实验性增温和过火严重度改变了近期发生火灾的北方森林中的土壤 CO2 通量和土壤功能群

摘要 预计北部地区的全球变暖最为剧烈，且该地区的森林火灾发生频率也日益增加。因此，在确定对气候的反馈作用时，应考虑高纬度地区火灾与温度对土壤呼吸的相互作用。我们检验了以下假说：实验性增温将通过促进微生物和根系生长来增加近期发生火灾的北方森林中的土壤 CO 2 通量，但在过火更严重的区域，这种增加将不太明显。我们在阿拉斯加黑云杉森林的一处火烧迹地中，使用开顶式气室在两个过火严重度水平下将温度升高了 0.4–0.9°C。在连续增温 3 年后，通过便携式气体交换系统测定了土壤呼吸。使用 Biolog EcoPlates ™ 测定细菌的活性微生物丰度，并通过麦角甾醇分析测定真菌的活性微生物丰度。温度升高使土壤 CO 2 通量增加了 20% 并减少了根系生物量，但对细菌或真菌丰度或土壤有机质（SOM）含量没有影响。土壤呼吸、真菌丰度、SOM 和根系生物量随过火严重度的增加而降低。在任何测定指标方面，温度与过火严重度之间均无显著相互作用。增温样地中较高的土壤呼吸速率可能是由于微生物或根系的代谢活性增强。综上所述，我们发现即使在严重过火区域，在升温条件下火灾后的土壤也是向大气排放 CO 2 的更大来源，这表明全球变暖可能会对大气 CO 2 产生正反馈，即使在幼龄北方生态系统中也是如此。