我國在半溫帶地區冬季土壤呼吸差異方面的研究取得進展

　　碳的輸入和輸出之間的平衡決定著陸地生態系統的碳收支。冬季土壤呼吸在年碳收支中占有重要的作用，占年碳排放的3%-50%。溫帶森林生態系統是北半球最大的陸地碳匯，約占全球土壤碳儲量的10%。尤其是在中國，人工林的占地面積達到6933萬平方公頃，占所有森林面積的36%。這些人工林的冬季土壤呼吸可能會受到全球氣候變化的影響，因此需要進一步研究不同人工林冬季土壤呼吸的差異及其作用機理。

圖1. 油松和落葉松小區的大氣溫度（a）和5 cm土壤溫度（b）

圖2. 油松和落葉松小區雪被厚度（a）、土壤體積含水量（b）和冬季CO2呼吸的時間動態

圖3. 不同類型的人工林對土壤硝態氮（a）和銨態氮（b）濃度的影響

圖4. 雪被覆蓋期（a）和雪被融化期（b）油松和落葉松小區的微生物群落結構的主成分分析

圖5. 不同類型人工林對α-葡萄糖苷酶（a）、β-葡萄糖苷酶（b）、纖維素二糖水解酶（c）和木糖苷酶（d）的影響

　　中國科學院沈陽應用生態研究所生物地球化學組白娥研究員和博士生高德才等在中國東北地區選擇油松（Pinus tabuliformis）和落葉松（Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen.）兩個常見的人工林為研究對象，在2014-2015年整個冬季，通過對土壤呼吸和土壤的溫濕度、養分、微生物量、微生物群落結構組成以及土壤胞外酶活性等理化指標揭示了兩種人工林冬季土壤呼吸的差異以及作用機理。結果發現，導致這兩種人工林冬季土壤呼吸的主要原因是油松比落葉松具有較高的土壤微生物量，真菌豐度，真菌細菌比和胞外酶的活性，并不是雪層厚度和無機氮導致其差異的。并且還發現，凋落物的絕熱作用也是非常重要的，尤其對于雪層厚度低于30 cm地區。土壤微生物對于冬季土壤呼吸的影響比土壤養分更重要，因此在估算不同森林生態系統的碳收支時，也需要考慮土壤微生物這個因素。

　　該研究成果以Different winter soil respiration between two mid-temperate plantation forests為題發表在林學頂級期刊Forest Ecology and Management上。生物地球化學課題組的博士生高德才為文章的第一作者，白娥研究員為通訊作者。該研究得到了青年973項目（No. 2014CB954400）、國家自然科學基金（No. 31522010）等的支持。