改變土壤碳輸入對(duì)我國(guó)北方溫帶草原土壤碳、氮庫(kù)和碳、氮循環(huán)的影響.pdf

1、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的碳庫(kù)和氮庫(kù)，在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)過(guò)程中起著舉足輕重的作用。植物光合作用產(chǎn)物向地下的分配(根系分泌、細(xì)胞凋亡和根系分解)和地上凋落物分解是土壤碳兩個(gè)最主要的來(lái)源，關(guān)于這兩種碳輸入途徑和量如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮庫(kù)和循環(huán)的有限理解，限制了我們預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對(duì)于全球氣候變化的響應(yīng)和反饋。本實(shí)驗(yàn)以我國(guó)北方廣泛分布的溫帶典型草原生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)添加和去除地面凋落物以及割草改變植物對(duì)土壤的碳輸入途徑和

2、量，觀察溫帶草原土壤有機(jī)碳庫(kù)和氮庫(kù)各個(gè)組分(微生物生物量碳氮、活性碳、可溶性碳、輕重組碳、總有機(jī)碳、總有機(jī)氮)及碳氮循環(huán)(微生物呼吸、土壤呼吸、生態(tài)系統(tǒng)氣體交換、凈氮礦化)的變化，來(lái)區(qū)分和量化凋落物分解和根系分泌、分解這兩種碳輸入方式對(duì)草原土壤碳庫(kù)和循環(huán)的相對(duì)貢獻(xiàn)和影響，有助于揭示在全球變化背景下溫帶典型草原生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)和碳循環(huán)的響應(yīng)機(jī)制，并為預(yù)測(cè)其未來(lái)變化動(dòng)態(tài)以及對(duì)全球氣候變化的反饋提供參數(shù)估計(jì)和模型校正和驗(yàn)證。
　　 我們對(duì)

3、各處理樣方土壤溫度、土壤水分以及土壤呼吸進(jìn)行了一個(gè)生長(zhǎng)季的測(cè)定，結(jié)果表明，添加和去除凋落物都使得土壤呼吸與對(duì)照相比都有所增加，但是都沒有達(dá)到顯著水平；而無(wú)論地上凋落物的量添加、去除還是不變，植物光合作用對(duì)土壤呼吸的影響則比較顯著，去除植物顯著地降低了土壤呼吸。這說(shuō)明處理一年后，植物對(duì)土壤呼吸起主導(dǎo)作用，而凋落物處理對(duì)土壤呼吸的影響還需要更長(zhǎng)時(shí)間的觀察。此外，生物量的結(jié)果也表明了地上凋落物的改變會(huì)影響到植物生長(zhǎng)，從而影響到植物對(duì)土壤的碳輸

4、入，但是都沒有達(dá)到顯著水平，仍然需要我們進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的處理和觀察。
　　 通過(guò)在生長(zhǎng)季前期、中期、后期進(jìn)行了三次氮礦化的測(cè)定，以及在生長(zhǎng)季后期進(jìn)行了一次微生物生物量測(cè)定，我們得出以下結(jié)論：添加凋落物加快了凈氮礦化速率，但是沒有達(dá)到顯著影響水平；同樣，去除凋落物降低了凈氮礦化速率，也沒有達(dá)到顯著水平。此外，添加凋落物處理微生物生物量碳、氮都有所增加，與對(duì)照相比沒有顯著差異，但是顯著高于另外幾個(gè)處理。
　　 通過(guò)本研究，我們

5、對(duì)于根系分泌和地上凋落物分解這兩種碳氮輸入途徑對(duì)我國(guó)溫帶草原碳氮循環(huán)的影響有了初步的了解。與森林生態(tài)系統(tǒng)相比，由于草原生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮含量低，土壤碳庫(kù)和轉(zhuǎn)化對(duì)碳輸入途徑和量的變化更為敏感，在處理第一年，土壤微生物量和土壤呼吸都發(fā)生了顯著的變化。然而，由于改變土壤碳庫(kù)是長(zhǎng)時(shí)間日積月累的結(jié)果，草原生態(tài)系統(tǒng)某些指標(biāo)對(duì)碳輸入途徑和量的變化的響應(yīng)還需要較長(zhǎng)時(shí)間才能顯示出來(lái)，例如添加和去除凋落物雖然使得土壤呼吸值有所增加，但是還都沒有達(dá)到顯著的水平