中国草原土壤呼吸作用研究进展(3)

等, 2000)和克氏针茅草原(师广旭等, 2008; Liu et al., 2009; Xia et al., 2009a)、荒漠草原(珊丹等, 2009; Wang et al., 2009)、高寒草甸草原(Cao et al., 2004; Zhao et al. 2006; 陶贞等, 2007; Hu et al., 2008; Pei et al., 2009; Zhang et al., 2009)以及部分高山森林草原(常宗强等, 2005)、高山荒漠草原(常宗强等, 2007)和新疆亚高山草原(董自红等, 2007)等。

2 时空变异及其控制因子

2.1 时间变异及其控制因子 2.1.1 日动态及其控制因子

不同类型的草原土壤呼吸作用的日变化多呈单峰型曲线, 土壤呼吸速率早晚低、中午高。温度是草原土壤呼吸作用日变化的主要控制因子(崔骁勇等, 1999; 李明峰等, 2003; 孙伟, 2003; Cao et al., 2004; Jia & Zhou, 2009), 其他环境因子, 如土壤含水量、生物量和土壤特性等在一天当中的变化相对较小, 对土壤呼吸作用的影响不明显(Han et al., 2007)。如果发生降水事件, 土壤呼吸作用会迅速激增, 持续一段时间后逐渐下降 (Fierer & Schimel, 2003; Huxman et al., 2004; Sponseller, 2007; Chen et al., 2008, 2009)。

2.1.2 季节动态及其控制因子

不同类型的草原土壤呼吸作用的季节动态基本一致, 夏季高、秋冬低。峰值通常出现在植物的生长盛期。土壤呼吸作用日均CO2排放量在植物的不同生长期差异显著, 这种差异的80%是由地上活体生物量变化引起的(齐玉春等, 2005a; 师广旭等, 2008)。不同类型草原土壤呼吸作用的季节变化的主导因子可以是温度、水分或二者的交互作用, 取决于研究地点的限制性环境因子。如在水分不受限制的草甸草原, 温度是土壤呼吸作用季节变化的主要控制因子(王娓和郭继勋, 2006); 在水分较差的荒漠草原, 土壤呼吸作用的季节变化主要受水分控制, 其次才是温度(Wang et al., 2009); 在水热配置较好的典型羊草草原, 温度、水分和植物绝对生长速率共同驱动土壤呼吸作用的季节变化(Jia & Zhou, 2009); 在气温较低的高寒草甸, 温度是土壤呼吸作用的季节变化的主要控制因子(张金霞等, 2001; Cao et al., 2004; Saito et al., 2009)。 2.1.3 年际动态及其控制因子

草原土壤呼吸作用还表现出明显的年际波动,

1 研究区域

中国草原资源丰富, 集中分布于东北平原、内蒙古高原和青藏高原, 少数分布在暖温带和热带地区(Ni, 2002)。其中, 内蒙古草原是欧亚大陆草原的重要组成部分, 受水分和温度驱动, 自东向西依次分布着草甸草原、典型草原和荒漠草原, 是中国草地的主体, 也是中国畜牧业生产的主要基地(陈佐忠和汪诗平, 2000)。青藏高原被称为世界的“第三极”, 草原覆盖了整个青藏高原面积的1/3, 海拔多在3 000 m以上, 特殊的地形和大气环流模式, 使得该地区有着独特的生物地球化学过程, 对气候和环境变化反应非常敏感(Pei et al., 2009)。因此, 目前中国草原土壤呼吸作用的研究主要集中在这两个地区, 其他地区如新疆、黄土高原等草地也有零星研究。土壤呼吸作用研究的草原类型主要涉及到草甸草原(如贝加尔针茅草原(孙伟, 2003; 李明峰等, 2004a)、羊草草原(郭继勋和张宏一, 1991; 王娓等, 2002a, 2002b; 王娓和郭继勋, 2002, 2006))、典型草原(如羊草草原(Jia et al., 2006, 2007a, 2007b; Jia & Zhou, 2009)、大针茅草原(陈四清等, 1999; 崔骁勇

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