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

1、土壤是陸地生態(tài)系統最重要的碳庫和氮庫，在陸地生態(tài)系統碳氮循環(huán)過程中起著舉足輕重的作用。植物光合作用產物向地下的分配(根系分泌、細胞凋亡和根系分解)和地上凋落物分解是土壤碳兩個最主要的來源，關于這兩種碳輸入途徑和量如何影響陸地生態(tài)系統土壤碳氮庫和循環(huán)的有限理解，限制了我們預測陸地生態(tài)系統碳循環(huán)對于全球氣候變化的響應和反饋。本實驗以我國北方廣泛分布的溫帶典型草原生態(tài)系統為研究對象，通過添加和去除地面凋落物以及割草改變植物對土壤的碳輸入途徑和

2、量，觀察溫帶草原土壤有機碳庫和氮庫各個組分(微生物生物量碳氮、活性碳、可溶性碳、輕重組碳、總有機碳、總有機氮)及碳氮循環(huán)(微生物呼吸、土壤呼吸、生態(tài)系統氣體交換、凈氮礦化)的變化，來區(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草原土壤碳庫和循環(huán)的相對貢獻和影響，有助于揭示在全球變化背景下溫帶典型草原生態(tài)系統碳庫和碳循環(huán)的響應機制，并為預測其未來變化動態(tài)以及對全球氣候變化的反饋提供參數估計和模型校正和驗證。
　　 我們對

3、各處理樣方土壤溫度、土壤水分以及土壤呼吸進行了一個生長季的測定，結果表明，添加和去除凋落物都使得土壤呼吸與對照相比都有所增加，但是都沒有達到顯著水平；而無論地上凋落物的量添加、去除還是不變，植物光合作用對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。這說明處理一年后，植物對土壤呼吸起主導作用，而凋落物處理對土壤呼吸的影響還需要更長時間的觀察。此外，生物量的結果也表明了地上凋落物的改變會影響到植物生長，從而影響到植物對土壤的碳輸

4、入，但是都沒有達到顯著水平，仍然需要我們進行更長時間的處理和觀察。
　　 通過在生長季前期、中期、后期進行了三次氮礦化的測定，以及在生長季后期進行了一次微生物生物量測定，我們得出以下結論：添加凋落物加快了凈氮礦化速率，但是沒有達到顯著影響水平；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，與對照相比沒有顯著差異，但是顯著高于另外幾個處理。
　　 通過本研究，我們

5、對于根系分泌和地上凋落物分解這兩種碳氮輸入途徑對我國溫帶草原碳氮循環(huán)的影響有了初步的了解。與森林生態(tài)系統相比，由于草原生態(tài)系統土壤碳氮含量低，土壤碳庫和轉化對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，由于改變土壤碳庫是長時間日積月累的結果，草原生態(tài)系統某些指標對碳輸入途徑和量的變化的響應還需要較長時間才能顯示出來，例如添加和去除凋落物雖然使得土壤呼吸值有所增加，但是還都沒有達到顯著的水平