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在全球变化的背景下草地生态系统正在遭受着越来越多的人类活动的干扰。未来氮沉降和刈割条件下草地土壤能否成为碳汇取决于碳输入和输入的速率。因此,研究氮添加和刈割对以根系主导的地下碳循环关键过程的影响对于准确评价生态系统碳收支,正确预测未来气候变化下碳分配和指导草地恢复与利用具有重要意义。本研究以黄土高原宁夏云雾山自然保护区长期封育的天然草地为研究对象,研究氮添加和刈割对该生态系统地下碳循环几个关键过程的影响,包括以细根生产、死亡、周转和分解为核心的碳输入过程和以土壤呼吸及各组分呼吸为主的碳输出过程。明确了以根系主导的地下碳循环过程对氮添加和刈割的响应方向和响应幅度,分析了影响地下碳循环过程的主导因素,并揭示了其内在影响机制。本研究2014年生长季降雨量约为2015年同期降雨量的两倍,降雨的严重不足造成了2015年7-8月份的土壤干旱,使该研究跨越两个干湿分明的不同年份。本研究所得主要结论如下:（1）细根生产和死亡均表现出明显的季节变化动态。2014年,对照处理细根生产和死亡呈单峰曲线,2015年细根生产和死亡均呈双峰曲线。相关分析表明,2014和2015年细根生产的季节变化与土壤水分显著正相关,而与土壤温度相关性不显著。而细根死亡在2014年与土壤温度显著正相关,而与土壤水分无相关性,2015年呈相反的规律。（2）氮添加显著降低了两年细根生产量和2015年细根死亡量,但对2014年细根年死亡量无显著影响。刈割对细根的生产和死亡的影响随时间有显著的差异。刈割之后短期内,细根的生产量迅速降低,而死亡量增加;但随着植被的再生,细根生产量逐渐增加,死亡量逐渐降低,不断向对照水平恢复。刈割显著降低了两年细根产量,显著增加了2014细根死亡量,而对2015年细根死亡没有显著影响。（3）细根生产量和死亡量均随着土层深度增加而下降。细根生产和死亡70%以上发生在0-20 cm土层。氮添加对细根生产和死亡的降低主要发生在0-20 cm土层,而对30-50 cm土层细根的生产和死亡没有显著影响（2015）或表现为显著的促进作用（2014）。刈割对细根生产的降低和死亡的增加主要发生在0-20 cm土层细根,而对深土层（30-50 cm）细根的生产和死亡影响不显著（2015）或者表现出与浅层土壤细根相反的响应趋势（2014）。（4）2014和2015年细根周转速率分别为1.30 a-1和0.97 a-1,所有处理细根周转的波动范围在0.86-1.90 a-1之间。氮添加显著降低了2015年细根的周转速率,而对2014年细根周转无显著影响。刈割显著增加了2014年细根周转速率,而对2015年细根周转无显著影响;细根周转随土层深度增加而降低,N添加和刈割使各土层细根周转不同程度的下降。（5）3种细根分解速率大小为:大针茅>甘青针茅>白莲蒿。相关分析表明,细根分解常数与细根初始氮含量、钾含量和氮/磷比值呈显著的正相关关系,与初始碳含量、碳/氮比值呈显著的负相关关系。氮添加显著降低了3种细根的分解系数,而刈割显著显增加了3种细根的分解系数,且两者交互作用达到显著水平。（6）随着根系分解,3种细根碳和钾元素表现为直接释放,氮元素随着细根分解整体上表现为富集,磷元素表现为富集-释放模式,整体呈波动式下降。氮添加抑制了3种细根分解过程中碳元素的释放,和甘青针茅和白莲蒿细根钾元素的释放,而对3种细根氮和磷元素以及大针茅钾元素的释放没有显著影响。刈割则促进了3种细根碳、磷和钾元素释放,而对氮元素动态变化没有显著影响。（7）土壤呼吸和根系呼吸均表现出明显的季节性动态。2014年土壤呼吸和根呼吸速率呈单峰曲线,2015年则呈双峰曲线,而土壤微生物呼吸无明显的季节性变化。2014和2015年对照处理根系呼吸比例分别为54.1%和41.3%。氮添加对两年根呼吸比例均没有显著影响。刈割使2014年根系呼吸比例年平均值显著下降了9.6%（P<0.05）,而对2015年根呼吸比例没有显著影响。（8）氮添加显著降低了2014年土壤总呼吸和根系呼吸,以及两年的微生物呼吸速率,而对2015年土壤总呼吸和根系呼吸无显著影响;刈割显著降低了两年土壤总呼吸和各组分呼吸速率,其中根系呼吸速率对刈割的响应敏感;氮添加和刈割显著的交互作用能缓解刈割对土壤呼吸和根呼吸的抑制作用,激发氮添加对土壤呼吸和根呼吸的促进作用。不同处理间月平均根呼吸速率与月根长产量呈显著的正相关关系。土壤微生物呼吸速率与土壤微生物量碳呈显著的正相关关系。（9）相关分析表明,土壤温度和水分能够解释土壤总呼吸和土壤微生物呼吸的大部分变异,但是仅能解释根系呼吸变异的14.1-22.8%。根系呼吸的Q10值高于微生物呼吸Q10值。总体上,氮添加和刈割使土壤呼吸及其各组分Q10值不同程度的降低,其中,对根系呼吸Q10的降低幅度更大。综上分析表明,氮添加和刈割显著影响该草地生态系统地下碳循环过程。整体而言,氮添加减少了根系向土壤输入有机碳的数量,降低了根系凋落物对土壤碳和养分归还速率,抑制了土壤微生物对有机质的分解而减少碳排放。而刈割降低了根系向土壤输入有机碳的数量,但增加了根系凋落物对土壤碳和养分的归还速率,抑制了土壤微生物分解有机质而减少碳排放。