摘要:
温度和水分是影响土壤有机碳(SOC)矿化的两个关键因素,然而从化学动力学角度探究SOC矿化过程对温度和水分变化的响应机理仍较少。本研究以黄棕壤为研究对象,设置培养温度梯度分别为T1(15℃)、T2(25℃)、T3(35℃)和T4(45℃);土壤水分条件分别为30%WHC和60%WHC,进行微宇宙培养实验,监测CO2排放,计算土壤呼吸熵、温度敏感性(Q10)和活化能(Ea)。结果显示,在两个水分条件下,与常温T2处理相比,T3和T4处理CO2累积排放量分别增加了42.37%-103.19%、土壤呼吸熵分别增加了64.25%-144.00%。T1处理CO2累积排放量和土壤呼吸熵均较T2处理降低了约60%。相同温度条件下,30%WHC水分处理的土壤CO2累积排放量和土壤呼吸熵均显著低于60%WHC水分处理。在两个水分条件下,T1处理的Ea较T3和T4处理提高了104.73%-392.17%,Q10相应地提高了66.67%-114.29%。相关分析表明,SOC矿化量与Ea、Q10、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)呈显著负相关,与土壤温度呈显著正相关,而土壤水分与SOC矿化量之间未见显著关系。可见,在本研究条件下,升高土壤温度降低了SOC的 Ea,从而有利于微生物矿化SOC。因此,在预测未来气候变化对土壤碳循环影响时,SOC活化能将是一个非常重要的评价指标。