温帯森林生態系における雪の深さの変化に冬の土壌 CO2 フラックスがどのように反応するか

気候変動モデルは、地球の大気の平均温度が今後数十年にわたって徐々に 2 ~ 5 °C 上昇することを示唆しています。積雪の深さは、地球温暖化シナリオの下で、特に中温帯の生態系で変化する可能性があり、冬の土壌炭素フラックスに大きな影響を与える可能性があります。以前の研究では、冬の土壌炭素排出量が年間炭素排出量の 3 ~ 50% を占める可能性があることが実証されています。したがって、冬の土壌 CO₂ がどのように変化するかを正確に評価することが重要です。 フラックスは積雪深の変化に反応します。

雪はキルトのようなもので、土壌に一定の保温効果があります。薄いまたは厚い積雪は、土壌温度と土壌水分を変化させることにより、土壌の物理的、化学的、および生物学的特性を変化させる可能性があり、土壌炭素の循環に影響を与える可能性があります.地球温暖化による炭素循環への積雪効果が世界的に話題になっています。これまでの研究は、高度または緯度の高い生態系に焦点を当ててきましたが、温帯の森林生態系では限られた研究が行われてきました。温帯生態系は、北半球の主要な陸域炭素吸収源であると考えられています。温帯生態系の冬は短いですが、北極や北方の生態系と比較して、積雪の時間と量の変動がより頻繁に発生します。したがって、冬の土壌 CO₂ に対する積雪深の変化の影響を調べることも重要です。 温帯生態系における流動。

冬の土壌 CO₂ に対する気候変動の予想される影響をシミュレートする 温帯森林生態系におけるフラックス、冬の土壌 CO₂ の応答を調査するために、人工雪操作実験 (積雪の 50% 除去、積雪の 50% 増加、周囲の雪を含む) が実施されました。 温帯林生態系における変化した積雪深へのフラックス。

私たちの結果は、冬の土壌 CO₂ フラックスは 0.09 µmol m s から 0.84 µmol m s の範囲で、冬全体の平均は 0.32 µmol m s でした。累積冬の土壌 CO₂ 年間土壌 CO₂ を占めるフラックス フラックスは5.5%~5.8%。私たちの研究では、雪操作後の積雪の深さが 7 cm 未満の場合、雪操作は冬の土壌 CO に有意な影響を与えませんでした。 フラックス。これは主に雪の断熱効果によるものと考えられます。雪は土の断熱効果がありますが、雪の層の厚さが約20cmに達すると、土は完全に断熱されます。土壌栄養素、土壌微生物バイオマス、土壌微生物群集構造、または土壌細胞外酵素活性に有意な変化はなく、冬の土壌 CO₂ がさらに確認されました。 フラックスは、積雪の深さが低い条件下での積雪の深さの変化による影響を受けませんでした。

興味深いことに、積雪操作後に積雪の深さが約 13 cm に達したとき、雪の追加により冬の土壌 CO が大幅に増加する可能性があります。 フラックス。その理由は、土壌温度の上昇によって引き起こされる積雪下での土壌微生物活動の増加が、冬の土壌 CO₂ の増加につながるためです。 周囲の雪に対するフラックス。しかし、我々の結果は、これらの効果が一時的であり、すぐに消えたことを示しました.これらは、土壌微生物が積雪深の変動に迅速に順応し、冬の土壌 CO₂ に大きな変化がないことを示唆しています。 積雪と周囲の雪の間のフラックス。その結果、累積的な冬の土壌 CO₂ フラックスは、積雪深の変化の影響を受けませんでした。結論として、この短期間の実験に基づいて、私たちの観察は冬の土壌 CO₂ の応答を示唆しています。 冬の降水量が少ない温帯森林生態系では、雪操作へのフラックスはわずかです。