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土壤呼吸(Soil respiration,SR)及其对环境变化的响应研究对准确评估陆地生态系统碳排放以及陆地-气候反馈至关重要。降水格局变化和氮富集是全球环境变化的两个重要驱动因子,能改变土壤水分有效性和氮含量,进而对土壤呼吸产生重要影响。目前,全球范围内已经开展了大量的关于降水变化和氮富集对土壤呼吸影响的控制实验和模型模拟研究。然而,以往多数研究只针对单个全球变化驱动因子开展影响研究,而且通常仅使用两个处理水平(对照与氮富集或者降水变化处理),这就限制了在降水格局改变和氮富集同时发生且变化速率逐渐增加条件下人们对土壤呼吸变化的认识和理解。本研究依托在内蒙古温带典型草原模拟降水增加和氮富集的两个长期控制实验平台,通过对土壤呼吸及其潜在影响因子连续观测,探讨降水增加与氮富集交互作用以及多水平氮富集对土壤呼吸的影响机制。主要结果如下:(1)降水增加和氮富集对土壤呼吸的交互影响通过三个连续生长季(2015-2017年)的实验观测,发现在对照、氮素添加(10.0 g N m-2 yr-1)、水分添加(120 mm水分添加)、氮素和水分同时添加(10.0 g N m-2 yr-1和120 mm水分添加同时添加)处理组中SR的均值分别4.35、4.11、5.33、5.02μmol m-2 s-1。水分添加使SR增加了22.3%,氮素添加使SR降低了5.6%,未发现水分和氮素添加对于温带典型草原土壤呼吸的影响存在交互作用。氮素添加主要通过降低土壤温度抑制SR,降水增加主要通过增加土壤湿度直接刺激SR。(2)多水平氮富集对土壤呼吸的影响连续两个生长季(2015-2016年)的观测数据显示,随着氮添加速率的增加(0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0、64.0 g N m-2 yr-1),平均SR分别为3.30、3.02、2.84、2.92、2.68、2.88、2.76、2.55μmol m-2 s-1。与对照(0 g N m-2 yr-1)相比,氮素添加使SR分别降低了8.6、14.1、11.5、18.7、12.6、16.4和22.7%。SR与氮素添加速率之间呈负的且非线性的相关关系。土壤湿度、地上非禾草类生物量和地下总生物量共同解释57.1%的SR变化,其中土壤湿度在调节SR对氮添加的响应中起主导作用。结果表明,在生长季氮、水资源供给变化能够显著影响温带典型草原土壤呼吸,但影响途径不同。在未来全球变化情景下,降水增加将刺激温带草原土壤碳排放,造成土壤碳的损失速率加快,而氮富集速率的增加可以抑制土壤碳排放。氮富集对土壤碳排放的负面效应将取决于该地区的土壤水分有效性。研究结果不仅可以为温带草原生态系统的管理和保护决策提供科学支持,还有助于增强全球变化对陆地碳循环影响的认识和理解。