若尔盖高寒湿地土壤有机质分解对温度变化的响应

发布时间：2019-11-05 01:11

【摘要】：若尔盖高寒湿地处于青藏高原东缘,属于世界第三极,对气候变化非常敏感。气候变暖导致高寒湿地面积减小、水分减少,影响高寒湿地土壤有机质分解速率及其温度敏感性;同时,周期性升温和降温在昼夜,季节和年际间的不同尺度上普遍存在,土壤有机质分解对升温和降温过程是否存在不一致的响应,将会对陆地生态系统碳平衡的预测产生重大的影响。因此,揭示高寒湿地土壤有机质分解及其温度敏感性对暖干化的响应,深入了解土壤有机质分解的机理是科学地评估高寒湿地碳源汇功能的重要科学问题,将为预测陆地生态系统碳平衡功能对未来气候变化的响应提供重要的理论基础。本文以我国最大的高寒湿地—若尔盖高寒湿地为研究对象,沿湿地边缘向典型高寒草甸按水分梯度(降低)设置了 5个取样位置,通过恒温(昼/夜8/5,13/10,18/15,23/20,28/25℃)和变温(6-30℃)培养试验探讨了高寒湿地朝高寒草甸演替过程中土壤有机质分解及其温度敏感性的变化趋势,高寒湿地和草甸土壤有机质分解对升温和降温的不等效响应及其机理。结果表明:(1)温度显著影响高寒湿地土壤有机质分解速率(F=80.880,P0.0001)和累积量(F=111.805,P0.0001)。沿水分梯度,土壤有机质分解速率呈现出先升高后降低的趋势;土壤有机质分解的温度敏感性表现为高寒湿地(1.50)小于高寒草甸(1.83),但并未表现出显著的渐变趋势。类似地,高寒湿地土壤有机质分解活化能沿水分梯度也未表现出具有规律性的变化,但高寒湿地显著小于高寒草甸。(2)高寒湿地和高寒草甸土壤有机质分解活化能随着基质质量指数呈负相关的对数关系(R~2=0.254,p0.001),温度质量假说适用于高寒湿地和高寒草甸。(3)变温试验中升温过程高寒湿地和草甸的土壤有机质分解速率显著大于降温过程(F=7.194,P0.001;F=10.810,P0.001)。随着培养时间的增加,高寒湿地和草甸土壤有机质平均分解速率在升温(R~2=0.523,P=0.002;R~2=0.511,P=0.003)和降温(R~2=0.835,P0.001;R~2=0.277,P=0.044)过程均呈显著的线性下降;土壤有机质分解在降温(4.80;5.20)过程的温度敏感性显著大于升温(1.80;1.52)过程(F=8.379,P0.001;F=18.441,P0.001)。(4)土壤有机质分解的温度敏感性与土壤微生物碳氮呈显著的正相关(R~2=0.418,P=0.004;R~2=0.600,P0.001)。在降温过程中,高寒湿地Q10与土壤可溶性有机碳呈显著的正相关(相关系数0.731),与土壤可溶性有机氮呈显著的负相关(相关系数0.756);高寒草甸Q10与土壤可溶性有机碳呈显著的正相关(相关系数0.866),与土壤微生物氮呈显著的正相关(相关系数0.837)。此外,土壤有机质分解温度敏感性在升温和降温过程中与土壤pH值有显著的正相关关系,与氧化还原电位(ORP)有显著的负相关关系。微生物和底物供应共同趋动了土壤有机质分解对升温和降温过程的不等效响应。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S153.6

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