长期增温和施氮对华北平原农田土壤呼吸及其温度敏感性的影响

在全球气候变暖与氮沉降不断加剧的背景下,作为我国粮食主产区之一的华北平原农田土壤呼吸如何响应气候变暖和氮沉降增加成为亟待解决的问题。本文在华北平原冬小麦单作土壤布置了11年野外增温和施氮肥试验,包括对照(CK)、红外增温(W)、施氮肥(N)和红外增温+施氮肥(WN)4个处理,采用静态箱-气相色谱法测定了2018—2020年土壤呼吸速率及其温度敏感性。结果表明:2018—2020年,W和WN处理使5 cm深土壤温度平均提升约2°C,使土壤体积含水量下降2.4%。不同处理间土壤呼吸速率呈现明显的季节动态,冬小麦3—6月生长季平均土壤呼吸速率(329.06 mg∙m^(−2)∙h^(−1))显著高于11—3月休眠季(25.21 mg∙m^(−2)∙h^(−1))(P<0.05)。2018—2020年,与CK相比,W和WN处理分别使土壤呼吸速率提高16.8%和19.3%(P<0.05),而N处理未显著影响土壤呼吸速率。W和WN处理2018—2020全年土壤呼吸的温度敏感性(Q10)低于N和CK处理,即WN(1.65)<W(1.70)<N(1.78)<CK(1.80)。Q10存在明显季节性变化,休眠季高(平均2.93),生长季低(平均1.81)。本研究表明增温降低了Q10,且Q10存在明显的季节性差异,这有助于提升未来碳估算模型精度。