荒漠区生物土壤结皮-土壤系统温室气体通量对增温的响应

以增温为标志的气候变化正在强烈地影响着生态系统的结构和功能，给生态系统的稳定性带来前所未有的威胁。生物土壤结皮是荒漠地表景观的重要生物组成部分，荒漠系统的脆弱性和敏感性决定其很可能会受到气候变化所带来的各种负面影响。那么，荒漠区地表以生物土壤结皮覆盖的土壤系统在温室气体通量这一指标上是如何响应的呢？对该内容的研究是客观判别荒漠生态系统碳循环、"源-汇"关系和进行生态系统管理的重要前提。本项目以腾格里沙漠生物土壤结皮覆盖的土壤生态系统为研究对象，采用OTC增温试验模拟气候变暖，研究生物土壤结皮-土壤系统与大气之间温室气体（CO2、CH4和N2O）的交换以及不同土壤碳库、氮库对增温的响应，旨在揭示生物土壤结皮在荒漠生态系统与大气之间温室气体交换中的作用，并为准确评估荒漠生态系统对全球变暖的适应和响应，以及应对并降低气候变暖所带来的负面影响提供基础科学依据。

全球变暖和降水格局的变化对荒漠生物土壤结皮(BSCs)-土壤系统与大气之间温室气体（CO2、CH4和N2O）交换的影响是评估荒漠对气候变暖的响应与反馈的主要指标。本项目在腾格里沙漠东南缘不同年代建值的人工植被区和天然植被区，选择由藻类、藓类以及二者混生的3种类型的BSCs覆盖的土壤为研究对象, 采用开顶式生长室为增温方式的模拟增温试验、室内培养试验以及增温与降水格局试验，研究了CO2、CH4和N2O通量、土壤硝化作用和生态系统碳交换的变化。结果表明：随着BSCs的发育和演替的深入，生态系统呼吸（ER）逐渐增加，CH4和N2O吸收能力却逐渐下降；增温对荒漠BSCs-土壤系统温室气体通量及其增温潜能无显著影响；增温对干旱过程中的BSCs-土壤NO3—-N和净硝化速率无显著影响；增温降低苔藓结皮的总生态系统生产力（GEP），却增加了其NEE并与降水格局有关，对ER无显著影响。增温和降水格局对藻类结皮的GEP、ER和NEE都无显著影响。