全球气候变化加剧背景下,干旱和半干旱地区的降雨模式将进一步改变,其造成的土壤水分波动是引起土壤呼吸动态变化的重要因素,但生物结皮土壤呼吸响应降雨模式变化继而影响陆地生态系统碳源/汇功能的机制尚不明确.针对黄土高原风沙土发育的藓结皮,以自然降雨量为对照,分别进行幅度为10％、30％、50％的模拟增雨和减雨处理,并利用便携式土壤碳通量分析仪(LI-8100A)测定了模拟增减雨后的藓结皮土壤呼吸速率,对比分析了其对降雨量变化的响应及机制.结果表明:(1)整个实验周期(2018和2019)增雨和减雨分别显著提高(增幅分别为17.9％—48.2％和27.1％—54.2％)和降低了(降幅分别为1.8％—26.8％和5.2％—20.8％)土壤含水量,但对土壤温度的影响不显著;(2)增雨抑制了藓结皮土壤呼吸速率(降幅分别为7.8％—31.7％和14.7％—39.4％),且随梯度增大抑制作用越明显;减雨则取决于减雨梯度,减雨10％和30％会促进土壤呼吸速率(增幅分别为27.5％、9.6％和23.6％、9.7％)而减雨50％具有抑制作用(降幅分别为15.6％和18.5％).不同实验周期和不同降雨处理间藓结皮土壤呼吸速率大多差异显著;(3)增雨和减雨下藓结皮土壤呼吸速率与土壤温度均成显著指数正相关关系,同时,低含水量时(小于约15％)与土壤含水量均成显著线性正相关关系,而高含水量(大于约15％)时增雨下成显著线性负相关关系.综上,黄土高原藓结皮土壤呼吸速率对降雨量变化具有明显响应,降雨量整体波动减小时其可能成为一潜在碳源.因此,未来黄土高原土壤碳源/汇功能研究中应考虑降雨模式改变对生物结皮土壤呼吸的影响.

生物结皮;风沙土;降雨量变化;土壤呼吸速率;土壤含水量;土壤温度

窦韦强;田乐乐;肖波;姚小萌;李胜龙

中国农业大学土地科学与技术学院农业农村部华北耕地保育重点实验室,北京 100193;中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌 712100;河北师范大学资源与环境科学学院环境演变与生态建设实验室,石家庄 050024

生态学报

[1]窦韦强;田乐乐;肖波;姚小萌;李胜龙-.黄土高原藓结皮土壤呼吸速率对降雨量变化的响应)[J].生态学报,2022(05):1703-1715

黄土高原,藓结皮,土壤呼吸速率,降雨量变化,全球气候变化,半干旱地区,降雨模式,土壤水分,生物结皮,陆地生态系统,碳源,风沙土,自然降雨,增雨,便携式,土壤碳,碳通量,通量分析,LI,8100A,增减,雨后,土壤含水量,土壤温度,高含水量,下成,体波,高原土,功能研究,模式改变

0.184159