西藏色季拉山土壤微生物的海拔梯度分异与温度变化响应

Soil respiration is the major source of CO2 from terrestrial ecosystems, is a component flux of soil microbial and root respiration, and has a positive feedback with temperature. The response of soil respiration to temperature depends on the roots and microbe, but the roots and microbial respiration temperature sensitivity are not consistent. However, a critical issue has been raised soil microbial respiration how responds to the temperature change.The increases in warming at high elevations more significant than low elevations,which makes the activity and populations of microbial was different along an elevation gradient. We will use five soils type from different elevation gradient Sejila mountain, and take the soil in high elevation to low elevation, low elevation soil to high elevation, soil microbial respiration rates and bacteria, fungi biomass response to elevation gradient will be analysed. The project is to answer the questions: (1)the spatial and temporal variation of soil fungi and bacteria biomass and microbial respiration rate change along an elevation gradient; (2)responses of soil microbial communities and respiration to climatic conditions of different elevation; (3)does has a higher temperature sensitivity in high elevation than low elevation soils. Finally, the study will provide the scientific basis for understanding of microbial processes in soil respiration CO2 emission and the response to temperature change and mechanisms,and provide of soil respiration CO2 emission with climate warming in different elevation.

土壤呼吸是陆地生态系统碳排放的一个重要来源，与温度间具有正反馈效应。土壤呼吸对温度变化的响应依赖于根系和微生物，而二者对温度变化的敏感性并不一致。西藏高原高海拔区升温幅度较低海拔区高，这使不同海拔高度区土壤微生物种群和活性也将存在差异。本项目采用自然海拔梯度上不同类型土壤研究土壤微生物的种群数量和微生物呼吸海拔梯度分异规律；同时通过相同类型土壤在不同海拔高度上的移位培养实验，研究海拔高度对土壤微生物数量及活性的影响，及对温度变化的敏感性。旨在回答：1、不同海拔高度上土壤微生物真菌、细菌种群数量、及微生物呼吸时空变化特征；2、不同海拔高度气候条件对土壤微生物特性的影响效应如何；3、高海拔区土壤微生物的温度反应是否敏感于低海拔区；最终为深入理解土壤呼吸碳排放的的微生物过程及对温度变化的响应与机制，和未来气候变化情景下不同海拔高度土壤呼吸碳排放的预测提供科学依据。

本项目基于青藏高原敏感的响应于全球气候变化，及土壤微生物是土壤有机碳循环的关键因子为背景，以藏东南色季拉山为研究区，围绕不同海拔高度微生物分布与变化特征及活性对温度和生态条件变化的响应为研究内容，采用野外调查与室内模拟培养相结合的方法，分析不同海拔高度土壤微生物、土壤微生物呼吸，及有机碳、氮含量等。主要结果和发现如下：（1）在海拔高度上，土壤有机碳、活性有机碳、全氮含量随海拔高度增加而增加，活性有机碳/总有机碳随海拔高度增加而降低，即高海拔区气候有利于有机碳的稳定；森林和草地生态条件下，各类型有机碳官能团相对含量表现为森林>温性草地>亚高山草灌；表层0-10 cm土壤有机碳官能团相对含量表现为变形振动脂肪族-C>伸缩振动脂肪族-C>酰胺-C；（2）温度是影响土壤微生物呼吸的重要因素，不同温度范围内，土壤微生物呼吸温度敏感性不同，5-10 cm和10-20 cm层次土壤微生物呼吸温度敏感性Q10值低温阶段高于高温阶段；（3）土壤可培养微生物以细菌、真菌和放线菌为主，在海拔3400—4600 m之间，共检测到土壤细菌231个门，且在空间上的分布差异主要源于海拔高度、土壤有机碳、土壤含水量等因素；0-5 cm土层土壤细菌在高海拔区具有更高的细菌多样性，而在中海拔区最低; 0-5 cm和5-10 cm两个层次上真菌多样性均以低海拔区最高；（4）短期温度变化条件下，土壤微生物种群发生显著变化，而随着培养时间的延长，微生物种群对温度和土壤基质则产生适应性。本研究揭示了高寒气候带土壤微生物海拔分布格局及对温度变化响应特征，为未来气候变化背景下基于土壤有机碳稳定性的微生物关键机制提供科学支撑。