短期增温对亚高山草甸生物量和土壤呼吸速率的影响
发布时间：2021-09-15 18:21
以滇西北亚高山草甸为研究对象,利用开顶式生长室（OTC）提高土壤温度模拟全球气候变暖,探讨增温对夏季和冬季草地土壤水分,土壤呼吸速率和植被生物量等方面的影响。结果表明:在开顶式生长室的作用下,滇西北亚高山草甸地表年均温度较对照提高了1.56℃,冬季增温效果好于夏季。增温显著提高了草地的地上生物量（P<0.05）,比对照高出148.76 g/m2。同时增温促进了根系向10～20 cm土层扩展。在夏季和冬季,增温处理和对照的土壤呼吸速率均呈现单峰曲线,在14∶00时出现峰值,夏季的最高值为5.66μmol/（m2·s）,冬季为2.79μmol/（m2·s）,夏季的土壤呼吸速率较冬季高出2.87μmol/（m2·s）。相关性分析表明,土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关（P<0.05）,土壤温度和土壤含水量则呈现出了极显著的负相关（P<0.01）。
【文章来源】：草原与草坪. 2019,39(01)CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１增温对亚高山草甸地表月平均温度的影响（２０１３．７～２０１４．１）
。增温作用促进了根系的发育，使得根系蔓延到１０～２０ｃｍ土层。根系的垂直分布总体上都呈现从上到下的地下生物量分布减少的规律。这与土壤养分状况及高海拔地区的土壤特性有关，土壤表层储存有大部分的土壤养分和有机质，能够给予根系发育更多的养分。图３增温作用下亚高山草甸夏季和冬季土壤的含水量Ｆｉｇ．３Ｄａｉｌｙｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｕｂａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓｉｎｓｕｍｍｅｒａｎｄｗｉｎｔｅｒｕｎｄｅｒｗａｒｍｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ图４增温作用下亚高山草甸的地上和地下生物量Ｆｉｇ．４Ｗａｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄａｎｄｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｓｕｂａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ注：不同小写字母表示处理与对照间差异显著（Ｐ＜０．０５）２．４模拟增温对土壤呼吸速率的影响增温处理和对照夏季和冬季日动态（８∶００～２０∶００）的土壤呼吸速率均呈现“单峰”曲线，先升高后降低，冬季的土壤呼吸速率明显低于夏季，且波动更大（图５）。从增温处理分析，土壤呼吸速率在夏季的最高值为５．６６μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ），而在冬季仅为２．７９μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ），相差较大。说明增温处理提高了土壤呼吸速率。在夏季，从早晨８∶００开始，增温处理的土壤呼吸速率明显大于对照，随着时间的推移，二者的土壤呼吸速率均呈上升趋势，１４∶００时土壤呼吸速率达到最高，且差距最小，随后，土壤呼吸速率呈现下降趋势，对照下降的更快，１８∶００时差值达到１．
正图５增温作用下亚高山草甸夏季和冬季土壤的呼吸速率Ｆｉｇ．５Ｗａｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｓｕｂａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓｉｎｓｕｍｍｅｒａｎｄｗｉｎｔｅｒ表１土壤呼吸速率和土壤温度、土壤水分的相关性（夏季）Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（ｓｕｍｍｅｒ）指标土壤呼吸速率土壤温度土壤含水量土壤呼吸速率１０．５３４－０．５３１土壤温度０．３４１１－０．９８２＊＊土壤含水量－０．１７５－０．９６６＊＊１注：＊＊表示在０．０１水平上显著相关，下同表２土壤呼吸速率和土壤温度、土壤水分的相关性（冬季）Ｔａｂｌｅ２Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（ｗｉｎｔｅｒ）指标土壤呼吸速率土壤温度土壤含水量土壤呼吸速率１０．９３７＊＊－０．８４０＊土壤温度０．９１３＊＊１－０．９６１＊＊土壤含水量－０．７７５＊－０．９３６＊＊１相关（Ｐ＜０．０１），土壤呼吸速率和土壤含水量呈现显著的负相关（Ｐ＜０．０５），土壤温度和土壤含水量呈极显著负相关（Ｐ＜０．０１）。３讨论试验中使用的增温设施———开顶式生长室（ＯＴＣ）与其他增温方法相比，不仅可以有效提高土壤的温度，而且具有方便易行、对生长环境的影响较小的特点，因而广泛地
【参考文献】：
期刊论文
[1]梯度增温对青藏高原高寒草甸生态系统碳交换的影响[J]. 耿晓东,旭日. 草业科学. 2017(12)
[2]藏北高原高寒草甸生态系统呼吸对增温的响应[J]. 李军祥,曾辉,朱军涛,张扬建,陈宁,刘瑶杰. 生态环境学报. 2016(10)
[3]全球变暖与陆地生态系统研究中的野外增温装置[J]. 牛书丽,韩兴国,马克平,万师强. 植物生态学报. 2007(02)
[4]中国温带典型草原土壤呼吸特征的实验研究[J]. 王庚辰,杜睿,孔琴心,吕达仁. 科学通报. 2004(07)
[5]模拟增温效应对矮嵩草草甸影响的初步研究[J]. 周华坤,周兴民,赵新全. 植物生态学报. 2000(05)
本文编号：3396561
【文章来源】：草原与草坪. 2019,39(01)CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１增温对亚高山草甸地表月平均温度的影响（２０１３．７～２０１４．１）
。增温作用促进了根系的发育，使得根系蔓延到１０～２０ｃｍ土层。根系的垂直分布总体上都呈现从上到下的地下生物量分布减少的规律。这与土壤养分状况及高海拔地区的土壤特性有关，土壤表层储存有大部分的土壤养分和有机质，能够给予根系发育更多的养分。图３增温作用下亚高山草甸夏季和冬季土壤的含水量Ｆｉｇ．３Ｄａｉｌｙｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｕｂａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓｉｎｓｕｍｍｅｒａｎｄｗｉｎｔｅｒｕｎｄｅｒｗａｒｍｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ图４增温作用下亚高山草甸的地上和地下生物量Ｆｉｇ．４Ｗａｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄａｎｄｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｓｕｂａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ注：不同小写字母表示处理与对照间差异显著（Ｐ＜０．０５）２．４模拟增温对土壤呼吸速率的影响增温处理和对照夏季和冬季日动态（８∶００～２０∶００）的土壤呼吸速率均呈现“单峰”曲线，先升高后降低，冬季的土壤呼吸速率明显低于夏季，且波动更大（图５）。从增温处理分析，土壤呼吸速率在夏季的最高值为５．６６μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ），而在冬季仅为２．７９μｍｏｌ／（ｍ２·ｓ），相差较大。说明增温处理提高了土壤呼吸速率。在夏季，从早晨８∶００开始，增温处理的土壤呼吸速率明显大于对照，随着时间的推移，二者的土壤呼吸速率均呈上升趋势，１４∶００时土壤呼吸速率达到最高，且差距最小，随后，土壤呼吸速率呈现下降趋势，对照下降的更快，１８∶００时差值达到１．
正图５增温作用下亚高山草甸夏季和冬季土壤的呼吸速率Ｆｉｇ．５Ｗａｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｓｕｂａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓｉｎｓｕｍｍｅｒａｎｄｗｉｎｔｅｒ表１土壤呼吸速率和土壤温度、土壤水分的相关性（夏季）Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（ｓｕｍｍｅｒ）指标土壤呼吸速率土壤温度土壤含水量土壤呼吸速率１０．５３４－０．５３１土壤温度０．３４１１－０．９８２＊＊土壤含水量－０．１７５－０．９６６＊＊１注：＊＊表示在０．０１水平上显著相关，下同表２土壤呼吸速率和土壤温度、土壤水分的相关性（冬季）Ｔａｂｌｅ２Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ（ｗｉｎｔｅｒ）指标土壤呼吸速率土壤温度土壤含水量土壤呼吸速率１０．９３７＊＊－０．８４０＊土壤温度０．９１３＊＊１－０．９６１＊＊土壤含水量－０．７７５＊－０．９３６＊＊１相关（Ｐ＜０．０１），土壤呼吸速率和土壤含水量呈现显著的负相关（Ｐ＜０．０５），土壤温度和土壤含水量呈极显著负相关（Ｐ＜０．０１）。３讨论试验中使用的增温设施———开顶式生长室（ＯＴＣ）与其他增温方法相比，不仅可以有效提高土壤的温度，而且具有方便易行、对生长环境的影响较小的特点，因而广泛地
【参考文献】：
期刊论文
[1]梯度增温对青藏高原高寒草甸生态系统碳交换的影响[J]. 耿晓东,旭日. 草业科学. 2017(12)
[2]藏北高原高寒草甸生态系统呼吸对增温的响应[J]. 李军祥,曾辉,朱军涛,张扬建,陈宁,刘瑶杰. 生态环境学报. 2016(10)
[3]全球变暖与陆地生态系统研究中的野外增温装置[J]. 牛书丽,韩兴国,马克平,万师强. 植物生态学报. 2007(02)
[4]中国温带典型草原土壤呼吸特征的实验研究[J]. 王庚辰,杜睿,孔琴心,吕达仁. 科学通报. 2004(07)
[5]模拟增温效应对矮嵩草草甸影响的初步研究[J]. 周华坤,周兴民,赵新全. 植物生态学报. 2000(05)
本文编号：3396561
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