组分与土壤温湿度的复合模型优于单因子模型；（5）冗余分析结果表明，短期模拟氮沉降下，影响土壤呼吸及其组分最重要的化学因子是土壤MBC。本研究通过揭示兴安落叶松林土壤呼吸及其组分对短期氮沉降的响应，可为准确评估该区域生态系统的碳循环对全球氮沉降增加的响应提供基础数据和理论依据。

关键词

氮沉降 / 兴安落叶松林 / 土壤呼吸及其组分 / 土壤温湿度 / 温度敏感性