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秦岭太白山不同林带土壤微生物呼吸速率及其影响因素
引用本文:胡汗,马寰菲,白红英,郭垚鑫,任成杰,赵发珠.秦岭太白山不同林带土壤微生物呼吸速率及其影响因素[J].生态学报,2021,41(1):135-148.
作者姓名:胡汗  马寰菲  白红英  郭垚鑫  任成杰  赵发珠
作者单位:陕西省地表系统与环境承载力重点实验室, 西安 710127;西北大学城市与环境学院, 西安 710127;西北大学生命科学学院, 西安 710127;西北农林科技大学, 杨凌 712100
基金项目:国家自然科学基金青年基金(41601578);中国博士后特别资助(2018T111089);森林生态系统可持续经营教育部重点实验室(东北林业大学)开发基金(KFJJ2019ZD01)
摘    要:为探究森林土壤微生物呼吸对温度的敏感性及其影响因素,在太白山选取典型的4个不同海拔的林带(锐齿栎林、辽东栎林、红桦林、牛皮桦林)的0-10 cm表层土壤为对象,分别在15、25、35℃下进行控温培养实验并测量其土壤呼吸速率、微生物量和胞外酶活性等指标。结果表明:1)在1-20 d与20-72 d时的微生物呼吸速率分别呈现波动下降趋势与缓慢下降趋势,相比于其初始速率平均下降了68%与90%;表明高温在短期内促进土壤呼吸;2)太白山地区土壤温度敏感系数(Q10)随温度的升高而降低;3)在培养过程中,出现15℃和25℃下微生物量先增多后减少,35℃下微生物量一直减少的现象,并且胞外酶是影响土壤微生物呼吸的重要因素,其中BG(β-葡萄糖苷酶)是胞外酶中最重要的影响因子;4)培养72 d以后,BG已无法为微生物生长繁殖提供充足的碳,在25℃和35℃下,由BX(β-木糖苷酶)提供的碳已成为微生物生长繁殖的重要碳源之一。在15℃和25℃下,N是培养前期限制土壤呼吸的因素,C是后期限制因素;在35℃下,N一直是限制土壤呼吸的因素。在15℃和35℃下,土壤呼吸不存在P限制;在25℃的培养前期,P是限制土壤呼吸的因子,而在培养后期不存在P限制。本研究结果阐明抑制土壤碳排放的关键在于抑制土壤微生物呼吸,揭示了在胞外酶驱动下的土壤碳循环特征,为准确预测全球未来气候变化的趋势提供理论基础。

关 键 词:土壤微生物呼吸  林带  温度  胞外酶  控温培养
收稿时间:2019/5/17 0:00:00
修稿时间:2020/10/26 0:00:00

The soil microbial respiration rate and its influencing factors in different forest belts of Taibai Mountain, Qinling Mountains
HU Han,MA Huanfei,BAI Hongying,GUO Yaoxin,REN Chengjie,ZHAO Fazhu.The soil microbial respiration rate and its influencing factors in different forest belts of Taibai Mountain, Qinling Mountains[J].Acta Ecologica Sinica,2021,41(1):135-148.
Authors:HU Han  MA Huanfei  BAI Hongying  GUO Yaoxin  REN Chengjie  ZHAO Fazhu
Institution:Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface System and Environmental Carrying Capacity, Northwest University, Xi''an 710127, China;College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an 710127, China;College of Life Sciences, Northwest University, Xi''an 710127, China;College of Agronomy, Northwest Agriculture and Forestry University, Yangling 712100, China
Abstract:
Keywords:soil microbial respiration  forest type  temperature  extracellular enzyme  temperature-controlled incubation
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