土壤含水量调控高寒草原生态系统N2O排放对增温的响应

• 作者: 刘莉 周国英 彭云峰 李飞 杨元合 杨贵彪 王冠钦 陈永亮 韩天丰
• 来源期刊: 植物生态学报
• 关键词: 气候变暖 氧化亚氮 氨氧化古菌 氨氧化细菌 青藏高原
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 105-115
• 页数: 11页
• 字数: 7550字
• 语种: 中文
• DOI: 10.17521/cjpe.2017.0164

摘要

土壤氧化亚氮(N2O)排放是大气N2O不可忽视的来源.然而,目前学术界在气候变暖对土壤N2O排放影响方面的认识仍存在较大争议,且调控土壤N2O排放的微生物机制尚不明确.为此,该研究以青藏高原高寒草原生态系统为研究对象,使用透明开顶箱(OTCs)模拟气候变暖,并基于静态箱法测定了2014和2015年生长季(5-10月)的土壤N2O通量,同时利用定量PCR技术测定了表层(0-10 cm)土壤中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的基因丰度.结果显示:增温处理导致2014和2015年生长季表层(0-10 cm)土壤温度分别升高了1.7℃和1.6℃,土壤体积含水量下降了2.5％和3.3％,其他的土壤理化性质没有发生显著变化.土壤N2O通量呈现年际差异,2014和2015年生长季的平均值分别为3.23和1.47 μg·m2·h-1,然而,增温处理并没有显著改变土壤N2O通量.2014年生长季主导硝化作用的AOA和AOB的基因丰度分别为5.0×107和4.7 × 105拷贝·g-1,2015年为15.2×10 7和10.0×105拷贝·g-1.尽管基因丰度存在显著的年际差异,但在两年中与对照相比并未发生显著变化.在生长季尺度上,增温导致的土壤N2O变化量与其引起的土壤水分变化量之间显著正相关,而与土壤温度的变化量之间没有显著相关关系.以上结果表明,增温导致的土壤干旱会抑制土壤N2O通量对增温的响应,意味着未来评估气候变暖情景下土壤N2O排放量时需考虑增温引发的土壤干旱等间接效应.