CO2浓度升高对土壤碳降解酶活性和有机碳的影响

二氧化碳(CO₂)浓度的升高影响了土壤微生物过程,微生物分泌的胞外酶又会介导土壤生物化学反应,从而影响土壤碳循环。然而,当前尚不清楚当CO₂浓度升高时,土壤胞外酶中的碳降解酶活性和土壤碳含量将如何变化。基于2002-2021年全球野外实验数据,通过整合分析法探讨了CO₂浓度升高对酶活性和土壤有机碳的影响,并进一步分析了酶活性变化与土壤有机碳之间的关系。结果表明:(1) CO₂浓度升高使纤维素酶和木质素酶的活性分别提高了12.51%和9.88%,有机碳含量增加了8.04%。(2)有机碳含量变化与木质素酶活性变化呈现正相关(P ＜ 0.01),但与纤维素酶活性变化无显著相关。(3)模型选择分析表明,实验方法显著影响两种酶的活性,特别是FACE实验。此外,土壤有机氮含量和年均降雨量对木质素酶活性的提高也具有显著影响。由此得出结论:CO₂浓度升高使碳降解酶活性增强;外界环境因素以及实验因素对酶活性的增强也有一定的刺激作用,而有机碳含量的增加可能与木质素酶的“酶锁”作用有关。总之,CO₂浓度升高增加了土壤有机碳量,促进土壤碳循环;此外,土壤氮含量、实验方法、年平均降雨量以及CO₂浓度增量的影响也不能忽视。