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固沙植被区土壤呼吸对反复干湿交替的响应研究取得进展

固沙植被区土壤呼吸对反复干湿交替的响应研究取得进展

  干旱、半干旱区是陆地生态系统中重要的碳源。土壤呼吸作为该区域最主要的碳释放途径,随着温度、水分等环境因子的改变而发生的变化通常是引起大气CO2浓度波动以及土壤有机碳储量变化的重要原因。其中,与降水密切相关的土壤水分有效性是荒漠生态系统土壤呼吸的首要驱动因子。大量研究表明,干旱土壤再湿润后会引起短暂的碳释放脉冲。荒漠区土壤长期处于干旱状况,土壤呼吸作用微弱,这种碳释放脉冲可能极大地推动该区碳循环过程。

  目前,土壤呼吸对干湿交替响应的研究主要集中在农田、森林、草地生态系统以及地中海气候区,对于温带荒漠区的干湿交替响应及反复干湿交替过程引起的土壤呼吸的动态变化研究较少。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员以腾格里沙漠东南缘的天然固沙植被区土壤为研究对象,模拟不同降雨量条件下的反复干湿交替过程,通过分析该过程中土壤呼吸的韩式1.5分彩走势图 动态变化过程发现:降水引起的土壤干湿交替显著促进了土壤呼吸,使土壤呼吸速率在短时间内升高数倍。干湿交替对土壤呼吸的激发主要是由于土壤在湿润后微生物可利用的有机基质增加。干湿交替过程使土壤中可供微生物利用的有机质迅速增加,土壤微生物活性增强,导致土壤呼吸速率以及碳释放量随干湿交替过程变化。土壤呼吸对干湿交替的响应不仅受到降雨量的影响,还与降雨前期土壤干旱程度密切相关。干湿交替显著促进了土壤呼吸速率,并提高了土壤累积碳释放量,但随着干湿交替次数的增加,这种促进作用逐渐减弱。干湿交替的程度,即降雨前后土壤含水量差异的大小是影响土壤呼吸对干湿交替响应的一个重要原因。

  该项研究揭示了天然固沙植被区土壤碳释放与降水引起的土壤干湿交替之间的关系,量化了不同降雨量条件下的多重干湿交替所引起的碳释放量,为进一步探讨干旱韩式1.5分彩开户区土壤碳释放对全球变化背景下降水格局改变的响应提供依据。

  该研究项目受国家自然科学基金项目(41171078)资助,研究成果发表于《生态学报》。

 

图1 干湿交替条件下土壤呼吸速率和土壤含水量随时间的变化特征

 

图2 不同降雨量条件下干湿循环过程平均土壤呼吸速率

 

图3 干湿交替条件下累积土壤碳释放量随时间的变化特征

 

图4 韩式1.5分彩开户土壤呼吸速率与土壤含水量的关系