模拟增温对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸的影响

发布时间：2018-08-07 12:47

【摘要】：土壤呼吸是土壤向大气碳输入的主要途径,在全球碳循环中发挥着重要作用。据预测,未来100年全球平均地表温度将上升0.3-4.8℃,温度的升高会影响土壤呼吸从而改变全球碳平衡。滨海湿地中的“蓝碳”是地球上最密集的碳汇之一,在应对气候变化方面起着重要作用。由于滨海湿地地下水位浅、淡咸水交互作用明显,增温一方面能够直接影响土壤呼吸,另一方面能够通过影响水盐动态间接影响土壤呼吸。因此,我们选择黄河三角洲滨海湿地为研究对象,采用红外辐射加热器模拟增温,研究了该地区环境因子、生物因子以及土壤呼吸的变化规律,同时探讨了土壤呼吸对增温的响应机制,最终定量评估了增温对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸的影响。根据土壤含水量不同,将全年分成3个时期(干旱期、湿润期、淹水期)。增温对土壤呼吸速率的影响在不同时期表现不同。干旱期,温度升高2.2℃,土壤呼吸速率降低了15.3%;湿润期,温度升高2.0℃,土壤呼吸速率提高23.9%;淹水期,增温对土壤呼吸速率无显著影响。全年尺度上,增温2.0℃,土壤呼吸提高11.3%。增温对土壤呼吸的影响是通过环境因素以及生物因素的改变实现的。不同时期(干旱期、湿润期、淹水期)环境因素对土壤呼吸速率的影响机制不同。干旱期,增温温引起的土壤盐分的升高限制了土壤呼吸;湿润期,由于不存在盐胁迫,温度的升高促进了土壤呼吸的产生;淹水期,长期土壤水分的过饱和状态影响了增温效果,使得土壤呼吸速率在增温与对照中无显著差异。而增温造成生物量的增加通过影响凋落物量等促进了土壤呼吸。不同时期的光合速率对土壤呼吸也产生了一定的影响。干旱期,增温造成的光合速率的下降降低了土壤呼吸,湿润期芦苇光合速率的提高刺激了土壤呼吸的产生,而在淹水期植被的光合作用以及土壤呼吸作用均受到积水限制,温度的升高对其影响不显著。相关分析表明无论增温还是对照,土壤呼吸速率均与土壤温度表现出较强的相关性,是其主导因子。然而不同时期(干旱期、湿润期、淹水期)由于土壤盐分的不同造成土壤呼吸速率对温度的响应不同。因此对土壤呼吸与温度的关系进行分阶段拟合:盐分限制阶段(土壤盐分含量5.0 ds·m 1)方程为SR=0.081e0.117T(r2=0.69,p0.001);非盐分限制阶段(土壤盐分含量5.0 ds·m 1),方程为SR=0.195e0.106T(r2=0.89,p0.001)。而对照小区全年与各个阶段的拟合效果相似,因此,其方程为:SR=0.191e0.104 T(r2=0.84,p0.001)。模拟估算表明,干旱期增温使黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸降低了21.6%,湿润期增温使土壤呼吸增加了51.5%,淹水期无明显差异;在全年尺度上,增温使土壤呼吸提高了32.7%。
[Abstract]:Soil respiration is the main way of carbon input from soil to atmosphere and plays an important role in the global carbon cycle. It is predicted that the global average surface temperature will rise by 0.3-4.8 鈩，

本文编号：2170068