黃土丘陵區(qū)天然草地群落CO2排放通量特征及其對降雨的響應(yīng).pdf

1、草地生態(tài)系統(tǒng)CO2排放是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組分，降雨不僅是影響半干旱地區(qū)植被生長和土壤溫濕度動(dòng)態(tài)的主要因素，也是驅(qū)動(dòng)該地區(qū)天然草地群落CO2通量變化的重要因子。探明黃土丘陵區(qū)退耕草地群落CO2通量對降雨的短期響應(yīng)規(guī)律，對準(zhǔn)確評估黃土丘陵半干旱區(qū)退耕草地生態(tài)系統(tǒng)碳收支具有重要意義。本研究選取鐵桿蒿(Artemisia gmelinii Web.et Stechm.)和達(dá)烏里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)

2、Schindl)為優(yōu)勢種的天然草地群落為研究對象，以裸地作為對照，于2016年6月至9月，采用模擬降雨的方法比較和分析了各群落在4種降雨量(5 mm，10mm，20 mm，40 mm)和3種降雨頻率(40 mm×1，20 mm×2，10 mm×4)下連續(xù)8天的CO2通量、土壤溫度和土壤含水量等，取得以下主要結(jié)果:
　　1.天然草地群落CO2通量與土壤呼吸速率日變化均呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在12:00～16:00之間。天然草地群落CO

3、2通量的動(dòng)態(tài)變化與土壤溫度和土壤含水量顯著相關(guān)。在鐵桿蒿和達(dá)烏里胡枝子群落，九月CO2通量顯著低于其他月份。鐵桿蒿群落CO2通量的最高值出現(xiàn)在八月，為0.40g·m-2·h-1;達(dá)烏里胡枝子群落最大值為0.54g·m-2·h-1，出現(xiàn)在六月;裸地生長季期間CO2通量值為0.01g·m-2·h-1～0.28g·m-2·h-1，不同生長月份間無顯著差異。
　　2.降雨對CO2通量具有顯著的激發(fā)效應(yīng)，但在不同生長月份及不同類型群落中引起

4、生態(tài)系統(tǒng)CO2通量激發(fā)的降雨量不同，CO2通量的增加量也不同。40 mm降雨量能顯著提高鐵桿蒿群落生長季CO2通量，但生長季末期增加量較低。相同降雨條件下，鐵桿蒿群落CO2通量的增加量以及測定期間均值均顯著高于達(dá)烏里胡枝子群落和裸地。六月試驗(yàn)期間，三種群落CO2累積排放量均高于生長季其他月份，九月最低。40 mm降雨量下各群落生長季CO2累積排放量最高。
　　3.生長月份、群落類型及其交互作用均顯著影響天然草地土壤溫度和CO2通量

5、，土壤含水量在不同生長月份、降雨頻率和群落類型下差異顯著(P＜0.05）。在生長季不同月份，單次40 mm降雨對鐵桿蒿群落CO2通量具有顯著激發(fā)效應(yīng)，但對達(dá)烏里胡枝子群落和裸地CO2通量沒有顯著提高。不同降雨頻率下，鐵桿蒿和達(dá)烏里胡枝子群落CO2累積排放量均在20 mm×2處理下最高，而10 mm×4處理抑制了裸地CO2排放。草地群落CO2通量與土壤水分狀態(tài)指數(shù)具有顯著相關(guān)性，表明不同降雨頻率下CO2通量動(dòng)態(tài)變化的差異與雨前土壤溫濕條件