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模拟酸雨对南亚热带森林凋落物分解和土壤呼吸的影响

2021-12-08王玄熊鑫张慧玲赵梦頔胡明慧褚国伟孟泽张德强

生态环境学报 2021年9期

王玄,熊鑫,张慧玲,赵梦頔,胡明慧,褚国伟,孟泽,张德强*

1. 中国科学院华南植物园,广东 广州 510650;2. 中国科学院大学,北京 100049

酸雨作为当今世界最严重的环境问题之一,其主要成因是人类活动如工业生产和汽车尾气等排放的二氧化硫和氮氧化物在大气或雨水中转化为硫酸和硝酸等(Larssen et al.,2000;Zhang et al.,2007)。自工业革命以来,全球二氧化硫和氮氧化物排放量持续增加(Zhang et al.,2007),致使欧洲、北美和中国南方相继成为全球三大酸雨区(Duan et al.,2016)。尽管近年来全球酸性气体排放量有所下降,但监测数据表明,中国南方地区大气降水的pH值大多在4.5—5.6之间,部分地区降水pH值在4.5以下(Feng et al.,2021;陈璇等,2020)。森林作为陆地生态系统的重要组分,同时也是酸雨的主要受体(仇荣亮等,1998),长期的酸雨必然会引起森林生态系统结构和功能的改变,进而影响系统内各元素的生物地球化学循环过程(Schaberg et al.,2001;刘菊秀等,2003)。

土壤呼吸是生态系统碳循环的重要环节,也是全球碳循环的主要通路(杨玉盛等,2004),其对酸雨的响应亦受到国内外学者的普遍关注(Lv et al.,2014;刘源月等,2010)。据估计,每年全球土壤由于土壤呼吸作用向大气释放的碳约为 68 Pg,超过全球陆地生物群落的总净初级生产力(Raich et al.,1992),仅次于植物总光合作用同化的碳量(Bond et al.,2010)。由此可见,土壤呼吸即使发生微小的变化,其对全球碳循环,尤其是对大气CO2浓度的变化将产生巨大的影响(Lehmann et al.,2015)。凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的主要途径(Wardle et al.,2004),也是森林土壤呼吸的重要组分,有研究估算得出,地表凋落物和土壤有机质分解产生的 CO2占全球土壤 CO2排放通量的74%(Raich et al.,1992)。……

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