GCB | 中科院植物所刘玲莉研究组揭示增雪对温带草地土壤深层有机碳积累的促进作用
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随着气候变暖，全球大部分地区的降雪呈下降趋势。然而，受大气环流影响，中国温带草地大部分区域冬季降雪却呈增加态势。积雪显著影响了冬季土壤微气候环境和春季水份供应，从而改变植物和微生物的活动，进而可能对土壤有机碳的储量及在不同深度上的分布产生影响。目前气候变化对土壤碳储量的研究主要关注气候变暖和生长季降水等因子，对冬季降雪格局变化对土壤有机碳储量的影响了解有限，而积雪对不同深度土壤有机碳动态的机理更是知之甚少。
中科院植物所刘玲莉研究组在内蒙古温带草地沿降水梯度选择了11个公路挡雪墙，利用挡雪墙形成的不同增雪梯度，开展了联网研究。通过对不同增雪强度下的植物地上调查和土壤剖面0-60厘米取样，分析了植物和微生物的生物量、群落组成、土壤有机碳含量等参数。研究结果显示，冬季增雪导致温带草地土壤有机碳含量显著上升，且这种增加主要发生在深层土壤中（+74.7%，40-60cm），而在表层土壤中的有机碳的增量相对较小（+19.0%，0-5cm）。进一步分析表明，冬季增雪提高了微生物和根系生物量，从而促进了表层有机碳的积累。同时，增雪加剧了冻融阶段的淋溶强度，导致表层可溶性有机碳被冲刷到土壤深层，这一过程是导致深层土壤有机碳积累的关键因素。
这一研究结果表明，冬季降雪格局变化不仅改变了植物和微生物碳输入，还会促进淋溶引起的碳传输，导致表层有机碳沿着土壤剖面向下迁移，从而提高温带草地深层土壤的碳储量。因此，深层土壤碳储量并非像普遍认为的那样稳定，其对降雪格局变化的敏感性反而可能高于表层土壤。目前对气候变化如何影响土壤垂直剖面上的有机碳分布和储量的理解还很有限。因此，有必要发展新的技术和方法，更好地监测深层土壤碳库的变化，推动现阶段对土壤碳库如何响应全球变化的认识。
冬季降雪变化影响温带草地表层和深层土壤碳储量的概念模型图
该研究成果于5月28日在线发表于国际学术期刊Global Change Biology。植物所邓美凤副研究员为第一作者，刘玲莉研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接 ↓
https：//doi.org/10.1111/gcb.16798
（环境生态网）
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责任编辑：马青
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