长期氮添加和降水格局改变对高寒草原CH4通量的影响

摘要

土壤是甲烷（CH4）重要的源和汇.氮沉降和降水格局变化正在急剧改变土壤碳循环，进而可能对土壤CH4通量造成深刻影响.高寒生态系统是巨大的碳库，对氮沉降和降水变化十分敏感.然而，目前多数研究集中在短期实验上，缺乏对长期氮沉降和降水变化背景下CH4通量的响应及其调控因素的认识.以青藏高原高寒草原为研究对象，在2013年搭建模拟氮沉降和降水格局改变实验平台.基于静态箱–气相色谱法测定2020年生长季（5-10月）土壤CH4通量.结果显示，高寒草原土壤呈CH4的汇.氮添加没有显著改变生长季和植物生长高峰CH4通量.然而，降水变化显著改变了生长季和植物生长高峰CH4通量，其中降水增加（+50%降水）降低了CH4的吸收（分别为–16%和–45%），降水减少（–50%降水）增强了CH4的吸收（分别为+73%和+33%）.进一步研究发现，与植物属性和功能基因丰度相比，土壤环境因子主导了CH4通量变化（解释率＞90%）.其中CH4通量与土壤含水量和温度显著正相关，与土壤pH显著负相关.综上所述，在未来全球变化情景下，降水格局改变更能调节青藏高原高寒草原CH4通量的变化.（图6表1参37）