《典型沙生植物對土壤呼吸的調控機制》是依託北京林業大學，由賈昕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：典型沙生植物對土壤呼吸的調控機制
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：賈昕
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在氣候變化背景下，乾旱/半乾旱生態系統對全球碳循環的影響越來越大。然而目前對此類生態系統土壤呼吸調控機制的認識仍十分有限，作為土壤呼吸的主要參與者之一，植物群落在其中的作用仍不甚明了，種間差異對土壤呼吸的控制作用更是長期受到忽視。本項目擬採用長期連續多點野外監測、受控實驗、實驗室分析相結合的手段，系統深入地剖析典型沙生植物對土壤呼吸不同組分(自養、異養)時空動態的調控機制。研究結果將增進對乾旱/半乾旱區碳循環過程的理解，可為通過尺度轉換估算生態系統和區域尺度的碳收支提供理論指導，同時為以增匯減排為目標的沙生灌草生態系統管理提供科學依據。
結題摘要
氣候變化背景下，乾旱/半乾旱區對全球碳循環的影響越來越大。目前對此類生態系統土壤呼吸調控機制的認識仍十分有限，對於其控制機理仍認識不足，制約著土壤碳排放估算的可靠性。項目採用長期連續多點野外監測、受控實驗、實驗室分析相結合的手段，以水熱條件的效應作為基準，重點揭示生物因素對土壤呼吸及其不同組分(自養、異養呼吸)時空動態的調控作用。研究結果表明，(1)土壤呼吸與溫度的關係受到土壤水分條件的調控，土壤呼吸與溫度的日變化時滯與隨土壤含水量增加而減小；在季節尺度，土壤呼吸溫度敏感性(Q10)隨溫度升高而減小，隨土壤含水量增加而增大。生物因素(植物光合作用、根系呼吸等)可能是土壤呼吸日動態的調控因素。(2)沙生灌木分布及其物候對土壤呼吸微地形變異具有重要影響，根系生物量是繁殖生長期的首要驅動因子，而土壤含氮量是枯落期的首要驅動因子。(3)土表覆蓋類型顯著影響冬季土壤碳釋放：冬季土壤呼吸主要發生在土壤反覆凍融時，土壤生物結皮能夠降低土表溫度，降低土壤凍融發生的頻率，從而相比於裸地減少了土壤呼吸。乾旱期間，地表溫度滯後於苔蘚結皮呼吸3-7h, 苔蘚光合與苔蘚結皮呼吸日變化同步；濕潤期間，地表溫度與苔蘚呼吸同步，然而苔蘚呼吸滯後於苔蘚光合1-2h。(4)自養組分占土壤呼吸的42-85%，其貢獻於在生長旺季達到最高。異養呼吸的溫度敏感性為1.46，水分低於0.04 m3 m-3 異養呼吸受到水分抑制。自養呼吸的溫度敏感性為1.56，水分低於0.06 m3 m-3自養呼吸受到抑制。(5) 植物光合和土壤水熱對土壤呼吸影響的時頻分析發現植物光合與土壤呼吸在日尺度緊密耦合(無時滯)，並且非乾旱條件下是周、月尺度土壤呼吸動態的重要調控因子。通過定位觀測，構建了沙區土壤呼吸長期連續觀測資料庫，包含土壤呼吸、氣象、土壤、植被的同步觀測數據。項目積累的數據和取得的研究結果將增進對乾旱/半乾旱區碳循環過程的理解，可為通過尺度轉換估算生態系統和區域尺度的碳收支提供理論指導，同時為以增匯減排為目標的沙生灌草生態系統管理提供科學依據。
