高寒沙区生物土壤结皮覆盖土壤碳通量对模拟降水的响应

发布时间：2019-09-17 13:51

【摘要】：生物土壤结皮作为干旱半干旱地区重要的地表覆盖类型和景观特征之一,其自身具备的光合与呼吸能力对荒漠生态系统地表与大气界面中的碳交换与循环产生了重要影响。水分是干旱半干旱地区许多生态过程中的主要限制因子,能够影响生物土壤结皮的光合与呼吸过程,进而影响生物土壤结皮覆盖土壤的碳通量规律。针对高寒沙区藓类和藻类结皮为主的生物土壤结皮覆盖土壤,设置了1、2、5、10mm以及0(对照)的模拟降水梯度,利用LI-8100土壤碳通量测定系统,对模拟降水后结皮覆盖土壤的碳通量进行测定,以探讨不同结皮种类和不同强度降水对碳通量的影响。结果表明:(1)降水对生物土壤结皮覆盖土壤的净碳通量、暗呼吸均有激发作用,使碳通量在极短时间内到达峰值且与对照差异显著,但各降水量之间差异不显著。两种不同结皮覆盖类型相比,藓类结皮覆盖土壤在降水后的碳通量峰值和受降水激发的有效时间均显著高于藻类结皮。(2)两种结皮覆盖土壤在模拟降水后的48h累积碳释放随降水量的增加而增加且与对照差异显著。同时藓类结皮覆盖土壤累计碳释放显著高于藻类结皮覆盖土壤。(3)两种生物土壤结皮覆盖土壤的碳通量和土壤水分体现出显著的相关性,净碳通量和暗呼吸均随水分的增加而增加。因此,在降水条件下生物土壤结皮覆盖土壤表现出明显的碳源效应,其碳通量以及碳释放量都有显著的改变,在研究干旱半干旱地区碳交换规律时应该考虑不同生物结皮的覆盖和降水事件的影响。
【图文】：

生物土壤结皮,覆盖土,净碳通量,结皮

http://www．ecologica．cn图1生物土壤结皮覆盖土壤净碳通量对模拟降水的响应Fig．1Ｒesponseofnetcarbonfluxinbiological-soilcrustedsoiltosimulatedprecipitation表2结皮类型和降雨量对土壤碳通量的影响Table2Theeffectsofcrustsandsimulatedprecipitationonsoilcarbonflux误差来源Sourceofvariance净碳通量NCF呼吸速率DＲ光合速率PndfFpdfFpdfFp结皮种类Typeofbiologicalsoilcrusts1．00042．2850．0001．00051．3930．0001．0000．9460．333降水量Precipitation4．0006．5090．0294．0003．9280．0064．0001．2650．290结皮种类×降水量Type×Precipitation4．0002．1390．0444．0000．3290．8584．0000．9400．9402．1．2生物土壤结皮覆盖土壤呼吸速率的动态变化降水量对生物土壤结皮覆盖土壤的DＲ也有着显著影响(P＜0．01)。降雨前两种生物土壤结皮覆盖土壤的DＲ分别是1．16，，0．79μmolm－2s－1。降水后两种生物土壤结皮覆盖土壤的DＲ十分迅速的达到最高值，然后随时间逐渐下降。在峰值时藓类结皮DＲ分别为0．95、3．66、4．78、5．25、8．93μmolm－2s－1，表现为P10＞P5＞P2＞P1＞CK，P10显著高于其他处理，P5、P2和P1显著高于CK。藓类结皮的DＲ在24h后回到正常水平。藻类结皮覆盖土壤的DＲ最大值分别为0．37、1．55、2．15、2．23、2．32μmolm－2s－1，表现为P5＞P10＞P2＞P1，均显著高于CK，不同降水处理间有显著差异(P＜0．01)。对于藻结皮，除P10外其他降水处理均在24h左右回到正常水平。两种结皮相对比，藓类结皮覆盖土壤的DＲ受到模拟降水的影响较明显，且藓类结皮的DＲ最大值高于藻类结皮。随着降水量的增大，两种结皮覆盖土壤的48h内平?

生物土壤结皮,覆盖土,呼吸速率,结皮

http://www．ecologica．cn图2生物土壤结皮覆盖土壤呼吸速率对模拟降水的响应Fig．2Ｒesponseofrespirationrateinbiological-soilcrustedsoiltosimulatedprecipitation图348h内平均碳通量和降水的关系Fig．3TherelationshipsbetweentheaverageCO2fluxandsimulatedrainfallamountoverthefirst48h(AVＲ)a，b，c，d，e，f代表不同的显著性水平并在12h之后基本保持平稳。在整个测定过程中，藓类结皮的4种降水处理与对照之间差异显著(P＜0．01)，而每个降水量之间的差异不显著(P＞0．01)。藻类结皮Pn的变化趋势较之藓类表现的并不明显。藻类结皮在开始时分别为－1．06、－0．88、－2．17、－1．02、0．08μmolm－2s－1，其中P10随着时间其Pn逐渐提高并在4h至6h左右到达最大值，并在降水后24h后恢复正常值。其他降水处理并没有表现出明显的光合速率增加趋势。藓类结皮光合速率表现出的最高值为藻类结皮的2．76倍，而藻类结皮的光合速率也比藓类结皮更早回到正常水平。4428生态学报37卷
【作者单位】：中国林业科学研究院荒漠化研究所;青海省农林科学院;青海共和荒漠生态系统国家定位观测研究站;
【基金】：国家自然科学基金(41471096,41371093,41171077) 中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CAFYBB2016ZD010)
【分类号】：S154.1

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