黃土高原半干旱區(qū)2020年生長季草地土壤呼吸特征及其影響因素

張琳焓，閉建榮，張雪騰，李正鵬，趙長明，馬曉俊

（1. 蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，半干旱氣候變化教育部重點實驗室，甘肅 蘭州 730000；2. 西部生態(tài)安全省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，甘肅 蘭州 730000；3. 甘肅省半干旱氣候與環(huán)境野外科學(xué)觀測研究站，甘肅 蘭州 730000；4. 蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；5. 蘭州大學(xué)科學(xué)觀測臺站管理中心，甘肅 蘭州 730000）

引 言

全球土壤中有機(jī)碳儲量為1300~2000 PgC，分別是陸地植物碳庫（560 PgC）的3 倍和大氣碳庫（750 PgC）的2 倍，其微小變化將會對大氣中二氧化碳濃度產(chǎn)生重大影響，從而加劇或減緩全球氣候變化［1-2］。世界干旱半干旱區(qū)面積為5.55×107km2，約占全球陸地總面積的41%［3］，是全球陸地表面增溫最顯著的區(qū)域，主導(dǎo)著全球碳循環(huán)的年際變化［4］。然而，這里降水稀少，蒸發(fā)量大，植被覆蓋稀疏，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，其土壤呼吸速率的變化對溫度和水分的響應(yīng)更加敏感［5］，對全球碳平衡過程影響較大。研究表明，雖然熱帶雨林是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中最主要的碳匯，但是半干旱區(qū)由于具有較大的降水變率與氣溫年際差異，其對全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯年際變異的貢獻(xiàn)約為39%，明顯高于熱帶雨林（19%）和農(nóng)田（27%）［6］。

目前我國針對土壤呼吸及其影響的研究主要集中在內(nèi)蒙古羊草草原［7-8］、新疆荒漠植被［9］和青藏高原高寒草甸［10］，而對黃土高原半干旱區(qū)草地的關(guān)注較少。受自然條件制約與人類活動的影響，黃土高原已成為中國水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)，其生態(tài)恢復(fù)是國家生態(tài)文明建設(shè)的主要任務(wù)之一［11-12］。在氣候條件、植被類型、土壤性質(zhì)和微生物活性等因素的綜合影響下，該地區(qū)土壤呼吸常常表現(xiàn)出很大的時空分布差異，極大限制了對碳交換過程的全面認(rèn)識。……