氮、磷养分添加下的内蒙古呼伦贝尔草甸草原净生态系统CO2交换

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净生态系统CO2交换(NEE)是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,代表了陆地生态系统吸收大气CO2能力的高低,决定了生态系统的碳源、碳汇能力。日益严重的全球大气氮沉降使陆地生态系统的可利用性氮、磷增加,对植被、土壤以及全球生态系统碳循环产生影响。陆地生态系统中碳氮磷循环有着强耦合作用。故研究氮、磷添加如何影响草地净生态系统CO2交换对于研究草地生态系统碳平衡和其碳源/汇功能具有重要意义。为探究氮、磷养分添加对内蒙古草甸草原NEE的影响,我们在内蒙古呼伦贝尔市额尔古纳市的草甸草原进行了一项氮、磷养分添加的野外试验,对NEE和影响其变化的碳循环关键过程进行了日动态及季节动态测定,并对其进行分析。主要的研究结果如下:(1)生长季内呼伦贝尔草甸草原NEE具有明显的日动态特征;NEE在植物生长季随降雨变化呈现出明显的季节变化。在2018年,呼伦贝尔草甸草原生态系统受干旱的影响总体表现为碳源,且氮、磷添加并未改变其碳源/汇功能。(2)氮添加显著抑制了NEE。原因在于其对生态系统呼吸(ER)的影响大于对总初级生产力(GPP)的影响。氮添加对植物自养呼吸(AR)是促进作用。氮添加促进植物根系呼吸(RR),抑制异养呼吸(HR),导致对土壤呼吸(SR)没有显著影响。(3)磷添加对RR没有显著影响,但显著促进了微生物异养呼吸,因此对SR有着显著的促进作用。同时,磷添加显著抑制了植物自养呼吸AR和GPP,从而抑制了ER。但对NEE没有显著的影响。同时发现磷添加对ER、GPP以及AR的抑制作用依赖于氮的有效性。(4)氮磷共同抑制了NEE,促进了ER,但对其他的碳循环过程没有显著的影响。(5)生态系统碳交换指标NEE与地上生物量(AGB)、地下生物量(BGB)和总生物量均没有显著的相关关系。同时,ER和GPP与BGB也没有显著的相关性。ER与AGB和总生物量呈显著的正相关关系,但GPP与AGB和总生物量有着显著的负相关关系。
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