19、生态系统中地上 - 地下相互作用与全球变化影响

生态系统中地上 - 地下相互作用与全球变化影响

1. 全球变化现象对生态系统的影响

1.1 温度升高与土壤碳储存

温度升高并不一定会加速矿质土壤层的碳流失。以往的相关分析和解释因方法不当、采样设计问题以及未考虑温度对分解的间接影响而受到质疑。虽然高温可能通过直接刺激土壤呼吸和分解速率来减少土壤碳储量，但在某些情况下，植被功能组成的变化可以部分抵消这种影响。

例如，模拟模型显示，在以 C3 草为主的温带草原中，温度升高 2°C 可能导致大量碳流失；而在更适应温暖气候的 C4 或 C3 - C4 混合草群落占主导的情况下，由于净初级生产力（NPP）增加，有助于减轻土壤碳的损失。此外，阿拉斯加苔原社区的实验研究表明，气候变化更可能通过引起植被组成的大规模变化来影响土壤 CO₂ 和 CH₄ 的释放，进而影响土壤碳储存，而非温度对土壤呼吸的直接影响。

1.2 全球变化现象的综合影响

全球变化现象与地上 - 地下反馈密切相关，因为它们直接改变了生态系统的特定组成部分，并能确定生态系统其他部分如何受到影响。物种的入侵或灭绝会对地上 - 地下界面另一侧的生物和过程产生重要影响，特别是当这些物种具有主导作用且与营养级相当的物种在基本特征上存在差异时。

土地利用变化和集约化对植被覆盖类型和干扰制度有重大影响，这两者都会显著影响土壤食物网的组成，最终影响土壤养分供应模式。从长远来看，人为引起的大气 CO₂ 浓度、氮沉降和气候变化主要通过改变植物产生的资源的质量和数量来影响地下生物和过程。

全球变化现象会影响土壤食物网的组成，除了土地利用集约化的某些方面导致的干扰外，它们主要通过地上生物群的变化间接发挥作用。植被群落