黄淮海平原不同土地利用方式对土壤有机碳 及微生物呼吸的影响

土壤是陆地生态系统最大的碳库，有机碳通过微生物分解作用向大气释放CO2，土壤碳库的微小变化将会对大气CO2浓度和全球碳循环产生巨大的影响。在当前人类活动频繁和土地利用与土地覆被变化的背景下，研究不同土地利用方式对土壤有机碳等理化性质和土壤微生物呼吸等功能的影响，可以阐明影响土壤碳汇功能的关键因子，为未来土地利用管理提供科学依据。以开封市为例，研究了黄淮海平原不同土地利用方式（包括弃耕地、草地、果园、农田和森林）下土壤湿度、pH值、铵态氮、硝态氮、总碳、总氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳氮、微生物呼吸及其温度敏感性的变化规律。研究结果表明，（1）森林土壤湿度、总碳、总氮、有机碳（1.48%）、微生物生物量碳氮含量显著高于其他土地利用方式，但其微生物呼吸（101.06mg·kg-1·d-1）和温度敏感性（1.18）最小。（2）农田土壤的总碳、总氮、有机碳、微生物生物量碳氮含量均次于森林且高于其他土地利用方式，微生物呼吸速率较大（128.55mg·kg-1·d-1）。（3）弃耕地、草地和果园土壤碳氮和微生物碳氮较小。（4）结构方程模型表明土地利用方式可以直接解释土壤有机碳积累的68%，且可通过土壤湿度间接地影响土壤有机碳和微生物呼吸。土壤有机碳和微生物呼吸分别被土壤湿度和硝态氮含量等因子解释了93%和54%。该研究表明森林生态系统利于土壤有机碳固持，其较小的微生物呼吸温度敏感性对应对未来全球气候变化具有重大意义；农田占地面积广大，农业经营中在保障粮食生产的同时要采取免耕或秸秆还田等措施充分发挥其碳汇作用。
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