碳的输入和输出之间的平衡决定着陆地生态系统的碳收支。冬季土壤呼吸在年碳收支中占有重要的作用，占年碳排放的3%-50%。温带森林生态系统是北半球最大的陆地碳汇，约占全球土壤碳储量的10%。尤其是在中国，人工林的占地面积达到6933万平方公顷，占所有森林面积的36%。这些人工林的冬季土壤呼吸可能会受到全球气候变化的影响，因此需要进一步研究不同人工林冬季土壤呼吸的差异及其作用机理。
　　中国科学院沈阳应用生态研究所生物地球化学组白娥研究员和博士生高德才等在中国东北地区选择油松（Pinus tabuliformis）和落叶松（Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen.）两个常见的人工林为研究对象，在2014-2015年整个冬季，通过对土壤呼吸和土壤的温湿度、养分、微生物量、微生物群落结构组成以及土壤胞外酶活性等理化指标揭示了两种人工林冬季土壤呼吸的差异以及作用机理。结果发现，导致这两种人工林冬季土壤呼吸的主要原因是油松比落叶松具有较高的土壤微生物量，真菌丰度，真菌细菌比和胞外酶的活性，并不是雪层厚度和无机氮导致其差异的。并且还发现，凋落物的绝热作用也是非常重要的，尤其对于雪层厚度低于30 cm地区。土壤微生物对于冬季土壤呼吸的影响比土壤养分更重要，因此在估算不同森林生态系统的碳收支时，也需要考虑土壤微生物这个因素。
　　该研究成果以Different winter soil respiration between two mid-temperate plantation forests为题发表在林学顶级期刊Forest Ecology and Management上。生物地球化学课题组的博士生高德才为文章的第一作者，白娥研究员为通讯作者。该研究得到了青年973项目（No. 2014CB954400）、国家自然科学基金（No. 31522010）等的支持。
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图1. 油松和落叶松小区的大气温度（a）和5 cm土壤温度（b）


图2. 油松和落叶松小区雪被厚度（a）、土壤体积含水量（b）和冬季CO₂呼吸的时间动态

图3. 不同类型的人工林对土壤硝态氮（a）和铵态氮（b）浓度的影响

　　图4. 雪被覆盖期（a）和雪被融化期（b）油松和落叶松小区的微生物群落结构的主成分分析

　　图5. 不同类型人工林对α-葡萄糖苷酶（a）、β-葡萄糖苷酶（b）、纤维素二糖水解酶（c）和木糖苷酶（d）的影响