藏北半干旱高寒草原土壤N转化对增温和降水变化的响应

青藏高原是全球变化的敏感区，气候的微小波动都会对青藏高原生态系统产生强烈的影响，导致生态系统的格局、过程与功能发生改变。在这样的背景下，高寒草原作为青藏高原分布最广、面积最大的草地类型，其所处的高寒半干旱环境使其具有独特的物理、化学和生物过程，而目前的研究很难解释高寒草原生态系统过程对气候变化的响应规律和机理。本研究就针对高寒草原与全球变化关系这一科学问题，选择藏北申扎地区半干旱高寒草原为研究对象，通过野外控制试验、实验室分析和模型模拟相结合的方法，探讨土壤N转化的主要过程对增温和降水变化的响应规律，并进一步揭示在高寒特殊环境中影响高寒草原土壤N转化的关键因子；进而利用生物地球化学循环模型DNDC对土壤的N转化过程进行模拟。对于揭示藏北高寒草原与全球变化关系具有重要科学意义，同时也为保护高寒草原生态系统的稳定结构，合理进行生态管理以达生态系统的最佳效益和可持续发展提供科学依据。

青藏高原是全球变化的敏感区，气候的微小波动都会对青藏高原生态系统产生强烈的影响，导致生态系统的格局、过程与功能发生改变。在这样的背景下，本研究选择藏北申扎地区半干旱高寒草原为研究对象，通过野外控制试验、实验室分析和模型模拟相结合的方法，探讨土壤N 转化的主要过程对增温和降水变化的响应规律，主要结论如下：（1）在生长季，水溶性有机碳氮（WSOC、WSON）从5月开始逐渐下降，到7月份最低，随后又逐渐增加，高寒草地土壤WSOC、WSON与土壤温度、湿度呈负相关关系；分析其原因，可能是在7月份由于土壤温度升高，土壤中的微生物活动加快消耗了部分可溶性有机碳，造成WSOC、WSON下降。（2）藏北高寒草原和高寒草甸土壤N转化速率差异较大，高寒草甸土壤总硝化速率和反硝化速率分别是高寒草原的3.0和2.3倍；高寒草地土壤总硝化和反硝化速率与土壤微生物生物量、土壤无机氮含量及土壤温度关系并不显著，而仅土壤总硝化与土壤湿度关系显著，但土壤水分也仅能解释46%的土壤反硝化。（3）温度的增高明显促进了高寒草原的反硝化速率，增温后使高寒草原土壤反硝化速率增加了67％；增温促进高寒草原土壤CO2释放，短期增温3.73度导致土壤呼吸增加约86.86%，但是土壤呼吸敏感性指数(Q10)明显下降，由2.10下降到1.40；指数模型均能较好的拟合土壤CO2通量与土壤表层（10 cm）温度的相关关系，自然高寒草原生态系统，土壤CO2通量与土壤湿度呈极显著的线性相关关系。研究对于揭示藏北高寒草原与全球变化关系具有重要科学意义，同时也为保护高寒草原生态系统的稳定结构，合理进行生态管理以达生态系统的最佳效益和可持续发展提供科学依据。