干旱区荒漠生态系统的土壤呼吸

一、干旱区荒漠生态系统的土壤呼吸

工业革命以来，由于人类活动的影响，大气中CO₂等温室气体的浓度持续上升，全球气候将因此而发生巨大的变化。土壤呼吸是大气CO₂的重要排放源，其排放量是陆地生态系统向大气排放碳的最大通量之一。据估计，全球陆地生态系统由土壤呼吸每年释放到大气的碳通量达到(68±4)～100　PgC，约为化石燃料碳排放量的11倍，仅次于全球陆地总初级生产力(GPP)的估算值100～120　PgC。干旱、半干旱区占据了地球表面的五分之二多，土壤呼吸也是干旱、半干旱土壤碳损失的主要过程之一，并且因为相对较少的土壤有机碳含量，土壤呼吸就成为对气候变化最敏感的一个生态系统特征。然而，与其他生态系统相比，在干旱、半干旱区开展的这方面研究相对较少，使得土壤CO₂释放具有很大空间变异而难以估算。土壤温度和土壤湿度能解释土壤呼吸的大部分变异，但植被类型、土壤肥力和土壤质地等因素也能对土壤呼吸空间变异起到重要作用(BorkenW et al，2002)。尤其在干旱、半干旱生态系统，植被、土壤特性的斑块状分布增加了土壤CO₂释放的空间变异性。同时，植被覆盖通过改变辐射特征、植物的蒸腾作用等影响土壤温度和湿度(Palm roth S et al，2005)。Conant等研究得出植被冠幅盖度强烈影响沿温度和降水梯度分布的灌木草原、林地等半干旱生态系统的碳库大小和通量。Maestre等发现地中海半干旱草原植被和土壤表面特征的小尺度空间变异对土壤呼吸速率的影响显著。然而，在干旱区不同覆盖度的荒漠植物群落对土壤呼吸速率的影响鲜见报道。本文以准噶尔盆地梭梭、盐穗木和假木贼3个典型荒漠植物群落为对象，通过对生长季(2005年5～10月)土壤呼吸速率、土壤温度、湿度的监测和土壤理化性质的调查，分析不同植物群落及群落盖度间土壤呼吸速率的差异，探讨土壤温度、湿度对土壤呼吸速率时间、空间格局的影响，探寻土壤养分、盐分对群落间土壤呼吸速率差异的作用，通过认识荒漠生态系统土壤呼吸的基本特征，为其碳循环研究提供科学依据。