积雪变化对地下生态系统影响的研究进展

在气候变化背景下,全球积雪厚度、积雪密度和雪水当量发生着一系列变化,并进一步影响陆地生态系统的水热状况、生物地球化学循环过程以及生态系统的结构与功能.本文综述了北半球积雪变化(雪深、积雪覆盖日数)的现状,积雪生态研究方法及其优缺点,积雪与生态系统相互作用,以及积雪变化对主要陆地生态系统类型(草地、灌丛和森林)地下过程(养分周转、土壤动物和微生物、根系生长)的影响及其机制.研究发现:(1)雪深在40～70 cm时对土壤的保温作用最显著;(2)积雪增加通过加速土壤碳氮循环过程引起碳氮损失,尤其显著发生在相对湿润的生境中,相对干旱的生境中变化不显著;(3)在草地生态系统中,土壤有效磷含量对积雪增加的响应程度受生态系统自身干湿条件调控,即湿润的生境有效磷增加,干旱的生境有效磷降低;(4)积雪增加促进了草地生态系统植物表层根系的生长,积雪减少对植物根系生长的影响程度取决于消极影响(根系损伤和死亡)和积极影响(土壤养分有效性增加)之间的动态平衡;(5)相对于草地生态系统和森林生态系统植物根系生长而言,灌丛生态系统植物根系生长对积雪变化的响应更稳定.本文还提出了现有研究中存在的不足和未来发展趋势.