【摘 要】
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气候变化对土壤有机碳（SOC）分解的影响是当前的研究热点之一,但目前温湿度变化对森林SOC分解的影响及机制还不确定。本研究通过灭菌培养法进行SOC分解组分分离,研究非生物和微生物过程对土壤有机碳分解的贡献及各组分对温湿度变化的响应,对深入理解全球变化背景下SOC分解过程的变化具有重要意义。鼎湖山受南亚热带季风气候的影响,存在典型的南亚热带森林演替序列,本区域具有高温高湿的气候特征且正在经历温度和降
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气候变化对土壤有机碳（SOC）分解的影响是当前的研究热点之一,但目前温湿度变化对森林SOC分解的影响及机制还不确定。本研究通过灭菌培养法进行SOC分解组分分离,研究非生物和微生物过程对土壤有机碳分解的贡献及各组分对温湿度变化的响应,对深入理解全球变化背景下SOC分解过程的变化具有重要意义。鼎湖山受南亚热带季风气候的影响,存在典型的南亚热带森林演替序列,本区域具有高温高湿的气候特征且正在经历温度和降水季节分配变化,对SOC分解有较深影响。因此,本研究以位于南亚热带季风气候区的鼎湖山不同恢复演替阶段森林表层（0-10 cm）和深层（30-40 cm）土壤为研究对象,通过灭菌处理消除生物分解并设置不杀菌的对照处理,在不同温度（20℃和30℃）和湿度（30%、60%、90%田间含水量（Water holding capacity,WHC））条件下进行室内培养实验,持续观测不同处理下土壤CO2排放速率,研究不同演替阶段森林不同深度土壤微生物和非生物分解的贡献及其对温湿度变化的响应规律。主要结论如下:（1）在不同处理下,非生物分解的平均贡献率为53.95±19.21%,表明非生物分解在高活性的亚热带森林也非常重要。随演替进行,非生物分解和微生物分解累积量均不断增加,但微生物分解的贡献率增大,非生物分解的贡献率降低,说明非生物分解和微生物分解均对总分解有促进作用,且随着演替进行,微生物分解增加速度大于非生物分解的增速,在森林演替后期微生物分解占主导作用。在土层间,非生物分解和微生物均随着土壤深度的增加而下降,深土层的非生物分解贡献率显著大于表土层,微生物分解的贡献率与之相反,说明随着土层深度增加,SOC分解减少的同时,微生物过程比非生物过程对土层变化更敏感。（2）温度升高会导致微生物分解累积量显著增加,非生物分解在30%WHC和60%WHC下增加。随着温度的升高,微生物分解的贡献率显著增加,非生物分解贡献率显著降低或趋于降低,微生物分解Q10值高于非生物分解和总分解,表明在表土层微生物过程比非生物过程对气候变暖更敏感。随着土壤湿度增加,非生物分解和微生物分解累积量有上升的趋势。在高土壤湿度条件下,微生物分解的贡献率显著较高,非生物分解的贡献率与之相反。说明在土壤湿度变化时,相比于非生物分解,微生物分解更敏感。（3）在低温和低水分条件下,非生物过程对土壤CO2排放的贡献最大,微生物分解的贡献较低。这说明在土壤生物活性较高的热带森林中,在低温和低水分条件下非生物过程可能占土壤CO2排放总量的相当大比例。综上,研究表明非生物分解的潜在重要性,甚至是在微生物分解旺盛的森林中,这可能会影响全球温室气体收支和未来气候变化。未来气候变化可能通过SOC非生物分解和微生物分解影响华南地区演替森林SOC分解过程,进而对陆地生态系统碳循环产生影响。
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