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生态系统呼吸是陆地生态系统向大气输入CO2的关键过程，其变化将会对全球碳循环产生重要影响。高寒草甸是受氮素限制的青藏高原植被，大气氮沉降的增加对高寒草甸碳排放的影响不容忽视。青藏高原非生长季漫长，对土壤养分的维持和转化有重要影响，进而影响高寒草甸生态系统碳排放。研究不同时期添加非生长季氮肥及不同剂量氮肥对高寒草甸的影响，将有助于我们预测未来气候变化情境下温室气体的排放。本研究以西藏高原高寒草甸为研究对象，通过短期野外模拟氮沉降控制试验，分析不同时期（晚秋和早春）添加非生长季氮肥、不同氮添加剂量(0，10，20，40kgNhm-2yr-1)对高寒草甸群落特征、土壤供氮潜力及生态系统碳排放的影响，并探讨控制季节尺度生态系统碳排放的关键因子。主要研究结论如下:
1.氮素是限制高寒植物生产的重要因子。短期氮添加提高了高寒草甸群落盖度，降低根系碳氮比，对物种数及多样性无影响。氮添加对禾草生长有促进作用，抑制莎草生长，而对杂草类植物生长无显著影响。非生长季氮肥在晚秋添加主要促进植物地上生产，而早春添加对植物地上、地下生产均有促进作用。
2.早春和晚秋氮添加对土壤净硝化、净氨化及净总氮矿化均有促进作用，其中高氮水平促进作用最显著。两者相比较，在生长初期，早春氮添加导致土壤无机氮含量和净氮矿化速率高于晚秋添加，而在生长季末期高氮水平呈现相反的趋势。
3.非生长季氮肥早春添加样地，整个生长季节氮添加水平对生态系统呼吸及各组分季节动态无显著影响，而高氮添加水平对植物地上部分的累积呼吸速率有显著影响。在生长季旺盛期，晚秋添加氮样地显著促进生态系统呼吸及其组分，增大不同氮添加水平之间呼吸速率的差异，高氮添加水平显著提高累积呼吸量。晚秋高氮添加水平降低土壤呼吸、异养呼吸、根系呼吸占生态系统呼吸的比例，提高植物地上呼吸所占比例。综合来看，由于早春添加非生长季氮肥促进植物生产，降低生态系统碳排放。因此，从生态系统增汇减排角度，在对高寒草甸施肥时，应考虑将非生长季氮肥在早春植物返青期施加。
4.土壤水分是控制高寒草甸碳排放季节动态最主要的因子。地下生物量是控制高寒草甸碳排放的重要生物因子，其作用主要在生长旺盛期和末期。净氮矿化速率也会对生长旺盛期和末期生态系统呼吸和异养呼吸产生一定的影响。未来气候变化情景下，降雨格局的改变对半干旱地区高寒草甸碳排放产生重要影响。