Impact of snow reduction on decomposition and soil respiration

Abstract

The global decline in snow cover affects biochemical processes in soil, potentially leading to changes in the carbon cycle. This thesis describes global and regional snow cover trends and summarizes current knowledge and methods used in decomposition and soil respiration research. Soil biochemical processes during winter depend on the frequency of freeze-thaw cycles, litter input, and the activity of soil biota. However, the results of individual studies are inconsistent due to varying experimental conditions across ecosystems and the lack of standardized methodical approaches. Decomposition and soil respiration contribute to the annual carbon exchange even under reduced snow conditions and may alter the annual carbon balance between soil and the atmosphere. The objective of the practical part of this thesis was to study the effect of snow reduction on winter soil temperature, decomposition, and respiration at Králický Sněžník. An observation of plots with different snow depth combined with snow manipulation experiment was conducted in two winters, 2023 and 2024. Significantly lower decomposition was found with lower snow depth in plots measured in spring 2024. Significantly lower soil respiration was found with lower snow depth in plots measured in winter 2024. Decomposition was influenced by...

Globální úbytek sněhové pokrývky ovlivňuje biochemické procesy v půdě, které vedou k potenciálním změnám uhlíkového cyklu. V této práci jsou zhodnoceny globální i regionální trendy sněhové pokrývky a shrnuty poznatky a metody ve výzkumu dekompozice a respirace půdy. Půdní biochemické procesy během zimy závisí na četnosti freeze-thaw cycles, přísunu opadu a aktivitě půdní bioty. Výsledky jednotlivých studií však nejsou konzistentní vlivem odlišných experimentálních podmínek napříč ekosystémy a nejednotným metodickým přístupem. Dekompozice a respirace půdy přispívají k jejich celoroční míře i za redukovaných sněhových podmínek a potenciálně mění celoroční bilanci uhlíku mezi půdou a atmosférou. Cílem praktické části práce je odpovědět na hypotézy týkající se vlivu úbytku sněhu na teplotu půdy, dekompozici a respiraci půdy na Králickém Sněžníku. Zkoumání ploch s různými výškami sněhové pokrývky v kombinaci s experimentem manipulace sněhu bylo prováděno během dvou zim, roku 2023 a 2024. Signifikantně nižší respirace půdy byla za nižší sněhové pokrývky na plochách měřených na jaře 2024. Signifikantně nižší dekompozice byla za nižší sněhové pokrývky na plochách měřených v zimě 2024. Dekompozice byla ovlivněna dlouhodobými teplotami, zatímco respirace půdy reagovala na aktuální stav teploty půdy. Zaměřit...