植被恢复对库布齐沙漠非生长季土壤CH4、N2O通量的影响

Effects of revegetation on soil effluxes of CH4 and N2O in non-growing season in Hobq Desert, China

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摘要荒漠土壤温室气体排放是陆地碳氮循环的重要组成部分,目前人工建植促进植被恢复对非生长季荒漠土壤CH4、N2O通量的影响尚不明确.本研究采用静态暗箱-气相色谱和时空替代法,分析非生长季库布齐沙漠东部不同植被恢复阶段土壤CH4、N2O通量特征及其与环境因子之间的关系,探讨植被恢复对非生长季荒漠土壤温室气体排放的影响.结果表明:非生长季荒漠土壤是CH4的吸收汇,也是N2O的排放源.不同植被恢复阶段CH4平均吸收量和N2O排放量均表现为:苔藓结皮固定沙地(47.6 μg CH4 m-2 h-1,13.5 μg N2O m-2 h-1)＞地衣结皮固定沙地(32.2 μg CH4m-2 h-1,9.1 μg N2O m-2 h-1)＞藻结皮固定沙地(23.7 μg CH4 m-2 h-1,8.7 μg N2O m-2 h-1)＞半固定沙地(22.4μg CH4 m-2 h-1,5.0 μg N2O m-2 h-1)＞流动沙地(18.7 μg CH4m-2 h-1,3.9 μg N2O m-2 h-1).荒漠土壤在不同冻结时期温室气体排放存在较大差异,融冻期CH4吸收贡献率最大,在结冻期N2O排放贡献率最大.非生长季荒漠土壤存在明显的水热同期现象,土壤水热因子对N2O通量的影响较小,仅半固定沙地土壤温度与N2O通量呈显著正相关;而在藻类、地衣和苔藓结皮固定沙地中,土壤温度和含水量均与CH4通量呈显著负相关.植被恢复过程中,生物量的积累和土壤理化性质的改善,能够显著影响荒漠土壤CH4、N2O通量的变化.因此,人工建植促进植被恢复实现沙漠化逆转可改变荒漠生态系统的温室气体排放格局.