盐生荒漠生态系统固碳现状、速率、潜力和机制研究

Under the background of global climate change, CO2 emission reduction has become one of the focuses that draws strong attentions of international society, the scientific community, and the social public, and has been deeply involved in international political and diplomatic levels. One of the effective measures for CO2 emission reduction is increasing the carbon stocks of terrestrial ecosystem at present. However, the salt desert ecology system, as one of the important component of terrestrial ecosystems, is not taken into account in carbon sequestration. Therefore multi-scale integration and scaling method are used to study deeply the status, rate, potential and mechanism of carbon sequestration by the salt desert ecosystem in Xinjiang in this project, the carbon storage of the salt desert ecosystem in arid area of Northwest China is estimated, the spatial and temporal distribution characteristics of the carbon source/sink are analyzed, the status and potential of carbon sequestration by the salt desert ecosystem under the outside interference conditions (enclosure) are estimated and evaluated, the driving factors and mechanism of carbon sequestration by the salt desert ecosystem are explored, the contribution of carbon sequestration by the salt desert ecosystem in China to the terrestrial ecosystem carbon fixation in the trend of climate change is forecasted, which will provide a scientific basis for China to participate in international negotiates on CO2 emission reduction how to use the potential of carbon sequestration by the desert ecosystem, and provide the basis experimental data of desert ecosystem for the global carbon cycle at a certain extent.

在全球气候变化背景下，CO2减排问题已成为国际社会、科技界和社会公众关注的焦点之一，并深入到国际政治和外交层面，目前CO2减排的有效措施之一是增加陆地生态系统碳库储量，但作为陆地生态系统重要组成的盐生荒漠生态系统在固碳方面却没有纳入考虑。因此本项目以新疆盐生荒漠生态系统为研究对象，深入研究其固碳现状、速率、潜力和机制，采用多尺度整合和尺度推绎法，结合野外典型样方调查和定点直接测量的方法，估算我国西北干旱区盐生荒漠生态系统的碳储量，分析碳源/汇的时空分布特征，估算与评价外界干扰条件下（围栏）盐生荒漠生态系统的固碳现状和潜力，探讨盐生荒漠生态系统固碳的驱动因子和机制，从而预测未来气候变化趋势下我国荒漠生态系统对陆地生态系统碳固定的贡献率。这在一定程度上将为我国在参加国际CO2减排谈判中如何利用荒漠生态系统的固碳潜力提供科学依据，同时也为全球碳循环研究提供中国荒漠生态系统方面的基础数据。

盐生荒漠生态系统具有较高的植被覆盖度，同时土壤的盐渍化程度也较高，具有广泛的地带性与代表性。以往关于碳循环的研究多集中于草地、森林和农田生态系统进行，作为陆地生态系统重要组成的盐生荒漠生态系统在固碳方面却没有纳入考虑，但是在全球气候变化背景下，CO2 减排问题已成为国际社会、科技界和社会公众关注的焦点之一，并深入到国际政治和外交层面，因此对盐生荒漠生态系统的固碳特征进行深入研究具有十分重要的科学意义，本项目采用野外定位试验对北疆盐生荒漠生态系统的碳交换的特征及其影响因子进行研究，采用Li-8100自动土壤CO2流量系统测量土壤呼吸以及Li-840CO2/ H2O 红外分析仪结合静态箱法测量生态系统呼吸与生态系统净交换，同时测量温度与土壤含水量，并计算生态系统呼吸的各组分呼吸，研究内容主要包括北疆盐生荒漠生态系统碳交换特征、土壤呼吸动态变化、空间异质性及对环境因子的响应、围封和刈割处理对北疆盐柴类荒漠生态系统碳动态的影响等，结果表明：. 北疆盐生荒漠生态系统呼吸（Re）以及其组成植物自养呼吸（Ra）都呈现出单峰曲线；生态系统净交换（Nee）的变化6、7、9三个月与5月、8月表现出不一样的趋势。由于高温影响，生长季6、7两月表现为微弱的碳源。虽然8月有着更高的土壤含水量，但是生态系统呼吸日平均值在6、7两个月还是高于8月。. 生态系统呼吸（Re）与植物自养呼吸（Ra）都表现出了与温度较好的相关性。. 盐生荒漠生态系统土壤呼吸有着明显的空间异质性，灌下土壤呼吸明显大于裸地土壤呼吸（P<0.05）。灌下与裸地呼吸表现出不同的日变化，裸地仅10月白天表现为单峰，其余都表现为双峰，而灌下表现为单峰。. 围封和刈割处理条件下盐柴类荒漠生态系统CO2净交换速率日动态表现出差异，其中围封处理条件下CO2净交换速率呈现出单峰曲线，而刈割处理CO2净交换速率表现为双峰曲线，并且刈割处理条件下生态系统CO2净交换速率白天高于围封处理，而在夜间则低于围封处理。 . 这一结果在一定程度上为全球碳循环研究提供中国荒漠生态系统方面的基础数据。