Heavy metals influence on the temperature sensitivity of forest soils.

Mikroorganizmy glebowe pełnią istotną rolę w zrównoważonym rozwoju ekosystemów lądowych, ale zanieczyszczenie gleby metalami ciężkimi może wpływać na nie negatywnie. Badanie wrażliwości mikroorganizmów na zmiany temperatury gleby wskazuje na zauważalny wpływ rosnącej temperatury na emisję CO2, na którą dodatkowo mogą wpływać różnorodne czynniki biotyczne i abiotyczne. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu metali ciężkich na wrażliwość temperaturową procesu rozkładu glebowej materii organicznej (mierzonego jako tempo oddychania gleby i współczynnik temperaturowy Q10) w poziomie organicznym pod lasami iglastymi oraz wpływu właściwości fizykochemicznych na wrażliwość temperaturową rozkładu materii organicznej. Wpływ metali ciężkich na wrażliwość temperaturową mierzono wzdłuż 3 gradientów zanieczyszczeń w 3 regionach Polski: Olkusz, Miasteczko Śląskie i Legnica. W doświadczeniu laboratoryjnym badano właściwości gleby i tempo oddychania w temperaturach 4, 10, 16, 22 i 28 °C oraz przy optymalnym poziomie wilgotności - 60% pojemności wodnej gleby (WHC). Wrażliwość temperaturową tempa respiracji w glebie (R) określono na podstawie modelu funkcji wykładniczej. Rozpuszczalne w wodzie metale ciężkie (RWO) negatywnie wpływały na szybkość oddychania gleby. Natomiast węgiel rozpuszczalny (DOC) i pH wpływały pozytywnie na szybkość oddychania gleby. Nie stwierdzono istotnego wpływu metali ciężkich na wrażliwość na temperaturę, a tylko jeden czynnik - stosunek C:P - wpływał pozytywnie na wrażliwość gleby na temperaturę. Na podstawie otrzymanych wyników można wnioskować, że na terenach długotrwale zanieczyszczonych, stosunek składników pokarmowych jest ważniejszy dla aktywności mikroorganizmów niż poziom metali ciężkich w glebie.

Soil microorganisms have an essential role in the sustainability of terrestrial ecosystems. However, the heavy metal pollution in the soil can negatively affect them. Soil temperature sensitivity shows the effect of increasing temperature on CO2 emissions, which can be influenced by various abiotic and biotic factors. This study aimed to examine the effect of heavy metals on the temperature sensitivity of SOM decomposition (measured as soil respiration rate and temperature coefficient Q10) in the organic horizon under coniferous forests and the effect of physicochemical properties on the temperature sensitivity of SOM decomposition. Effects of heavy metals on temperature sensitivity were measured along 3 pollution gradients in 3 regions in Poland, namely Olkusz, Miasteczko Śląskie, and Legnica. The laboratory experiment was performed to examine soil properties and respiration rate at 4 °C, 10 °C, 16 °C, 22 °C, and 28 °C and optimum moisture level (60% of WHC). The temperature sensitivity of the soil respiration rate (R) was determined from the exponential function model. Water-soluble heavy metals negatively affect soil respiration rate. Whereas DOC and pH affected soil respiration rate positively. There is no significant effect of heavy metals on temperature sensitivity, and there is only one factor, C:P ratio, which affects positively the soil temperature sensitivity. It means that in long term polluted areas nutrients ratio is more important for microbial activity than soil heavy metals levels.