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由于土地利用方式的改变、厄尔尼诺现象(E1Nino)的频繁发生以及人类活动的干扰,大量的气候模型预测多数热带地区的降雨将会发生变化。已有少量的研究发现,热带地区降雨量减少导致的干旱已经改变了热带森林结构及碳通量等。热带森林既是许多珍稀动植物的栖息地,同时也是全球陆地生态系统重要的碳库。热带森林所储存的碳占全球陆地有机碳的25%左右。为了更好地了解热带地区由于降雨量减少引起的热带森林结构组成及碳储量的变化规律,本研究在西双版纳热带雨林开展了人工控制穿透水减少实验来研究与碳循环有密切联系的土壤呼吸、细根生长及凋落物分解等地下指标的变化情况。为期一年的实验结果发现,热带雨林在穿透水减少的情况下: (1)与对照相比,土壤含水量显著降低(p<0.05),土壤温度没有显著变化,土壤呼吸显著增加(p<0.05),土壤呼吸的温度敏感性下降。土壤呼吸与土壤含水量呈显著正相关(p<0.05),与土壤温度呈极显著指数相关(p<0.01)。 (2)0~10cm土层的活细根生物量显著降低(p<0.05),死细根生物量显著增加(p<0.05);0~20cm土层的活细根生物量无显著变化,死细根生物量显著增加(p<0.05)。一年内细根长入量与对照相比略有降低但差异不显著。一年内细根分解速率无显著变化。细根周转速率(0.73times·a-1)略低于对照(0.83times·a-1)。 (3)热带主要树种-绒毛番龙眼的叶片年分解速率为处理低手对照,但处理间差异不显著。 (4)2011年气象数据表明:2011年旱季降雨量明显高于往年同期,雨季降雨量却又明显低于往年。在降雨异常的年份,本研究结果可能会与正常年份有所不同。 以上结果说明穿透水减少在一定程度上改变了热带雨林的某些地下生态学过程,这些过程的改变在未来有可能会促进全球变化。穿透水减少后土壤呼吸强度增加会使热带雨林土壤向大气中释放更多的二氧化碳,进而加快全球变暖。穿透水减少后死细根生物量显著增加可能会使树木失去摄取水分最重要的器官而最终死亡。热带雨林也将面临其面积急剧减少的危险,随之可能导致热带雨林的生物多样性锐减、珍稀动植物濒临灭绝、全球碳收支发生改变等。