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摘要
草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究草地系统土壤呼吸速率对全球气候变暖的响应,对预测全球碳循环具有重要作用。采用高度分别为0.5 m(T1)和1.85 m(T2)的开顶式增温箱(OTCs)对羊草生态系统进行模拟增温,仔细观察羊草的生育期,在每个生育期的同一天的晨间t1时段(9:00—11:00)、午间t2时段(13:30—15:30)和晚间t3时段(17:00—19:00)监测土壤呼吸速率。分析不同增温幅度下土壤呼吸速率的变化规律,明确影响土壤碳排放的主要因素,探讨土壤呼吸速率与影响因素间存在的关系。结果显示:1)相对于空白对照C,模拟增温T1和T2导致0—10 cm土壤温度分别显著提高1.18和2.37℃;导致0—10 cm土壤湿度降低2.27%和4.57%; 2)在羊草生长阶段,土壤呼吸速率呈现明显的季节性变化特征,同一天的t1时段、t2时段和t3时段土壤呼吸速率峰值分别出现在结实期、抽穗期和开花期。非生长阶段土壤呼吸速率无显著差异; 3)不同处理下土壤呼吸速率与近地表气温、0—10 cm土壤温度和地下生物量呈指数正相关关系,与0—10 cm的土壤湿度呈显著二次项负相关关系,与地上生物量表现为二次项正相关关系。研究结果明确了羊草生态系统中土壤碳排放对增温的响应,可为草原生态系统应对气候变化及可持续发展提供理论依据。
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单位西北农林科技大学; 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 中国科学院水利部水土保持研究所
