张燕江,邱莉萍,,*,高海龙,刘 建,魏孝荣,张兴昌

1 西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100 2 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 杨凌 712100 3 西北农林科技大学动物科技学院, 杨凌 712100

草地生态系统与大气的碳交换决定着草地的生产力,并对碳平衡有重要影响,包括土壤呼吸(Rs, soil respiration),生态系统呼吸(Re, ecosystem respiration)和光合3个过程。土壤呼吸是土壤产生并向大气释放CO2的代谢作用[1],是陆地碳收支中最大的通量,约占全球CO2交换量的25%[2]。净生态系统CO2交换(NEE, net ecosystem carbon exchange)是生态系统总初级生产力(GEPG, gross primary productivity)和生态系统呼吸平衡的结果[3],约为总初级生产力的20%[4]。随着气候变化和人为活动的加剧,生态系统碳平衡被打破,导致净生态系统CO2交换降低[5],土壤呼吸释放出更多的CO2[6]。草地作为世界上分布最广的植被类型之一,大约储存着全球碳总量的1/5[7],在调节气候变化中扮演着重要角色,已成为减缓全球气候变化的主要研究内容[8]。目前,草地生态系统碳通量各组分季节性变化特征及其与环境因子之间关系的研究已受到广泛关注[9- 11],但在刈割条件下,黄土高原半干旱区典型草地生态系统碳循环过程及其影响因子的研究较少。

黄土高原半干旱区典型草地是我国主要的草地生态系统之一,受过度放牧及人类生产活动的干扰,草地退化十分严重[12- 13]。近年来,随着草地封育与植被重建措施的实施,该区退化草地得到明显恢复,面积已达6×107hm2,占该区土地面积的32.6%[14]。黄土高原属典型的干旱及半干旱气候,降雨年际差异大、季节性分布不均,该区草地生态系统碳交换对气候变化的响应非常敏感。……