氮和水分添加对内蒙古荒漠草原放牧生态系统土壤呼吸的影响

编号 zgly0001729479

文献类型 期刊论文

文献题名 氮和水分添加对内蒙古荒漠草原放牧生态系统土壤呼吸的影响

作者 温超  单玉梅  晔薷罕  张璞进  木兰  常虹  任婷婷  陈世苹  白永飞  黄建辉  孙海莲 

作者单位 中国科学院内蒙古草业研究中心  内蒙古农牧业科学院  中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室 

母体文献 植物生态学报 

年卷期 2020,44(1)

页码 80-92

年份 2020 

分类号 S81 

关键词 荒漠草原  放牧强度  土壤呼吸  降水增加  氮添加 

文摘内容 土壤呼吸是生态系统碳循环的重要组成部分,同时也是评价生态系统健康状况的重要指标,对于评估退化草地恢复过程中生态系统功能具有重要意义。该研究在内蒙古四子王旗短花针茅(Stipabreviflora)荒漠草原长期放牧实验平台上进行,该平台设置对照(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度(HG) 4个放牧强度。通过在4个放牧处理区设置氮、水添加实验处理,探讨不同放牧强度背景下,氮、水补充对荒漠草原土壤呼吸过程的影响。结果表明:(1)历史放牧强度除2015年对土壤呼吸无显著影响,2016和2017年都有显著影响,放牧区3年平均土壤呼吸速率基本都高于对照区。此外,氮和水分添加显著增加了MG区土壤呼吸速率,HG区氮、水同时添加对土壤呼吸速率有显著增加作用;(2)无论是历史放牧强度,还是氮、水添加处理,都没有改变荒漠草原生长季土壤呼吸速率的季节动态变化趋势,土壤呼吸速率基本表现为单峰曲线模式,峰值出现在水热同期的7月份;(3)不同年份生长季土壤呼吸速率对氮、水处理的响应并不相同,氮添加至第3年产生显著影响。水分添加在平水年份(2015和2017年)对土壤呼吸产生显著影响,但在丰水年份(2016年)无显著影响。氮、水共同添加分别在CK、LG和HG区3年平均土壤呼吸速率显著高于单独加水处理,说明氮添加的有效性依赖于水分条件,两者表现为协同作用;(4)不同处理下荒漠草原土壤呼吸的温度敏感性(Q10)值介于1.13–2.41之间,平均值为1.71。在无氮、水添加时,放牧区的Q10值都小于CK区,总体表现为CK》 MG》 LG》 HG;加水和氮水共同添加处理后, Q10值都有明显增加,其中NW处理下Q10值都增加到2.0以上。上述结果说明在过去受不同放牧强度影响的荒漠草原在停止放牧后的恢复过程中,土壤水分仍是影响土壤呼吸的主导环境因子,外源氮添加只有在满足一定水分供给的基础上才起作用