酸雨对中国陆地生态系统土壤呼吸影响的整合分析

通过整合分析(Meta-analysis)国内外公开发表的81篇模拟酸雨实验论文的2683条有效观测数据,量化了酸雨对中国3个主要陆地生态系统(森林、草地和农田)土壤呼吸(Rs)及其组分(自养呼吸(Ra)、异养呼吸(Rh))的影响.结果表明,酸雨显著降低了Rs(-9.6％)、Rh(-7.7％)和Ra(-11.7％);酸雨pH越低,Rs及其组分的降幅越大;野外实验对Rh和Ra的负效应大于温室实验.酸雨对Rs的负效应在农田最大(-14.7％),草地次之(-10.8％),森林最小(-8.0％);森林Rh、Ra对酸雨的响应与Rs一致,不同林型间差异不显著;草地Rh和Ra在酸雨处理下分别显著降低和增加.Rs、Rh与土壤pH显著正相关,与土壤有机碳(SOC)显著负相关;Rh和Ra分别与地上和地下生物量显著正相关.酸雨对Rs和Ra的负效应随纬度的增加而减弱,随年平均温的升高而增强,对Rs的正效应随年平均降水的降低而增强.研究表明,酸雨不仅降低了土壤pH,抑制了植物生长,减少了植物向土壤的碳输入,还降低了微生物活性,减少了Rh,导致SOC分解降低,因而未显著改变土壤碳库.研究结果将为全球变化背景下我国陆地生态系统的碳预算提供科学借鉴.