黄土高原生物结皮覆盖下表层土壤有机碳组分对模拟气候暖湿化的响应

作     者：冼海英 肖波 姚小萌 窦韦强 XIAN Haiying;XIAO Bo;YAO Xiaomeng;DOU Weiqiang

作者机构：中国农业大学土地科学与技术学院/农业农村部华北耕地保育重点实验室北京100193 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 河北师范大学资源与环境科学学院环境演变与生态建设实验室石家庄050024 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2025年第36卷第1期

页      面：132-140页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(42077010) 中国科学院“西部之光”人才培养引进计划项目(2019)资助 

主　　题：气候变化 生物土壤结皮 碳循环 碳转化 黄土高原 

摘      要：全球气候变化加剧可能会导致干旱半干旱区气温上升和降雨量增加。生物结皮作为干旱半干旱区重要的地表覆被物,其所覆盖土壤中有机碳组分与稳定性如何响应未来气候暖湿化尚不明确。本研究以黄土高原藓类生物结皮为对象,探究了土壤有机碳组分及其稳定性对持续两年增温(增加约3℃)、增温+增雨10%、增温+增雨30%和增温+增雨50%的响应。结果表明:1)与不增温增雨的对照相比,单独增温和增温增雨均显著提高了藓类生物结皮覆盖土壤表层总有机碳及其组分含量,但降低了土壤有机碳稳定性。增温和增温增雨处理使土壤总有机碳、活性有机碳(易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳)和惰性有机碳含量分别平均增加了28%、51%和24%,同时使土壤有机碳活性指数平均提高了28%。与增温处理相比,增温增雨处理下土壤总有机碳、活性有机碳和惰性有机碳含量随增雨幅度的升高分别平均增加了25%、30%和22%,同时土壤有机碳活性指数平均提高了15%。2)模拟暖湿化气候条件下,土壤总有机碳、活性有机碳和惰性有机碳含量与生物结皮盖度、苔藓生物量和密度以及铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关;年降雨量平均解释了土壤有机碳组分变化的88%。综上,气候暖湿化改变了生物结皮的碳转化策略,提高了土壤有机碳组分含量及其活性,但其活性增强导致稳定性下降。因此,未来暖湿气候加剧背景下,黄土高原地区藓类生物结皮覆盖土壤中有机碳含量可能会增加,土壤碳库的动态变化可能更剧烈。