Влияние поступления органического вещества и изменения температуры на дыхание почвенных агрегатов и использование углерода микробами
Цинхай-Тибетское нагорье — один из регионов, наиболее подверженных глобальному потеплению. Длительное воздействие низких температур и влажности почвы сильно подавляло биологическую активность и ферментные системы разложения.
В результате органическое вещество почвы в этом регионе разлагается медленно и накапливается в больших количествах, что подчеркивает его значительный потенциал для высвобождения углерода.
При климатическом потеплении лимитирующий эффект низких температур на почвенные экологические процессы ослабнет или исчезнет, что повлияет на цикл углерода в экосистеме региона. Однако увеличение поступления органического вещества в почву из-за потепления также сильно повлияет на цикл углерода и активность микробов.
Исследователи провели эксперименты с добавлением экзогенного органического вещества, чтобы изучить влияние сочетания его поступления и потепления на дыхание и микробную активность на уровне почвенных агрегатов. Результаты опубликованы в Soil Ecology Letters.
Было обнаружено, что поступление экзогенного органического вещества увеличивало скорость дыхания и накопление углерода в агрегатах, а также меняло паттерн скорости дыхания между агрегатами разного размера.
Температурная чувствительность дыхания почвенных агрегатов увеличивалась в начале инкубации из-за экзогенного органического вещества, а затем снижалась. Эффективность использования углерода микробами отрицательно коррелировала с поступлением экзогенного органического вещества, температурой инкубации и размером агрегатов.
Исследователи считают, что взаимосвязь между температурной чувствительностью дыхания агрегатов и индексом качества почвы (SQI) поддерживает Гипотезу зависимости температуры от качества углерода (Carbon Quality Temperature hypothesis), подчеркивая влияние SQI на Q10. Однако эта взаимосвязь не была столь очевидной на ранней стадии поступления экзогенного органического вещества.
Результаты подчеркивают сложность взаимодействия между изменением климата и поступлением экзогенного органического вещества, а также их важность для динамики почвенного углерода. Они также показывают важность учета влияния экзогенного органического вещества и почвенных агрегатов при моделировании цикла углерода в почве.
«Как крупнейший пул углерода в наземных экосистемах, почва должна полностью использовать свой потенциал секвестрации углерода и увеличивать его содержание, что имеет большое значение для решения проблем глобальных изменений», — сказал профессор Лю.
Почва тесно связана с нашей жизнью. Она необходима для продовольственной безопасности, водной безопасности и общего здоровья экосистемы. Сегодня, в антропоцене, как никогда важно контролировать и повышать содержание органического углерода в почве.