温带荒漠中温度和土壤水分对土壤呼吸的影响

荒漠对气候变化具有高度敏感性,深刻认识和量化非生物因子对荒漠生态系统土壤呼吸的影响具有重要意义。采用自动CO2通量系统(Li-8100)监测了梭梭(Haloxylon ammodendron)、假木贼(Anabasis aphylla)和盐穗木(Halostachys caspica)群落生长季土壤呼吸及温度、土壤含水量等,深入分析了水热因子对土壤呼吸的影响。土壤呼吸具有不对称的日格局,最小值出现在8:00,最大值在12:00～14:00。土壤呼吸的季节格局与气温变化基本同步,最小值在生长季末期(10月),最大值在生长季中期(6～7月)。梭梭、假木贼和盐穗木群落生长季平均土壤呼吸速率分别为0.76、0.52和0.46μmol CO2·m-2·s-1。气温对假木贼(51%)和盐穗木群落(65%)土壤呼吸季节变化的解释率高于梭梭(35%)。梭梭、假木贼和盐穗木群落土壤呼吸温度敏感性(Q10)逐渐增大,基础呼吸速率(R10)逐渐减小。剔除温度影响后,梭梭、假木贼群落土壤呼吸与土壤含水量呈显著的幂二次方函数关系,盐穗木群落两者关系却明显减弱,未达到显著水平。气温、土壤含水量的二元方程均能解释群落土壤呼吸大部分的时间变异:梭梭群落71%～93%、假木贼群落79%～82%、盐穗木群落70%～80%。人工模拟降水后土壤呼吸速率表现出降水后10min减小、180min时明显增加、达到最大值后再次衰减的现象。5和2.5mm降水处理下的土壤呼吸速率最大值和其后的递减值高于对照处理,土壤呼吸增加、达到峰值和其后递减过程与5cm土壤温度变化基本同步。