冻融期温带草地土壤呼吸和土壤异养呼吸的日变化特征及对水氮添加的响应

探讨冻融期土壤呼吸和土壤异养呼吸如何响应降雨变化和氮沉降增加,对于准确预估未来全球变化背景下陆地生态系统土壤碳动态有着重要意义.选择内蒙古温带典型草地开展增雨和氮沉降增加野外模拟实验,分析水氮变化条件下冻融期土壤呼吸及土壤异养呼吸的日变化特征.冻融期,土壤呼吸及土壤异养呼吸通量(CO2排放速率)最大值出现在温度最高的午后或是土壤发生冻融后的早晨,最小值则出现在昼夜内温度最低的时间段.在秋季和春季两个昼夜观测日期内,水氮增加对呼吸通量的促进效应均不显著(P＞0.05),但却促使土壤呼吸累积通量分别增加了约145 mg m-2和70 mg m-2.由于异养呼吸在土壤呼吸中占比高(＞70.3％),因此,这两个观测时段内,水氮增加促使土壤异养呼吸日累积通量增加的值与土壤呼吸增加的值十分接近.呼吸通量与土壤水分、氮含量以及5 cm和10 cm地温的相关性不显著(P＞0.05),与气温和表层地温的相关性显著,且呈现显著的一元二次非线性拟合关系(P＜0.01),其中,气温可以解释呼吸通量日变化的53％～ 84％.温度是控制呼吸通量日变化的主要因子,水氮添加在昼夜观测尺度上对土壤呼吸和土壤异养呼吸的日累积通量的促进效应不容忽视.