模拟增温对高寒沙区生物土壤结皮-土壤系统呼吸的影响

摘要

生物土壤结皮是高寒沙区重要的地表覆盖类型,研究增温对高寒地区生物土壤结皮-土壤系统呼吸的影响,能够为准确评估高寒生态系统中生物土壤结皮对气候变化的响应和反馈提供一定的参考。该文以人工植被恢复区的苔藓和藻类结皮为研究对象,采用开顶式被动增温装置（OTC）进行模拟增温,观测增温条件下苔藓和藻类结皮-土壤系统呼吸速率的日动态和生长季动态,探讨增温对其CO2释放量和温度敏感性的影响。研究结果显示,增温未改变苔藓和藻类结皮-土壤系统呼吸速率的日动态和生长季动态特征,均呈"单峰"曲线,日动态峰值出现在13:00左右,生长季动态峰值出现在8月左右;增温改变了生物土壤结皮-土壤系统呼吸速率的日动态峰值。相对干旱年份（2017）,适度增温增加了两类生物土壤结皮-土壤系统生长季累积CO2释放量,过高幅度增温,两类生物土壤结皮-土壤系统CO2释放量的增加程度降低;相对湿润年份（2018）,增温幅度越高,两类生物土壤结皮-土壤系统CO2释放量增加程度越大。两种类型生物土壤结皮-土壤系统呼吸速率与温度间的关系均可用指数函数较好地描述,相对干旱年份,增温幅度越高,苔藓和藻类结皮-土壤呼吸的温度敏感性越小,变化范围分别为1.47–1.61和1.60–1.95;相对湿润年份,增温幅度越高,温度敏感性越大,变化范围分别为1.44–1.68和1.44–1.76。该研究表明,全球气候变暖很大程度地增强了高寒生态系统中生物土壤结皮-土壤系统的呼吸作用,因此在准确评估高寒生态系统碳循环过程时,应充分考虑气候变暖对该区广泛分布的生物土壤结皮所产生的影响。