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LI-8100A土壤碳通量自动测量系统在青藏高原的应用

来源:北京力高泰科技有限公司 发布日期:2015-01-26 15:56:44 浏览次数:1619

夏季季风气候类型的青藏高山草甸区非生长季土壤呼吸受冻融过程控制
 
LI-8100A土壤碳通量自动测量系统
        青藏高山草甸与北极苔原生态系统具有许多相同的特性,都拥有独特的非生长季气候——通常很干燥且没有永久的积雪。近些年观察到此生态系统冬季显著变暖,可能明显改变非生长季碳循环过程,例如土壤呼吸(Rs)。然而用来评估土壤呼吸的模式、驱动力和潜在反馈的详细研究目前仍没有系统报道过。
        本研究采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统开展了4年土壤呼吸的研究。
夏季季风气候类型的青藏高山草甸区非生长季土壤呼吸受冻融过程控制
图1  季节和年际变化(a)空气温度(AT),表层土壤温度(st_0),5厘米深度的土壤温度(st_5);(b)沉淀;(c)积雪深度;和(d)土壤呼吸速率(RS)和异养呼吸速率(Rh)。深色区代表生长季节。垂直条代表平均值的标准误差(n = 3–4 for Rs and n = 2 for Rh)。
夏季季风气候类型的青藏高山草甸区非生长季土壤呼吸受冻融过程控制
图2  比较(a)昼夜模式(b)非生长季土壤呼吸(NG_Rs),(c)生长季土壤呼吸(GS_Rs),(d)非生长季地表温度(NG_ST_0),和(e)5厘米深度处生长季节土壤温度(GS_ST_5)。垂直条代表平均值的标准误差(n = 3–4)。
研究结果发现在非生长季土壤呼吸具有以下几个特点:
在非生长季累积的土壤呼吸为82~89 g·cm-2,占年度土壤呼吸总量的11.8~13.2%;
在非生长季,整个白昼期间的土壤呼吸受表层土壤冻结程度控制;与生长季相比,非根际土的冻结导致参比土壤呼吸速率(R0)减小(非生长季0.40~0.53 μ mol CO2 ·m-2 ·s-1 vs 生长季0.84~1.32 μ mol CO2 ·m-2 ·s-1),并降低温度敏感度(Q10)(非生长季2.5~2.9 vs生长季2.9~5.6);
在非生长季累积的土壤呼吸的年度变化由累积的土壤表面温度决定。
驱动力:夏季季风为主的青藏高山草甸,表面土壤冻结、非根际土壤冻结和累积的表面土壤温度分别为非生长季土壤呼吸的日变化、季变化和年变化的驱动力。

结论:冬季回暖诱发该生态系统的碳损失是由于融土比冻土具有更高的温度敏感度。
 
原文信息:Wang, Y., et al. (2014), Non-growing-season soil respiration is controlled by freezing and thawing processes in the summer monsoon-dominated Tibetan alpine grassland, Global Biogeochem. Cycles, 28, doi:10.1002/2013GB004760.