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外源碳和氮输入对降水变化下土壤呼吸的短期影响

贺云龙  齐玉春  彭琴  董云社  郭树芳  闫钟清  李兆林  王丽芹  
【摘要】:利用野外原位小区控制试验,模拟研究了降水变化下草地生态系统土壤呼吸对外源碳和氮输入的响应.在2014年,以内蒙古锡林河流域温带典型草原为研究对象,测定了增加降水处理(CK)、增加降水配施氮肥处理[CN,2.5 g·(m~2·a)~(-1)]、增加降水配施碳源处理[CG,24 g·(m~2·a)~(-1)]和增加降水配施氮肥和碳源处理[CNG,2.5 g·(m~2·a)~(-1)+24 g·(m~2·a)~(-1)]下土壤呼吸的变化,并分析了土壤呼吸与土壤温度、土壤水分、土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(MBC)之间的关系.结果表明,在自然降水较多的第一次增加降水(FWE)阶段,CG处理和CNG处理168 h土壤CO_2累积通量显著增加,而CN处理168 h土壤CO_2累积通量无显著变化,并且CG处理和CNG处理土壤MBC含量显著高于CK处理和CN处理,同时,该阶段平均CO_2释放速率与土壤MBC含量正相关(P0.05).与FWE阶段相比,无自然降水的第二次增加降水(SWE)阶段各处理168 h土壤CO_2累积释放量显著降低,并且各处理MBC含量也显著降低(P0.05),仅有土壤DOC含量显著增加(P0.05),CG处理和CN处理168 h土壤CO_2累积通量显著降低(P0.05).两个降水阶段土壤呼吸速率与土壤温度或土壤体积含水量均有显著的正相关性(P0.05).因此,自然降水的分布对土壤水分的影响调控着外源氮和碳对半干旱草地生态系统土壤呼吸的作用效应.

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