在這銀裝素裹的世界里，下雪不僅帶來(lái)了詩(shī)意的畫(huà)卷，還為大地覆蓋了一層白色的絨毯，守護著(zhù)生命的源泉，對土地土壤的呼吸也產(chǎn)生著(zhù)影響。
在漫長(cháng)的冬季里，積雪和大地度過(guò)了一個(gè)又一個(gè)寧靜的時(shí)光。積雪不僅保護了土地的水分，還防止了土地溫度的劇烈變化；當春回大地，雪慢慢融化，雪水還會(huì )滋潤著(zhù)大地。在這些過(guò)程中，積雪下土壤中的微生物是一場(chǎng)狂歡還是一片沉寂呢？
接下來(lái)跟隨一篇優(yōu)秀的文章來(lái)了解一下這些過(guò)程~
積雪對有/無(wú)凋落物的溫帶森林土壤CO2及其δ13C值的影響
永凍層和季節性積雪區域占全球陸地表面的60%左右，占全球土壤有機碳（C）儲量的70%以上。積雪直接影響表土和大氣之間的熱交換，減少土壤溫度波動(dòng)的影響。在嚴寒條件下，較厚的積雪可防止土壤結霜，為地下微生物活動(dòng)提供相對穩定的生活環(huán)境。然而，在全球氣候變化背景下，北半球春季陸地積雪面積正逐年減少，預計本世紀末將減少25%。季節性積雪模式對全球氣候變化具有復雜且多樣的響應，可能會(huì )通過(guò)光、熱、水和養分等資源再分配來(lái)影響森林生態(tài)系統的地上和地下過(guò)程。土壤呼吸作為土壤C循環(huán)的重要過(guò)程，占據森林生態(tài)系統呼吸的60%以上，氣候變化導致的土壤呼吸的微小變化甚至會(huì )引起森林生態(tài)系統呼吸的重大變化。積雪和氣溫升高之間的相互作用影響土壤凍融循環(huán)，導致土壤性質(zhì)和土壤CO2排放的變化。作者認為冬季積雪會(huì )影響不同季節土壤微生物呼吸及其δ13C值，且會(huì )隨著(zhù)林分和凋落物的存在而變化，然而，目前，關(guān)于該方向的研究十分有限。
基于此，為盡可能降低其他環(huán)境因素的影響，研究者們在長(cháng)白山森林生態(tài)系統國家野外科學(xué)觀(guān)測研究站附近的溫帶森林林地（溫帶紅松闊葉混交林（BKPF）和白樺林（WBF））采集帶有凋落物的土柱帶回實(shí)驗室，一半去除凋落物，一半保留。人工雪（輕/重）覆蓋，根據野外土壤溫度和氣溫的全年變化，利用低溫培養箱進(jìn)行長(cháng)期培養實(shí)驗，合理設置不同季節的模擬溫度水平變化。利用SF-3000+碳同位素分析儀測定土柱中的CO2排放量及土壤呼吸CO2的δ13C以研究人工積雪和凋落物的存在對中國東北長(cháng)白山地區典型溫帶森林土壤異養呼吸及其δ13C值的影響。
不同階段加雪量及加雪時(shí)間研究結果
不同培養階段有/無(wú)凋落物的積雪覆蓋的大型森林土柱的CO2排放量
不同培養階段有/無(wú)凋落物的積雪覆蓋的大型森林土柱的平均CO2排放量箱線(xiàn)圖
不同培養階段有/無(wú)凋落物的積雪覆蓋的大型森林土柱釋放CO2?的δ13C值的動(dòng)態(tài)變化
不同培養階段有/無(wú)凋落物的積雪覆蓋的大型森林土柱釋放CO2?的δ13C平均值箱線(xiàn)圖
有/無(wú)凋落物下土柱CO2排放量與其相應δ13C值之間的關(guān)系研究結論
該分析系統可用于研究實(shí)驗室條件下未受干擾的大型土柱的異養呼吸變化及其相應的δ13C值。根據全年四個(gè)不同季節的室內模擬實(shí)驗，人工積雪對森林土壤異養呼吸及其δ13C值的影響可能因季節、凋落物的存在和森林類(lèi)型而異。在秋季凍融模擬中，與輕雪覆蓋相比，重雪覆蓋時(shí)的CO2排放量相對較大，土壤呼吸CO2的δ13C值也較小，這表明冬季結冰前積雪增加可能會(huì )增加溫帶森林地下土壤有機碳的分解。隨著(zhù)模擬春季凍融的進(jìn)行，所有處理中土壤呼吸CO2的δ13C平均值變得不那么小，這與秋季凍融模擬期間觀(guān)察到的δ13C值的變化相反。模擬春季凍融期間，重雪覆蓋時(shí)土壤呼吸CO2的δ13C值比輕雪覆蓋時(shí)更負，這與模擬秋季凍融期間和生長(cháng)季觀(guān)測到的δ13C值的變化相反。無(wú)論積雪以及凋落物是否存在，在模擬生長(cháng)季節與非生長(cháng)季節，所有大型土柱上均觀(guān)察到土壤異養呼吸13C富集變化（平均約4.2‰），這可歸因于土壤水分、釋放到土壤中的有機碳化合物的數量和質(zhì)量以及實(shí)驗條件下的土壤微生物特性。通常，陸地生態(tài)系統土壤異養和自養呼吸的δ13C值的季節變化在一定程度上可以反映SOM分解對環(huán)境條件的響應。本研究結果強調了冬季積雪和凋落物的存在對溫帶森林全年土壤呼吸及其δ13C值的影響，需要未來(lái)在野外條件下進(jìn)一步研究，通過(guò)適度考慮土壤理化和微生物特性以及細根生物量引起的激發(fā)效應對土壤呼吸δ13C和土壤碳動(dòng)態(tài)的調節作用，探索關(guān)鍵的內在影響機制。
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