腾格里荒漠红砂-珍珠群落碳通量变化及其对环境因子的响应

The desert ecosystem comprising more than 40% of the Earth's land surface and holds essential roles in terrestrial ecosystem carbon cycle. However, less attention has been paid to the carbon fluxes of this regions. Systematically study the variation of carbon flux in desert vegetation and its responses to environmental factors is the key problem to fully recognize the carbon cycle in desert ecosystems. The community dominated by Reaumuria soongorica Maxim.and Salsola passerina Bge. is one of the most popular vegetation types in desert areas in China. In this program, we select the R. soongorica-S. passerina community in the Tennger Desert as our study object, by employing the Eddy Covariance system, and combining closed static chamber method with field investigation, we will study the dynamic characteristics of diurnal, seasonal and inter-annual variations of net ecosystem CO2 exchange and its component gross primary productivity, ecosystem respiration and soil respiration, partition contribution of each component to the carbon flux, determine and quantify the responses of carbon flux and its each component to precipitation, temperature, radiation and other environmental factors. From above, this research project not only help us truly recognize the roles of desert ecosystems in the global carbon flux, but also to provide scientific basis to predict precisely the effects of future global climate change on desert ecosystems and basic data for the accurate construction of carbon cycle in desert ecosystem.

占陆地面积40%以上的荒漠生态系统是全球陆地碳循环的重要组成部分，但长期以来未受到应有的重视。系统研究荒漠植被群落碳通量变化及其对环境因子的响应是全面认知荒漠生态系统碳循环的核心问题。红砂(Reaumuria Soongorica Maxim.)-珍珠(Salsola passerina Bge.)群落是我国荒漠地区分布最广的植被类型之一。本研究以腾格里荒漠红砂-珍珠群落为研究对象，利用涡动相关技术，并结合静态箱式法和野外调查等手段，研究该群落净碳交换量及碳收支各组分(总初级生产力、生态系统呼吸和土壤呼吸)的日变化、季节变化及年际变化特征；区分各组分对碳通量的贡献；确定并量化碳通量及其各组分对降水、温度、辐射等环境因子变化的响应规律。该研究将有助于正确认知荒漠生态系统在全球碳循环中的作用，为准确预测未来气候变化对荒漠生态系统的影响提供依据，同时为准确构建荒漠生态系统碳循环模型提供基础数据。

占陆地面积 40%以上的荒漠生态系统是全球陆地碳循环的重要组成部分，但长期以来未受到应有的重视。系统研究荒漠植被群落碳通量变化及其对环境因子的响应是全面认知荒漠生态系统碳循环的核心问题。红砂(Reaumuria Soongorica Maxim.)-珍珠(Salsola passerina Bge.)群落是我国荒漠地区分布最广的植被类型之一。本研究以腾格里荒漠红砂-珍珠群落为研究对象，利用涡动相关技术，并结合静态箱式法和野外调查等手段，获得以下研究结果：(1) 探明了该群落净碳交换量及碳收支各组分(总初级生产力、生态系统呼吸和土壤呼吸)的日变化、季节化及年际变化特征。研究发现，虽然腾格里荒漠红砂-珍珠群落碳通量的年际差异存在较大的波动，但是从长期来看，是一个微弱的碳汇。(2) 区分了碳通量各组分对碳通量的贡献。以盖度为加权因子计算得到红砂种群、珍珠种群和土壤呼吸占生态系统呼吸的比例分别为：9%、21%和70%，说明该生态系统呼吸主要来源于土壤呼吸。(3) 确定并量化了碳通量及其各组分对降水、土壤含水量、温度、辐射等环境因子变化的响应规律，最终确定了降雨是该荒漠系统碳通量最主要的影响因素，年固碳量与年降水量呈显著的负相关关系，年降雨量较大时，该生态系统为碳汇，而在年降水量较小时，该生态系统为碳源。此外，通过分析碳通量与群落内草本生物量、灌木生物量、植被归一化指数(NDVI)之间的关系，发现碳通量与灌木生物量之间没有显著的关系，但与草本生物量和NDVI存在显著的负相关关系。这些研究结果及取得的数据资料为正确认知荒漠生态系统在全球碳循环中的作用，为准确预测未来气候变化对荒漠生态系统的影响提供依据，同时为准确构建荒漠生态系统碳循环模型准备了大量基础数据。