不同干湿交替频率对土壤速效养分、水溶性有机碳的影响

李梦寻,王冬梅,任 远,汪西林

北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京 100083

土壤经历干旱和湿润这种交替出现的循环过程是干湿交替[1],降雨、蒸散、排水等过程均会引起土壤水分变化[2-3],土壤常常经历干湿交替。干湿交替会影响钾、氮、磷的转化和运移[4-6],还会让土壤发生“Birch效应”[7],影响微生物活动和土壤微生物呼吸。速效养分、土壤水溶性有机碳与植物、微生物生长活动息息相关,参与生物地球化学循环[4-6,8]。土壤表层土的速效养分最直接地影响到植物生长,钾、氮、磷在供给植物生长过程中,参与钾循环、氮循环、磷循环。土壤水溶性有机碳(DOC,Dissolved organic carbon)是土壤中易被微生物氧化的碳源[9]和微生物的重要能量来源[8],参与碳循环并且是土壤碳库比较活跃的成分。DOC可作为衡量微生物活动CO2释放量的重要指标[10]和土壤有机碳矿化作用的指示指标[11]。

根据全球气候系统的预估,未来各地区降水的变化趋势不一致,全球很多区域强降水、干旱等极端气候事件增多,在大部分中纬度陆地地区和湿润的热带地区,极端降水事件很可能强度更大,频率更高[2,12]。这意味着温带地区未来会经历周期更短、更加剧烈的干湿交替(多次降雨或单次长时间的连续降雨引起的干湿交替)。

国内外很多学者研究表明干湿交替过程对不同速效养分、DOC有重要影响,频繁的干湿交替影响氮素在土壤中的累积、迁移、损失等过程,不同的研究学者对干湿交替影响下土壤氮素转化的说法却不一致：干湿交替可能会使土壤氮素矿化增加、降低或影响不显著[6]。……