朱湾湾, 许艺馨,余海龙,王 攀,黄菊莹

1 宁夏大学 生态环境学院, 银川 750021 2 宁夏大学 地理科学与规划学院, 银川 750021

降水和氮是干旱半干旱区植物生长和微生物活动的主要限制因子。全球变暖加速了水循环, 导致降水量在全球范围内呈增加趋势, 同时表现出时空分配不均以及极端事件频发等特点[1]。例如研究发现, 我国西北地区的西部生态区降水量呈增加趋势, 而其东部生态区降水量有所降低[2]。另一方面, 由于人类活动产生了大量含氮化合物, 导致大气氮沉降增加。近年来, 随着大气污染物控制措施的实施和社会经济结构的转型, 氮沉降速率在欧美国家有所减缓[3- 4]。在我国, 虽然自2010年以来氮沉降速率在许多发达省市有所下降, 但在宁夏等欠发达地区呈增加趋势[5]。降水通过改变土壤水分和养分的可利用性, 调控着植物光合作用及微生物呼吸, 因此其格局的改变直接影响着陆地生态系统碳循环和收支平衡[6]。氮添加使土壤中有效氮含量增多[7], 可以缓解植物氮限制, 从而促进植物光合作用[8]、提高植被生产力和碳储存[9]。在干旱半干旱区开展降水量变化及氮添加下生态系统碳交换的研究, 对于科学评估全球变化背景下脆弱生态系统碳收支平衡具有重要的现实意义。

碳交换过程对生态系统碳汇功能具有重要影响。碳交换组分包括净生态系统碳交换(Net ecosystem carbon exchange, NEE)、生态系统呼吸(Ecosystem respiration, ER)以及总生态系统生产力(Gross ecosystem productivity, GEP)等[10]。NEE是评估碳收支平衡的重要指标, 由GEP和ER两个过程共同决定[11]。……