土壤呼吸對(duì)極端降水響應(yīng)的模擬研究.pdf

1、陸地表面三分之一以上為干旱半干旱生態(tài)系統(tǒng)，而降水是調(diào)節(jié)該區(qū)域水分和碳平衡的關(guān)鍵因素。土壤呼吸作為陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，是陸地生態(tài)系統(tǒng)和大氣碳交換的最大組成部分。了解干旱半干旱地區(qū)土壤呼吸對(duì)極端降水的響應(yīng)特征及其影響因素，有助于深入了解氣候變化對(duì)此區(qū)域碳循環(huán)的影響。
　　本研究依托中科院長(zhǎng)武生態(tài)試驗(yàn)站，依據(jù)該地區(qū)氣象數(shù)據(jù)資料，設(shè)置3種雨季總降水量(600mm、300mm、150mm)和3種次降水量(10mm、100mm、15

2、0mm，依次簡(jiǎn)稱(chēng)“P10、P100、P150”)。選取農(nóng)田休閑季土壤，通過(guò)在短時(shí)間尺度上模擬雨季不同降水形式、不同底物和土壤氮素殘留量，在此條件下研究:1）土壤微生物呼吸對(duì)極端降水的響應(yīng);2）不同底物條件下土壤微生物呼吸對(duì)極端降水的響應(yīng);3）不同氮素條件下土壤微生物呼吸對(duì)極端降水的響應(yīng)。
　　主要結(jié)果如下:
　　(1)降水形式變化顯著影響土壤微生物呼吸速率動(dòng)態(tài)變化及土壤累積呼吸量。相同總降水量下，P150下土壤微生物呼吸速率

3、波動(dòng)較P10劇烈;不同雨季降水量下，土壤累積呼吸量隨降水變化呈現(xiàn)600mm＞300mm＞150mm的趨勢(shì);相同降水量下，600mm總降水量下土壤累積呼吸量表現(xiàn)為P10＞P150的趨勢(shì);150mm降水量下趨勢(shì)相反:P150＞P10;300mm降水量下則無(wú)顯著差異。土壤微生物呼吸的水分脅迫時(shí)間是影響土壤微生物呼吸累積量的重要因素。
　　(2)底物添加顯著影響土壤微生物呼吸對(duì)降水的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及土壤累積呼吸量。添加秸稈后，土壤呼吸速率隨水分

4、變化波動(dòng)更加劇烈，其中P100下更明顯;土壤累積呼吸量隨總降水量的增加而增大(P10:176g·m-2vs299g·m-2;P100:305g·m-2vs368g·m-2)，而隨次降水量的增加，300mm總降水量下土壤累積呼吸量增大了73％(176g·m-2vs305g·m-2)，顯著高于600mm總降水量下土壤微生物呼吸的增大幅度23％(299g·m-2vs368g·m-2)。
　　(3)氮素在土壤微生物呼吸對(duì)降水的響應(yīng)過(guò)程中無(wú)

5、顯著影響(P＞0.05）。在本研究中，氮素對(duì)土壤微生物呼吸表現(xiàn)出輕微抑制作用與降水對(duì)土壤微生物呼吸的激發(fā)效應(yīng)表現(xiàn)出相互抵消;而添加秸稈后，施氮對(duì)土壤呼吸的抑制效果有略微增強(qiáng)趨勢(shì)(P＞0.05），且次降水量相同條件下，添加氮素后300mm總降水量下土壤累積呼吸量下降幅度略大于600mm總降水量。
　　極端降水事件顯著影響土壤CO2通量變化，且土壤氮素和底物是影響該過(guò)程的重要因素。評(píng)估氣候變化條件下，干旱半干旱區(qū)土壤CO2通量變化需考