毛乌素沙地黑沙蒿群落多尺度呼吸的季节动态和影响因素

摘要

【目的】比较不同观测尺度呼吸对环境因素的响应，特别是对温度和水分的响应，理解多尺度呼吸作用的影响机制，以期提升跨观测尺度呼吸模型模拟精度。【方法】在宁夏盐池选取典型黑沙蒿群落，于2022年5—10月，在固定样地原位连续监测黑沙蒿叶片、土壤与生态系统呼吸速率（即R_l、R_s与R_e），拟合呼吸与温度、水分之间的关系，了解多尺度呼吸的季节动态特征及其环境影响因素。【结果】（1）观测期内，R_l主要受温度调控（R²为63.5%），温度敏感性(Q₁₀)为1.48,R_l日均值最大为5.96μmol/（m²·s），出现在7月；R_s和R_e季节变化均受水分调控（R²分别为44.4%和50.9%）,Q₁₀分别为1.23和1.08,R_s和R_e最大日均值均出现在8月，分别为2.94μmol/（m²·s）和4.07μmol/（m²·s）。（2）温度–水分双变量经验模型对R_l、R_s和R_e的解释能力相较于单变量模型提升程度有限，平均R²分别增加了0.09、0.05和0.02。（3）水分条件是不同观测尺度呼吸温度敏感性是否趋于一致的关键因素。当土壤水分条件较差时（相对土壤含水量WRE <0.4时），R_l、R_s和R_e对温度的响应有显著差异，Q₁₀分别为1.34、0.63和0.84；当土壤水分条件较好时（WRE≥0.4）,R_l、R_s和R_e对温度的响应趋于一致，Q₁₀约1.8。【结论】不同观测尺度呼吸季节变化的调控因素存在差异，而双变量模型对提升不同观测尺度呼吸模拟的精确性作用有限，充分考虑不同观测尺度以及同尺度水分条件的差异是未来准确模拟干旱或半干旱地区呼吸作用的关键。

关键词

黑沙蒿 / 生态系统 / 叶片呼吸 / 毛乌素沙地 / 温度敏感性 / 土壤呼吸

基金资助

中央高校基本科研业务费专项（2021ZY49）;; 国家自然科学基金项目（32101588）