جنگل ها از مهمترین اکوسیستم های خشکی محسوب می شوند و حدود 75 درصد از ذخایر کربن خشکی های کره زمین را در خود جای داده اند. خاکدانه ها نقش بنیادینی در چرخه کربن خاک داشته، همانند راکتورهای بیوشیمیایی عمل کرده و فرآیندهای ثبیت و تجزیه کربن را تنظیم می کنند. تغییرات درازمدت در الگوهای دما و بارندگی، به همراه تفاوت در کیفیت و ترکیب ماده آلی خاک (SOM) و ویژگی های فیزیکی خاکدانه ها، تأثیر قابل توجهی بر فرآیندهای اکوسیستم خاکی ایفا می کند. در این پژوهش فرض شد پاسخ چرخه کربن خاک به تغییرات اقلیمی شبیهسازی شده ممکن است در اندازه های مختلف خاکدانه متفاوت باشد. به منظور بررسی این فرضیه، نمونه های مرکب از دو نوع خاک جنگلی با مقادیر متفاوتی از ماده آلی برداشت شد. سپس تغییرات تنفس میکروبی خاک (BSR ) و کربن زیستتوده (MBC) در خاکدانه هایی با اندازه های 8-4، 4-2 و کمتر از 2 میلی متر، تحت تیمارهای چرخه های تر و خشک شدن در سه سطح دمایی شامل 7، 25 و 45 درجه سلسیوس به مدت 60 روز مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل داده ها با استفاده از طرح آزمایشی فاکتوریل سه فاکتوره شامل دما (در سه سطح7، 25 و 45 درجه سلسیوس )، اندازه خاکدانه (در سه سطح 8-4، 4-2 و کمتر از 2 میلی متر )، چرخه های تر و خشک شدن (در چهار سطح 0، 1، 5 و 10) و در طی شش زمان با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که دما (7، 25 و 45 درجه سلسیوس) و چرخه های تر و خشک، اثر معنی داری (01/0p<) بر میزان تنفس میکروبی و کربن زیست توده میکروبی خاک داشتند. در خاک جنگلی با ماده آلی زیاد، میزان تنفس میکروبی در طول 60 روز با افزایش تعداد چرخه های تر و خشک شدن افزایش یافت. با این حال، با افزایش اندازه خاکدانه ها، میزان تنفس به طور معنی داری کاهش پیدا کرد (01/0p<). هم چنین، شدت تنفس در اغلب تیمارها با افزایش چرخه های تر و خشک کاهش یافت (01/0p<). از سوی دیگر، مقدار MBC نیز با افزایش چرخه های تر و خشک، به ویژه در خاکدانه های با اندازه کوچکتر، کاهش معنی داری (01/0p<) را نشان داد. در خاک جنگلی با مقدار ماده آلی کم نیز روندی مشابه مشاهده شد؛ به طوری که شدت تنفس در خاکدانه های کوچکتر به طور معنی داری (01/0p<) بیشتر از خاکدانه های بزرگ تر بود و مقدار MBC نیز با افزایش چرخه های تر-خشک کاهش معنی داری (01/0p<) یافت. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که تنفس میکروبی و کربن زیستتوده میکروبی خاک تحت تأثیر پارامترهای اقلیمی شبیهسازی شده قرار گرفته و این تأثیرپذیری بسته به اندازه خاکدانه ها متفاوت بود. بنابر این، بررسی چرخه کربن خاک در مقیاس خاکدانه می تواند اطلاعات ارزشمندی در راستای درک بهتر روابط بین عوامل اقلیمی و ویژگی های خاک در ارتباط با چرخه کربن اکوسیستم های خشک ارائه دهد.
واژگان کلیدی: چرخه های تر و خشک شدن، دما، اندازه خاکدانه، کربن زیست توده میکروبی، تنفس میکروبی، کربن آلی خاک.