改变生长季不同时期降雨对中国北方典型草原生态系统土壤呼吸的影响

论文摘要

全球气温升高加剧了水文的循环过程。模型预测未来降雨将在年内与年际间显现出更大的变化。就我国北部地区最近几十年降雨格局来看,已经出现夏季降雨减少的趋势。作为重要碳循环途径,土壤呼吸对降雨变化的响应会极大地影响到陆地生态系统碳固持。为清晰地了解碳循环过程对未来更加复杂多变的降水格局的响应,有必要在干旱和半干旱草地生态系统开展控制实验研究改变不同时期降水变化对土壤呼吸的影响。在我国北方典型草原生态系统设置了一个控制降雨量与降雨时机的实验,实验处理分别为:对照、生长季前期减雨60%、前期增雨60%、生长季后期减雨60%、后期增雨60%、整个生长季减雨60%、增雨60%。研究的主要内容是:（1）土壤呼吸对不同时期降水改变的响应;（2）生物与非生物因子对生长季不同时期降雨改变的响应;（3）改变生长季不同时期的降雨对土壤呼吸产生影响的生物与非生物机制。2015-2018年的实验结果显示,前期减雨与后期减雨都降低了土壤湿度,却增加了土壤温度。前期减雨减少微生物碳含量,后期减雨减少了微生物碳、氮含量,而前期减雨对微生物氮含量影响不显著。前期增雨均降低了微生物碳、氮含量,后期增雨则对微生物碳、氮含量没有显著影响。前期减雨与后期减雨都降低了土壤呼吸。前期增雨增加了土壤呼吸,而后期增雨对土壤呼吸影响不显著。土壤呼吸对增减水的响应具有不对称性,相较于增雨,土壤呼吸对减雨的响应更加敏感。在减雨处理中,前期减雨对土壤呼吸的影响小于后期增雨的影响。在增雨处理中,前期增雨对土壤呼吸的影响大于后期增雨的影响。土壤异养呼吸2018年数据显示:前期减雨对异养呼吸无显著影响,后期减雨降低异养呼吸。前期与后期增雨均对异养呼吸无显著影响。在减雨情景下,土壤呼吸与生长季前期土壤湿度和后期土壤湿度存在正相关关系。土壤呼吸与后期土壤温度存在负相关关系,与前期土壤温度不存在相关关系。土壤呼吸与多年杂草盖度、灌木及半灌木盖度、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮、地下净初级生产力和群落总盖度存在正相关关系。土壤呼吸与禾草以及一年生、二年生植物盖度相关不显著。土壤异养呼吸与后期土壤湿度、杂草植物盖度、微生物碳、氮含量和群落总盖度呈正相关关系,与生长季前期土壤湿度、生长季前期土壤温度、后期土壤温度、禾草盖度、灌木及半灌木植物盖度、一年生、二年生植物盖度以及地下净初级生产力不存在相关关系。在增雨情景下,土壤呼吸与灌木及半灌木盖度和群落总盖度存在正相关关系,与土壤微生物碳含量存在负相关关系。而生长季前期土壤湿度、后期土壤湿度、生长季前期土壤温度、后期土壤温度、多年杂草盖度、禾草盖度、一年生、二年生植物盖度、土壤微生物量氮以及地下净初级生产力与土壤呼吸相关不显著。综上所述、在我国北方典型草原,土壤呼吸对减雨的响应比对增加降雨的响应更加敏感。相对于前期减雨,后期减雨对土壤呼吸的影响更大。相反,前期增雨对土壤呼吸的影响大于后期增雨的影响。本实验强调了改变生长季不同时期降雨量对陆地生态系统碳循环的影响,为降雨格局改变情景下陆地生态系统碳循环响应机制的研究提供了数据参考。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 乔晓欣

导师: 杨中领

关键词: 生长季降雨,地下净初级生产力,土壤呼吸,土壤异养呼吸

来源: 河南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,畜牧与动物医学

单位: 河南大学

分类号: S812.2

总页数: 60

文件大小: 3850K

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