青藏高原东缘森林土壤呼吸量化及其对关键环境因子变化的响应

土壤呼吸在生物圈和大气圈C交换中起着关键作用，即便土壤呼吸发生较小的变化，也会显著地影响大气中的CO2浓度，进而影响陆地生态系统的分布、组成、结构和功能。目前针对土壤呼吸对环境因子的反馈效应，研究较多的是单一因素的影响，对于双因素或多因素综合效应的研究报道较少，影响了陆地生态系统在全球碳循环中的功能和地位评测。.本项目选取青藏高原东缘森林土壤作为研究对象，测定其全年土壤呼吸通量,并在"人工模拟气候实验系统"下模拟增温及提高二氧化碳浓度，研究增温和二氧化碳浓度升高及其交互作用对青藏高原东缘高寒森林土壤呼吸的影响，尝试逐步弄清青藏高原东缘森林土壤呼吸的通量及其对关键环境因子变化的响应机制，从而揭示高寒森林土壤呼吸对全球气候变化的反馈效应，为提高高寒森林生态系统的经营和管理决策提供科学依据，也为精确评价该区域生态系统碳收支、土壤碳库存提供基础数据和理论基础。

本文采用全自动微气候控制的“人工模拟气候实验系统”,研究了增温和增加大气CO2浓度对川西亚高山油松林土壤呼吸的影响，旨在探讨青藏高原东缘森林土壤呼吸特征及其对关键环境因子变化的响应机制。从而揭示高寒森林土壤呼吸对全球气候变化的反馈效应，为提高高寒森林生态系统的经营和管理决策提供科学依据。研究工作的主要结果如下：. 1. 在增温与增CO2的共同作用（ETC）、增温(ET)、增CO2（EC）处理2.5年后，土壤呼吸与对照之间均无显著差异。增温或增CO2处理促使种植油松苗木组土壤易氧化碳被快速消耗掉，随着处理时间的推移，土壤微生物底物被过分消耗，进而养分成为限制因子，使土壤呼吸不能持续地增加。即土壤呼吸对环境变化表现出一定的适应现象，有利于降低或缓和陆地生态系统对全球变暖的正反馈效应。. 2. 增温、增CO2处理均显著增加了种树组土壤有机碳（SOC）含量，而增温、增CO2处理对未种树组表层土壤有机碳没有显著影响。这表明增温、增CO2主要通过植物来影响土壤SOC含量。. 3. 种植油松苗木组易氧化碳、微生物量碳氮含量均显著低于未种树组，这是由于油松苗在生长过程中消耗了大量土壤养分，导致土壤有机碳含量显著降低，进而增加了可利用性碳源对微生物的制约性，使植物与微生物之间形成养分竞争，则显著降低了油松苗木根和微生物呼吸速率，因此种树组土壤呼吸显著低于未种树组。. 4. 在种植油松苗木组，与CK相比较，ET、EC显著增加了土壤有机质、惰性有机碳含量，但却显著降低了土壤易氧化碳、微生物量氮含量，这可能由于增温与增CO2促进了植物根系的生长或周转速率，进而增加了土壤有机质含量，但在增温、增CO2条件下，植物更多地消耗易氧化组分来满足额外的生长需求，根系分泌物和根系周转输入土壤的易氧化碳被快速降解，同时也使难以降解的惰性部分不断积累，而惰性有机碳是土壤有机碳的主要组成部分，它的增加也是土壤有机碳增加的直接原因。