SBB | 四川农大徐振峰等：土壤霜冻增加对地下生物碳循环过程的影响
推荐：董小橙
编译：木木的天空
编辑：董小橙
四川农业大学徐振峰等人于2019年4月20日在Soil Biology and Biochemistry中预发表了题为《Immediate and carry-over effects of increased soil frost on soil respiration and microbial activity in a spruce forest》的文章。通过人为的减少田间积雪以增加土壤霜冻的结果表明，霜冻增加降低了土壤的基础呼吸、微生物磷脂脂肪酸的含量及与碳循环有关的酶活性，但无论霜冻如何剧烈都不会产生任何跨季节性的影响。
文章重点
1. 冬季霜冻增加，土壤微生物量和酶活性降低
2. 冬季霜冻增加，土壤呼吸减弱
3. 霜冻的增加不会对后续生长季的土壤碳过程产生影响
实验设计
作者在青藏高原东部的一个云杉林中进行了一项操纵雪的实验，研究了冬季霜冻增加对土壤C循环的直接和持续影响。采用类似图1的装置以减少降雪进而增加土壤霜冻并作为实验组，不做装置的则为对照组。分别测定了实验样地中的各项指标，如微气候，可提取态的氮、微生物呼吸、细根生物量、土壤磷脂脂肪酸和酶活性。需要注意的是，当对照组土壤温度（5cm深）在持续5天的时间中均连续低于5℃时，作者将冬季定义为秋季第一天和春季最后一天之间的时期。
文章摘要
全球变暖对冬季的增温效果要比其他季节更加明显。由于冬季变暖，冬季降水更可能会以雨的形式而非雪的形式出现。因此，缺乏隔热作用的雪被覆盖层会增加土壤的霜冻，进而对土壤微生物和生化过程产生复杂而巨大的影响。冬季生物过程及其控制不如生长季节过程那么容易理解，且地下土壤生物过程对冬季气候变暖引起的变化非常敏感，尤其是积雪和土壤霜冻。再加上微生物的高热敏性——即使是土壤温度的微小变化也可能改变微生物的群落结构及其驱动的生态过程。因此，操纵雪实验的文章对探究全球变暖下生物反馈及准确地建模和预测潜在的C反馈是至关重要的。
文章通过探讨青藏高原亚高寒云杉林土壤速冻强化对土壤C循环的直接和持续影响表明，冬季缺雪会增加土壤霜冻强度，降低土壤呼吸;而在随后的生长季节中，冬季的土壤霜冻不会其产生任何影响。例如，较强的土壤冻害不影响土壤团聚体的大小分布和细根生物量。出现这种现象的原因可能是土壤霜冻增加通过直接环境影响(如土壤温度)和对青藏高原亚高山森林土壤生物特性(如微生物量和活动)的间接影响(如微生物量和活动)来降低冬季土壤呼吸，但并未从本质上对土壤性质产生不可逆的影响，因而对后续的生长季C的循环没有影响。
关键词：除雪，土壤酶，微生物量，氮的有效性，土壤团聚体，细根
文中重要图片说明
图1 | 除雪实验装置（引自Campbell, John L. & Laudon, Hjalmar, 2019）
图2 | 其他实验除雪装置（引自Wipf, S., et al, 2015）
图3 | 试验期间的除雪处理和对照小区气温、土壤温度及雪深(a)和土壤含水量(b)
图4 | 在试验期间，除雪处理和控制小区的土壤CO2排放(SEs)。对照组与实验组在某一特定日期的显著性差异用星号表示(P < 0.05)。
图5 | 冬季、生长期和全年中的实组和对照组中土壤CO2外排量与土壤温度(se)的指数关系。
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