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關鍵詞：氣候變化（氣候變暖），土壤呼吸，土壤微生物功能
土壤對極端天氣事件的響應在未來將會變得越來越重要，因為氣候變化預計會發(fā)生更頻繁和嚴重的洪水與干旱情況，使土壤多次經(jīng)歷干燥和濕潤循環(huán)，這些極端事件將在全球變暖的背景下發(fā)生。變暖可能會增加土壤呼吸，增加從土壤到大氣的二氧化碳通量，從而產(chǎn)生正反饋。了解土壤微生物群落對變暖的響應可以提高預測氣候變化對土壤呼吸和生態(tài)過程影響的能力。
基于上述考慮，Adetunji等人設計了一個實驗序列，用于研究升溫和覆土作物條件下土壤微生物對干濕循環(huán)的響應及變化，相關過程和結果見下。
左圖和中圖為田間OTCs（Open Top Chambers），用于表層土壤升溫；右圖表示升溫情況
輪作谷物包括冬小麥、冬大麥、冬燕麥，覆土作物包括對照組（無覆土作物）、蕎麥、三葉草、油蘿卜、向日葵以及這四種作物的混和物。
左圖為對土壤樣品進行干旱與再濕潤重復處理；右圖為實驗設計及實驗室干濕循環(huán)模擬土壤呼吸數(shù)據(jù)
如上圖所示，在從所有地塊采集的土壤中，更多的干/濕循環(huán)導致CO2通量的峰值更早，最大呼吸速率更高，累積的基質(zhì)誘導呼吸更大。
左圖，經(jīng)過0、1、2、4或8個干濕循環(huán)后，未種植覆土作物（對照）、覆土作物單一栽培（蕎麥、三葉草、蘿卜和向日葵）或4種覆土作物混合物的土壤中累積的基質(zhì)誘導微生物呼吸；右圖，統(tǒng)計因素（變暖、覆土作物、混合和類型）對8個濕/干循環(huán)后累積基質(zhì)誘導的微生物呼吸的影響
由左圖可以看出變暖和覆土作物對累積呼吸沒有顯著影響，但覆土作物多樣性（混合）和物種（類型）對每個周期的土壤都有顯著影響。由右圖可以看出與0個干濕循環(huán)相比，8個干濕循環(huán)后，變暖顯著降低了累積呼吸增加的程度，然而，與0個干濕循環(huán)相比，覆土作物顯著增加了8個重復干濕循環(huán)后累積呼吸增加的程度。
覆土作物使土壤pH值顯著降低
* = p < 0.05; ** = p < 0.01; *** = p < 0.001
統(tǒng)計因素（變暖、覆蓋作物、混合和類型）對土壤性質(zhì)的影響，其中Extractable NO3-和Total Extractable N由流動分析儀得到
以上內(nèi)容引自Adekanmbi, A. A. et al. Legacy of warming and cover crops on the response of soil microbial function to repeated drying and rewetting cycles. Preprint at https://doi.org/10.1101/2023.12.21.571204 (2023).
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