模拟增温和氮沉降的耦合作用对高寒泥炭湿地土壤碳激发效应的影响

土壤碳激发效应是影响有机质转化的关键机制,全球气候变暖和大气氮沉降对其的影响关系到土壤碳库的稳定性。本研究基于已进行4年氮添加的高寒泥炭湿地土壤,在5 ℃、15 ℃条件下,将对照以及不同水平的氮添加土壤培养60 d,结合¹³C标记的葡萄糖来探究模拟增温和氮沉降的耦合作用对土壤碳激发效应的影响。结果表明,增温显著地增加土壤碳矿化速率（P < 0.05）,而氮添加无显著影响。增温显著提升激发效应强度,在对照样地,15 ℃处理中土壤碳激发效应比5 ℃处理平均增加37.5%。不同温度中的氮添加均使土壤激发效应强度由正向转变为负向,低氮、中氮、高氮相比于对照碳激发效应强度分别平均降低71.1%、90.8%、113.3%。不同氮水平在5 ℃处理对土壤碳激发效应的影响不显著,而15 ℃处理土壤碳激发效应的强度随着氮添加水平的增加而减弱。外源碳添加水平影响土壤碳激发效应强度,与高碳添加水平相比,低碳添加使土壤碳激发效应平均增加23.9%。这些结果表明,温度的增加使正向的土壤碳激发效应更易发生,即在气候变暖的情况下导致土壤有机碳矿化的加速,进而加速气候变暖;氮添加则会导致负向的土壤碳激发效应发生,缓冲气候变暖导致的土壤碳库不稳定性的增加。实验结果表明温度越高,氮添加使土壤碳激发效应的强度降低的越显著,即气候变暖增强的背景下,大气氮沉降的加剧有可能导致土壤碳激发效应强度的降低,部分抵消升温而导致的正向碳激发效应。在未来气候变暖和大气氮沉降的共同作用下,究竟土壤激发效应和土壤碳库将会如何响应仍需进一步的量化研究和模型预测。