氮添加对温带典型草原土壤呼吸与温度和水分关系的影响

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yjxff520
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为碳循环的重要环节,土壤呼吸是将碳从陆地生态系统释放到大气的主要途径。研究土壤呼吸及其组分对外源氮素的响应规律,有利于对未来土壤和大气碳库动态的准确估测。鉴于温度和水分是预测陆地生态系统土壤CO2释放的最好的因子,而且外源氮素极有可能会影响土壤呼吸及其组分同土壤温度和水分之间的关系,所以,相关方面的研究有利于预测未来陆地生态系统土壤碳库动态及气候变化趋势。我们选择具有广泛代表性的内蒙古温带典型草原,对其外源氮素增加情况下土壤呼吸及其组分同温度和水分的关系进行研究。  研究样地设在中国科学院植物研究所东乌珠穆沁草原生态系统管理研究站长期观测样地内。在2015年和2016年进行了为期两个生长季的原位实验。测定指标主要为施氮和对照处理下的土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸,以及10cm土壤温度和水分,并利用指数和线性模型分别进行拟合,之后对土壤呼吸及其组分同温度和水分的关系的关键参数进行比较。得到的主要结果如下:  (1)土壤异养呼吸、自养呼吸、总呼吸、以及温度和水分表现出了类似的时间格局,即夏季高,其他季节低。土壤呼吸及其组分的季节动态是温度和水分季节变化共同驱动的结果,无论施氮与否,指数模型均能较好地拟合土壤呼吸及其组分同温度之间的关系,同时线性模型能较好地拟合土壤呼吸及其组分同水分之间的关系。  (2)外源氮素添加对土壤异养呼吸速率总体的影响不大,但与对照相比较,外源氮素增加使得基础呼吸速率显著增加,温度和水分敏感性都明显降低。在外源氮素增加的情况下,土壤异养呼吸的基础速率在2015年增加了161%,在2016年增加了158%;土壤异养呼吸的Q10在2015年的降低了37%,在2016年降低了23%;土壤异养呼吸与水分的线性拟合方程中,斜率在2015年的降低了42%,在2016年降低了48%。  (3)外源氮素添加降低了土壤自养呼吸速率及其温度敏感性,而基础呼吸速率和水分敏感性对外源氮素添加无明显反应。氮素添加同年际之间存在显著的交互作用。土壤自养呼吸在2015年降低了45%,在2016年降低了8%;土壤自养呼吸Q10在2015年降低了30%,在2016年降低了8%。  (4)外源氮素添加情况下,土壤总呼吸及其温度敏感性显著降低,土壤基础呼吸速率明显增加,但土壤呼吸的水分敏感性没有发生明显变化。受外源氮素添加的影响,在2015年土壤总呼吸降低了30%,Q10降低了35%,土壤基础呼吸速率增加了96%;在2016年土壤总呼吸增加10%,Q10降低了20%,土壤基础呼吸速率增加了97%。  总之,外源氮素添加降低了生长季的土壤总呼吸,这一结果主要是由自养呼吸降低造成的,而异养呼吸则没有发生显著变化。受外源氮素添加的影响,土壤总呼吸及其组分的土壤呼吸温度敏感性都有不同程度的降低,总呼吸和异养呼吸的基础呼吸速率有所提高。外源氮素添加情况下,土壤异养呼吸的水分敏感性有所降低,但土壤总呼吸以及自养呼吸的水分敏感性的变化不显著。这些结果说明,土壤呼吸或其组分同温度或水分等环境因子之间的关系会受到外源氮素的影响,因此,在氮沉降持续增加的背景下,对温带典型草原土壤CO2排放进行精确预测,必须考虑相关模型中关键参数对外源氮素增加的响应情况。
其他文献
现代工业对微机电系统(MEMS)器件和微细零件需求越来越大,要求也越来越高,特别是对材料的多样化,结构的复杂化和尺寸的微小化等方面。然而传统的加工方法如半导体加工技术、LIGA
盲信号分离技术是近年来信号处理领域的一个研究热点,由于其能够在对原始信号和混合系统的先验知识都比较少的情况下,从观测到的混合信号中恢复出原始信号,因此在无线通信、医学
盲信号分离是近几十年来发展起来的一门新兴的技术学科,在理论与实际应用中都取得了长足的发展。目前,盲信号分离已经成为国内外多方关注的热点问题之一,被广泛应用于无线通信和
本论文利用唐鱼卵黄蛋白原启动子,构建了对雌激素刺激敏感的基因重组酵母测评系统AHptERα/pr2,建立了一种可用于检测环境雌激素的分子生物学方法,并对影响检测效果的因素进
语音信号的盲分离在近年来成为信号处理的一个热点问题,因为其在语音识别,高质量的手机通信以及远程会议系统中都有着广泛的应用前景。基于瞬时混合的语音信号盲分离已经相对成
在过去的几十年,全世界无线通信技术飞速发展。作为无线通信技术的重要支撑之一,微波介质陶瓷材料因其具备高Q值,中介电常数,温度系数稳定等优点而成为国内外学者争相研究的热点
相位解缠算法最初运用于INSAR数据的分析,后来应用于地形图的绘制。从上世纪90年代中期开始,相位解缠算法随MEMS技术逐渐发展,成为目前最先进的MEMS动态测试技术中频闪显微干
准一维碳纳米结构材料,如碳纳米管和碳纳米纤维,由于具有优异的力学、电学及其他特性,有望用于制作纳米电子器件,纳米生物化学传感器,纳米复合材料及吸波材料等,因而引起了广泛的关
无源器件尤其是电感是射频集成电路中至关重要的器件。先进的射频CMOS工艺已经能在片集成无源器件。在片无源器件能有效减小封装寄生参数,提高电路稳定性和性能,因此其应用已经
关于植物向重力性应答研究已有近百年的历史。本实验以拟南芥花序茎和下胚轴为实验材料,通过蛋白组学技术进行了初步分析。重力刺激45分钟后,拟南芥花序茎发生向重力性弯曲,以手