气候变化改变了青藏高原降水和温度，并影响非生长季土壤冻融格局。本研究采用冻融模拟试验，探究了祁连山岛状冻土区高寒草甸活动层（0～20 cm）土壤在长期昼夜冻融交替（149次）过程中土壤氮库对融化温度（5℃,10℃,20℃）和含水量（15%,30%,45%）的响应。结果表明：昼夜冻融过程中土壤有效氮大量释放期长达50天，以溶解性有机氮（Dissolved organic nitrogen, DON）、铵态氮（NH+4）累积为主。微生物量氮（Microbial biomass nitrogen, MBN）通过氮固持增加，发挥土壤有效氮“缓存库”作用；土壤含水量增加有利于冻融过程中DON和MBN积累，但含水量对NH+4累积存在阈值效应；融化温度对水分饱和土壤氮组分含量影响差异不显著，而干燥和湿度适中土壤DON,NH+4及硝态氮净累积量对低温融化响应较高温条件更敏感。气候变化驱动下冻融过程中温度和水分耦合效应对冻土区氮转化影响机制值得深入探讨。
【中文摘要】本项目通过均质化土壤原位培养研究低温季节西南亚高山土壤温度动态与冻融特征、活性有机碳与酶活性及变化格局、活性组分沿海拔变化规律，揭示环境变化下土壤冻融格局、土壤碳与酶等响应特征。（1）凋落物缩短土壤冻结时间和减少冻融交替次数、降低冻融深度；雪被对冻融时间长度、冻融交替次数、冻结深度影响不明显；土壤温度多高于-5℃，以日冻融循环为主。（2）除EOC与POC受积雪影响不显著、POC受凋落物效应不显著外，各组分含量均受积雪与凋落物显著影响；活性有机碳组分受时间影响显著；LFOC对覆盖处理、深度、时间及交互作用响应均显著，最适作为环境变化土壤有机碳短期效应指标。（3）除纤维素酶、转化酶对积雪效应不显著外，其余酶对积雪和凋落物覆盖的效应显著；纤维素酶、转化酶和多酚氧化酶较适作亚高山短期土壤生化效应指标。（4）随冻融周期和次数增加，POC逐渐增加到一个稳定水平而LFOC随之降低；MBC随冻融次数增加而降低；冻结最低温影响POC、DOC和EOC含量；土壤含水量影响POC、MBC和LFOC。（5）POC和LFOC比例随海拔上升；腐殖质层POC（96.07%）和LFOC（87.62%）动态影响土壤碳。
2009-01