放牧对典型草原区湿地植物群落土壤呼吸的影响
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根生物量等的监测，比较研究了不同利用方式（围封保育和放牧退化）各 湿 地 植 物 群 落 间 土 壤 呼 吸 速
＊ 收稿日期：２０１１－０３－２９ 基金项目：国家“９７３”前 期 研 究 专 项 项 目 （２００９ＣＢ１２５９０９）；国 家 自 然 科 学 基 金 地 区 科 学 基 金 项 目 （３１０６００７６； ４０８６１００２）和 国 家 科 技 部 “十 二 五 ”科 技 支 撑 计 划 项 目 （２０１１ＢＡＣ０２Ｂ０３） 作 者 简 介 ：高 娟 （１９８７－ ），女 ，内 蒙 古 乌 兰 察 布 市 人 ，２００８ 级 硕 士 研 究 生 ． 通信作者：王立新（１９７５－），男，内蒙古 赤 峰 人，副 教 授，硕 士，研 究 方 向：湿 地 生 态 学 研 究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｘ＿ｗｉｍｕ＠ １６３．ｃｏｍ
关 键 词 ：土 壤 呼 吸 速 率 ；温 度 敏 感 性 ；土 壤 水 分 ；生 物 量 ；Ｑ１０ 值 中 图 分 类 号 ：Ｑ１４２．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
气候变化是国际社会公认的最主要全球性环 境 问 题 之 一 ，正 是 以 ＣＯ２为 主 的 含 碳 温 室 气 体 浓 度 增加，导致的全球气温升高，是气候变 化 的 主 要 原 因．土 壤 呼 吸 是 土 壤 与 大 气 交 换 ＣＯ２，调 控 地 球 系 统碳循环和气候变化的关键过程，是 全 球 碳 循 环 中 一 个 重 要 的 通 量 途 径，导 致 土 壤 中 的 碳 以 ＣＯ２形 式流向大气圈．在全球尺度下，土壤呼吸释放碳的速率比人类活动 释 放 碳 的 速 率 要 大 一 个 数 量 级，土 壤呼吸从土壤碳库中释放的碳是大气碳库的４７倍〔１〕．土壤呼吸很小的变化就会严重改变 ＣＯ２的浓度 平衡〔２〕．所以研究土壤呼吸对于了解土壤的代谢活动 ，研 究 土 壤、大 气 之 间 碳 的 相 互 作 用 以 及 预 测 将 来全球气候变化趋势，都有着非常重要的意义 ． 〔３〕
第４期
高娟 等 放牧对典型草原区湿地植物群落土壤呼吸的影响
４０５
率 的 特 征 ，分 析 了 不 同 影 响 因 子 对 其 土 壤 呼 吸 速 率 的 影 响 ．研 究 结 果 可 为 湿 地 土 壤 呼 吸 乃 至 碳 循 环 研 究提供基础数据和技术参考．
１ 样地设置和研究方法
１．１ 研 究 区 域 与 样 地 设 置 本实验所选６个试验样 地 位 于 锡 林 河 流 域 中 游 地 区，地 理 坐 标 为 ４３°２６′－４４°０８′Ｎ，１１６°０４′－
ｃｏｌｎ，ＮＥ，ＵＳＡ）〔６〕测定上述各湿地植物群落土壤呼吸日动态．依据湿地植 物 群 落 类 型，在 围 封 和 自 由 放牧区域共设置６个样地，每个样地取３个测试 点，每 测 试 点 做 三 次 重 复，测 试 点 间 隔 １－２ ｍ．在 第 一次测定时，为避免安置气室对土壤扰动造成的短期内呼吸速率的波动 ，提前１－２ｄ将测定基座（为 直径１０ｃｍ、高１０ｃｍ 的 ＰＶＣ 套环）嵌入土中约８ｃｍ，并将套环中的表层植物剪除．
羊草＋糙隐子草 围封保
内蒙古扁穗草＋细叶苔草 育湿地
内蒙古扁穗草＋散穗早熟禾
自由放 牧湿地
冰草＋羊草 灰麦苔草＋狭叶甜茅 灰麦苔草＋鹅绒萎陵菜
３４．７８ １０１．５３ １０３．６１ ２３．４４ ６５．７２ ８２．５７
１９４．１１ ２０８４．３４ １６９５．５０ １４１．１８ ７７０．８８ １９２９．９８
表 １ 围封与放牧湿地不同群落生物量及土壤含水量 Ｔａｂｌｅ １ Ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｎ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ａｎｄ ｇｒａｚｉｎｇ ｗｅｔｌａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ
样地
群落类型
生长季地上生 物 量／ｇ·ｍ－２
生长季地下根生
生长季土
土壤容重
物 量／ｇ·ｍ－２ 壤 平 均 含 水 量／％ ／ｇ·ｃｍ－２
统计数据处理与分析应用 ＤＣＡ （Ｄｅｔｒｅｎｄｅｄ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ）、ＳＰＳＳ和 Ｅｘｃｅｌ进行．
４０６
内 蒙 古 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２０１１ 年
２ 结果与分析
２．１ 湿 地 植 物 群 落 土 壤 呼 吸 动 态 ２．１．１ 生 长 季 湿 地 植 物 土 壤 呼 吸 日 动 态
６．６２ ７７．７９ １０２．７７ ５．３８ ４６．３５ ８９．５５
１．３８ １．０３ １．０６ １．７１４ １．２４ ０．７２４
１．２ 研 究 方 法 土壤呼吸 速 率 采 用 开 路 式 土 壤 碳 通 量 测 量 系 统，测 定 仪 器 型 号 为 Ｌ１－８１００ （Ｌ１－ＣＯＲ，Ｌｉｎ－
放牧对典型草原区湿地植物群落土壤呼吸的影响＊
高 娟１ ，王 立 新２，３ ，王 炜１ ，刘 华 民１，３ ，周 延 林１
（１．内蒙古大学生命科学学院，呼和浩特 ０１００２１；２．内蒙古大学环境与资源学院，呼和浩特 ０１００２１； ３．中美生态、能源及可持续性科学内蒙古研究中心，呼和浩特 ０１００２１）
在 ８ 月 至 ９ 月 初 期 ，围 封 湿 地 的 呼 吸 速 率 日 变 化 幅 度 介 于 自 由 放 牧 湿 地 的 ５７％ －６９％ 之 间 ，在 ９ 月中期至１０月初期，围封湿地的呼吸速率日变化幅度则介于自由放牧湿地的 ８６％－１３１％之间．
图 １ 围 封 与 放 牧 样 地 植 物 群 落 的 土 壤 呼 吸 速 率 日 变 化
摘要：湿地的研究已成为生态学的重点，而湿地 ＣＯ２通量研究则是该领域研究热点问题之 一．
采用 Ｌ１－８１００土壤碳通量 测 量 系 统，测 定 了 锡 林 河 流 域 不 同 利 用 方 式 （围 封 保 育 与 自 由 放 牧）下的湿地土壤呼吸速率并分析了土壤温度、土 壤 湿 地 和 地 下 根 生 物 量 等 对 其 影 响 ．结 果 表 明，（１）湿地植物群落土壤呼吸日变化均呈现不对称单峰型曲线，其主要受土壤温度的影 响．围 封保育湿地植物群落土壤呼吸速 率 和 日 变 化 幅 度 均 低 于 自 由 放 牧 样 地 ，但 其 Ｑ１０ 值 高 于 自 由 放牧样地，均值分别为２．８４８和２．２５０．（２）在０－５０ｃｍ 各层土壤温度中，围封样 地 湿 地 植 物 群 落土壤呼吸速率与地下１０ｃｍ 的土壤温度拟合最好，而自由放牧样地则与地下１５ｃｍ 的温度拟 合最好．在围封湿地植物群落 中 土 壤 温 度 可 以 解 释 呼 吸 变 化 速 率 的 ５７．２％ －８６．３％，而 在 自 由放牧湿地植物群落中土壤 温 度 则 可 以 解 释 呼 吸 变 化 速 率 的 ５７．７％ －８８．９％．（３）在 湿 地 植 物群落中，土壤温度是水分含量最高的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子，最高温时其呼吸 速 率达到峰值；而土壤水分是水分含量最低的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子，其土壤呼吸 速 率峰值出现在生长季水分含量最高月份．
Ｆｉｇ．１ Ｄａｉｌｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ａｎｄ ｇｒａｚｉｎｇ ａｒｅａｓ
２．１．２ 生 长 季 植 物 群 落 土 壤 呼 吸 季 节 动 态 总体来看，湿地植物群落土壤呼吸速率是在８月份达到 最 大 值，而 后 随 着 时 间 推 移，呼 吸 速 率 逐
２０１１年 ７月 第４２卷 第４期
内 蒙 古 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｊｕｌ． ２０１１ Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．４
文 章 编 号 ：１０００－１６３８（２０１１）０４－０４０４－０８
围封与放牧样地土壤呼吸日变化在生长季均表 现 为 不 对 称 的 单 峰 曲 线 形 式〔７〕，呼 吸 峰 值 均 出 现 在１２：００－１４：００，最低值出现在１９：００．在生长季末期围封样 地 则 表 现 为 单 调 上 升 趋 势，而 放 牧 样 地 无 明 显 趋 势 （见 图 １）．
在围封样地，土壤呼吸日变化幅度（当日呼吸速率最高值与最低 值 之 差）最 大 的 是 内 蒙 古 扁 穗 草 ＋细叶苔草群落，为３．５１μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１ＣＯ２，为当日呼吸速率平均值０．４３倍，而 自 由 放 牧 湿 地 的 灰 麦 苔 草 ＋ 鹅 绒 萎 陵 菜 群 落 最 大 值 是 ５．１３μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１ＣＯ２为 当 日 呼 吸 速 率 平 均 值 ０．５８ 倍 ．
在 土 壤 呼 吸 测 定 前 一 天 ，在 每 个 样 地 的 ３ 个 测 试 点 （２５ｃｍ×２５ｃｍ），分 别 测 定 地 上 生 物 量 、地 下 分 层 生 物 量 （０－１０ｃｍ、１０－２０ｃｍ、２０－３０ｃｍ、３０－４０ｃｍ、４０－５０ｃｍ）、土 壤 含 水 量 （０－１０ｃｍ、１０－２０ ｃｍ、２０－３０ｃｍ、３０－４０ｃｍ、４０－５０ｃｍ）．每个 测 试 点 取 ０－１０ｃｍ 土 样 一 份，放 入 封 口 袋，放 入 冰 箱 零 上 ４℃ 保 存 ，测 定 土 壤 微 生 物 的 呼 吸 、生 物 量 碳 和 氮 含 量 ． １．３ 数 据 处 理
Βιβλιοθήκη Baidu１１７°０８′Ｅ，距中国科学院内蒙古草原生态系统定位站西侧５００ｍ 处，益和乌拉山以东４ｋｍ 左右，为草 原区典型河流湿地类型．
围封湿地内，沿围栏按地势由高到低选择３个样地，土壤 含 水 量 逐 渐 增 加，土 壤 主 要 是 草 甸 土 和 沼泽土（羊草＋糙隐子草、内蒙古扁穗草＋细叶苔草群落为草甸土，散 穗 早 熟 禾 为 沼 泽 土），放 牧 退 化 湿地与围封湿地仅一条网围栏相隔，也按地势沿围栏选择 ３ 个完 全 对 应 的 样 地．围 封、退 化 湿 地 在 初 始 生 境 条 件 上 一 致 ，但 相 对 于 围 封 湿 地 ，退 化 湿 地 常 年 放 牧 已 有 １０ 年 ，植 被 遭 到 破 坏 ，盖 度 低 ，更 多 具 体数据见表１．在１００×４００ｍ２的围封区域内，因地形和水位波动，植物群落呈 现沿 等 高 线 的条 带 性 分 布 ，且 不 同 群 落 之 间 带 和 带 的 界 限 明 显 ，群 落 中 既 有 垂 直 的 结 构 又 有 水 平 结 构 的 变 化 ． 基 于 植 物 群 落 样 方 调 查 ，利 用 二 歧 指 示 种 分 析 法 （Ｔｗｏ－Ｗａｙ－Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ－Ｓｐｅｃｉｅｓ－Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＴＷＩＮ－ ＳＰＡＮ）将围封和自由放牧样地湿地植物群落依次划分为：羊草 Ａｒｅｕｒｏｌｅ ｐｉｄｉｕｍ ｃｈｉｎｅｓｅ（Ｔｒｉｎ．）ｋｉｔａｇ ＋糙隐子草 Ｃ．ｓｑｕａｒｒｏｓａ（Ｔｒｉｎ）ｋｅｎｇ（围 ｙ＋ｃ），内 蒙 古 扁 穗 草 Ｂｌｙｓｍｕｓ ｒｕｆｕｓ＋ 细 叶 苔 草 Ｃａｒｅｘ ｒｉ－ ｇｅｓｃｅｎｓ（围 ｂ＋ｘ），内 蒙 古 扁 穗 草 ＋ 早 熟 禾 Ｐｏａ．Ｌ（围 ｂ＋ｚ）；羊 草 ＋ 米 氏 冰 草 Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ ｃｒｉｓｔｕｍ （Ｌ．）Ｇａｅｒｔｎ（牧 ｙ＋ｂ），灰麦苔草Ｃａｒｅｘ ａｐｐｅｎｄｉｃｕｌａａ（Ｔｒａｕｔｖ．）ｋｕｋｅｎｔｈ＋鹅绒萎陵菜 Ｐ．ａｎｓｅｒｉｎａ Ｌ （牧 ｈ＋ｅ），灰麦苔草＋狭叶甜茅 Ｇｒａｍｉｎｅａｅ（牧 ｈ＋ｘ）．
湿地是陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡区，仅占陆地表面的 ３％，却储藏了全球陆地碳 的３７％〔３〕．北方湿地中的土壤有机碳库的范围在 ３５－９０ｋｇ·ｍ－２〔４〕．湿 地 ＣＯ２通 量 在 调 节 全 球 碳 循 环中具有不可或缺的作用〔５〕，但以往对 全 球 碳 的 估 算 和 模 型 研 究 中 却 经 常 忽 略 湿 地 ＣＯ２的 通 量．本 文以锡林河流域湿地植物群落为研究对象，通过对其土壤呼吸速 率、土 壤 温 度、土 壤 含 水 量 以 及 地 下
＊ 收稿日期：２０１１－０３－２９ 基金项目：国家“９７３”前 期 研 究 专 项 项 目 （２００９ＣＢ１２５９０９）；国 家 自 然 科 学 基 金 地 区 科 学 基 金 项 目 （３１０６００７６； ４０８６１００２）和 国 家 科 技 部 “十 二 五 ”科 技 支 撑 计 划 项 目 （２０１１ＢＡＣ０２Ｂ０３） 作 者 简 介 ：高 娟 （１９８７－ ），女 ，内 蒙 古 乌 兰 察 布 市 人 ，２００８ 级 硕 士 研 究 生 ． 通信作者：王立新（１９７５－），男，内蒙古 赤 峰 人，副 教 授，硕 士，研 究 方 向：湿 地 生 态 学 研 究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｘ＿ｗｉｍｕ＠ １６３．ｃｏｍ
关 键 词 ：土 壤 呼 吸 速 率 ；温 度 敏 感 性 ；土 壤 水 分 ；生 物 量 ；Ｑ１０ 值 中 图 分 类 号 ：Ｑ１４２．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
气候变化是国际社会公认的最主要全球性环 境 问 题 之 一 ，正 是 以 ＣＯ２为 主 的 含 碳 温 室 气 体 浓 度 增加，导致的全球气温升高，是气候变 化 的 主 要 原 因．土 壤 呼 吸 是 土 壤 与 大 气 交 换 ＣＯ２，调 控 地 球 系 统碳循环和气候变化的关键过程，是 全 球 碳 循 环 中 一 个 重 要 的 通 量 途 径，导 致 土 壤 中 的 碳 以 ＣＯ２形 式流向大气圈．在全球尺度下，土壤呼吸释放碳的速率比人类活动 释 放 碳 的 速 率 要 大 一 个 数 量 级，土 壤呼吸从土壤碳库中释放的碳是大气碳库的４７倍〔１〕．土壤呼吸很小的变化就会严重改变 ＣＯ２的浓度 平衡〔２〕．所以研究土壤呼吸对于了解土壤的代谢活动 ，研 究 土 壤、大 气 之 间 碳 的 相 互 作 用 以 及 预 测 将 来全球气候变化趋势，都有着非常重要的意义 ． 〔３〕
第４期
高娟 等 放牧对典型草原区湿地植物群落土壤呼吸的影响
４０５
率 的 特 征 ，分 析 了 不 同 影 响 因 子 对 其 土 壤 呼 吸 速 率 的 影 响 ．研 究 结 果 可 为 湿 地 土 壤 呼 吸 乃 至 碳 循 环 研 究提供基础数据和技术参考．
１ 样地设置和研究方法
１．１ 研 究 区 域 与 样 地 设 置 本实验所选６个试验样 地 位 于 锡 林 河 流 域 中 游 地 区，地 理 坐 标 为 ４３°２６′－４４°０８′Ｎ，１１６°０４′－
ｃｏｌｎ，ＮＥ，ＵＳＡ）〔６〕测定上述各湿地植物群落土壤呼吸日动态．依据湿地植 物 群 落 类 型，在 围 封 和 自 由 放牧区域共设置６个样地，每个样地取３个测试 点，每 测 试 点 做 三 次 重 复，测 试 点 间 隔 １－２ ｍ．在 第 一次测定时，为避免安置气室对土壤扰动造成的短期内呼吸速率的波动 ，提前１－２ｄ将测定基座（为 直径１０ｃｍ、高１０ｃｍ 的 ＰＶＣ 套环）嵌入土中约８ｃｍ，并将套环中的表层植物剪除．
羊草＋糙隐子草 围封保
内蒙古扁穗草＋细叶苔草 育湿地
内蒙古扁穗草＋散穗早熟禾
自由放 牧湿地
冰草＋羊草 灰麦苔草＋狭叶甜茅 灰麦苔草＋鹅绒萎陵菜
３４．７８ １０１．５３ １０３．６１ ２３．４４ ６５．７２ ８２．５７
１９４．１１ ２０８４．３４ １６９５．５０ １４１．１８ ７７０．８８ １９２９．９８
表 １ 围封与放牧湿地不同群落生物量及土壤含水量 Ｔａｂｌｅ １ Ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｎ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ａｎｄ ｇｒａｚｉｎｇ ｗｅｔｌａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ
样地
群落类型
生长季地上生 物 量／ｇ·ｍ－２
生长季地下根生
生长季土
土壤容重
物 量／ｇ·ｍ－２ 壤 平 均 含 水 量／％ ／ｇ·ｃｍ－２
统计数据处理与分析应用 ＤＣＡ （Ｄｅｔｒｅｎｄｅｄ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ）、ＳＰＳＳ和 Ｅｘｃｅｌ进行．
４０６
内 蒙 古 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２０１１ 年
２ 结果与分析
２．１ 湿 地 植 物 群 落 土 壤 呼 吸 动 态 ２．１．１ 生 长 季 湿 地 植 物 土 壤 呼 吸 日 动 态
６．６２ ７７．７９ １０２．７７ ５．３８ ４６．３５ ８９．５５
１．３８ １．０３ １．０６ １．７１４ １．２４ ０．７２４
１．２ 研 究 方 法 土壤呼吸 速 率 采 用 开 路 式 土 壤 碳 通 量 测 量 系 统，测 定 仪 器 型 号 为 Ｌ１－８１００ （Ｌ１－ＣＯＲ，Ｌｉｎ－
放牧对典型草原区湿地植物群落土壤呼吸的影响＊
高 娟１ ，王 立 新２，３ ，王 炜１ ，刘 华 民１，３ ，周 延 林１
（１．内蒙古大学生命科学学院，呼和浩特 ０１００２１；２．内蒙古大学环境与资源学院，呼和浩特 ０１００２１； ３．中美生态、能源及可持续性科学内蒙古研究中心，呼和浩特 ０１００２１）
在 ８ 月 至 ９ 月 初 期 ，围 封 湿 地 的 呼 吸 速 率 日 变 化 幅 度 介 于 自 由 放 牧 湿 地 的 ５７％ －６９％ 之 间 ，在 ９ 月中期至１０月初期，围封湿地的呼吸速率日变化幅度则介于自由放牧湿地的 ８６％－１３１％之间．
图 １ 围 封 与 放 牧 样 地 植 物 群 落 的 土 壤 呼 吸 速 率 日 变 化
摘要：湿地的研究已成为生态学的重点，而湿地 ＣＯ２通量研究则是该领域研究热点问题之 一．
采用 Ｌ１－８１００土壤碳通量 测 量 系 统，测 定 了 锡 林 河 流 域 不 同 利 用 方 式 （围 封 保 育 与 自 由 放 牧）下的湿地土壤呼吸速率并分析了土壤温度、土 壤 湿 地 和 地 下 根 生 物 量 等 对 其 影 响 ．结 果 表 明，（１）湿地植物群落土壤呼吸日变化均呈现不对称单峰型曲线，其主要受土壤温度的影 响．围 封保育湿地植物群落土壤呼吸速 率 和 日 变 化 幅 度 均 低 于 自 由 放 牧 样 地 ，但 其 Ｑ１０ 值 高 于 自 由 放牧样地，均值分别为２．８４８和２．２５０．（２）在０－５０ｃｍ 各层土壤温度中，围封样 地 湿 地 植 物 群 落土壤呼吸速率与地下１０ｃｍ 的土壤温度拟合最好，而自由放牧样地则与地下１５ｃｍ 的温度拟 合最好．在围封湿地植物群落 中 土 壤 温 度 可 以 解 释 呼 吸 变 化 速 率 的 ５７．２％ －８６．３％，而 在 自 由放牧湿地植物群落中土壤 温 度 则 可 以 解 释 呼 吸 变 化 速 率 的 ５７．７％ －８８．９％．（３）在 湿 地 植 物群落中，土壤温度是水分含量最高的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子，最高温时其呼吸 速 率达到峰值；而土壤水分是水分含量最低的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子，其土壤呼吸 速 率峰值出现在生长季水分含量最高月份．
Ｆｉｇ．１ Ｄａｉｌｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ａｎｄ ｇｒａｚｉｎｇ ａｒｅａｓ
２．１．２ 生 长 季 植 物 群 落 土 壤 呼 吸 季 节 动 态 总体来看，湿地植物群落土壤呼吸速率是在８月份达到 最 大 值，而 后 随 着 时 间 推 移，呼 吸 速 率 逐
２０１１年 ７月 第４２卷 第４期
内 蒙 古 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｊｕｌ． ２０１１ Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．４
文 章 编 号 ：１０００－１６３８（２０１１）０４－０４０４－０８
围封与放牧样地土壤呼吸日变化在生长季均表 现 为 不 对 称 的 单 峰 曲 线 形 式〔７〕，呼 吸 峰 值 均 出 现 在１２：００－１４：００，最低值出现在１９：００．在生长季末期围封样 地 则 表 现 为 单 调 上 升 趋 势，而 放 牧 样 地 无 明 显 趋 势 （见 图 １）．
在围封样地，土壤呼吸日变化幅度（当日呼吸速率最高值与最低 值 之 差）最 大 的 是 内 蒙 古 扁 穗 草 ＋细叶苔草群落，为３．５１μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１ＣＯ２，为当日呼吸速率平均值０．４３倍，而 自 由 放 牧 湿 地 的 灰 麦 苔 草 ＋ 鹅 绒 萎 陵 菜 群 落 最 大 值 是 ５．１３μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１ＣＯ２为 当 日 呼 吸 速 率 平 均 值 ０．５８ 倍 ．
在 土 壤 呼 吸 测 定 前 一 天 ，在 每 个 样 地 的 ３ 个 测 试 点 （２５ｃｍ×２５ｃｍ），分 别 测 定 地 上 生 物 量 、地 下 分 层 生 物 量 （０－１０ｃｍ、１０－２０ｃｍ、２０－３０ｃｍ、３０－４０ｃｍ、４０－５０ｃｍ）、土 壤 含 水 量 （０－１０ｃｍ、１０－２０ ｃｍ、２０－３０ｃｍ、３０－４０ｃｍ、４０－５０ｃｍ）．每个 测 试 点 取 ０－１０ｃｍ 土 样 一 份，放 入 封 口 袋，放 入 冰 箱 零 上 ４℃ 保 存 ，测 定 土 壤 微 生 物 的 呼 吸 、生 物 量 碳 和 氮 含 量 ． １．３ 数 据 处 理
Βιβλιοθήκη Baidu１１７°０８′Ｅ，距中国科学院内蒙古草原生态系统定位站西侧５００ｍ 处，益和乌拉山以东４ｋｍ 左右，为草 原区典型河流湿地类型．
围封湿地内，沿围栏按地势由高到低选择３个样地，土壤 含 水 量 逐 渐 增 加，土 壤 主 要 是 草 甸 土 和 沼泽土（羊草＋糙隐子草、内蒙古扁穗草＋细叶苔草群落为草甸土，散 穗 早 熟 禾 为 沼 泽 土），放 牧 退 化 湿地与围封湿地仅一条网围栏相隔，也按地势沿围栏选择 ３ 个完 全 对 应 的 样 地．围 封、退 化 湿 地 在 初 始 生 境 条 件 上 一 致 ，但 相 对 于 围 封 湿 地 ，退 化 湿 地 常 年 放 牧 已 有 １０ 年 ，植 被 遭 到 破 坏 ，盖 度 低 ，更 多 具 体数据见表１．在１００×４００ｍ２的围封区域内，因地形和水位波动，植物群落呈 现沿 等 高 线 的条 带 性 分 布 ，且 不 同 群 落 之 间 带 和 带 的 界 限 明 显 ，群 落 中 既 有 垂 直 的 结 构 又 有 水 平 结 构 的 变 化 ． 基 于 植 物 群 落 样 方 调 查 ，利 用 二 歧 指 示 种 分 析 法 （Ｔｗｏ－Ｗａｙ－Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ－Ｓｐｅｃｉｅｓ－Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＴＷＩＮ－ ＳＰＡＮ）将围封和自由放牧样地湿地植物群落依次划分为：羊草 Ａｒｅｕｒｏｌｅ ｐｉｄｉｕｍ ｃｈｉｎｅｓｅ（Ｔｒｉｎ．）ｋｉｔａｇ ＋糙隐子草 Ｃ．ｓｑｕａｒｒｏｓａ（Ｔｒｉｎ）ｋｅｎｇ（围 ｙ＋ｃ），内 蒙 古 扁 穗 草 Ｂｌｙｓｍｕｓ ｒｕｆｕｓ＋ 细 叶 苔 草 Ｃａｒｅｘ ｒｉ－ ｇｅｓｃｅｎｓ（围 ｂ＋ｘ），内 蒙 古 扁 穗 草 ＋ 早 熟 禾 Ｐｏａ．Ｌ（围 ｂ＋ｚ）；羊 草 ＋ 米 氏 冰 草 Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ ｃｒｉｓｔｕｍ （Ｌ．）Ｇａｅｒｔｎ（牧 ｙ＋ｂ），灰麦苔草Ｃａｒｅｘ ａｐｐｅｎｄｉｃｕｌａａ（Ｔｒａｕｔｖ．）ｋｕｋｅｎｔｈ＋鹅绒萎陵菜 Ｐ．ａｎｓｅｒｉｎａ Ｌ （牧 ｈ＋ｅ），灰麦苔草＋狭叶甜茅 Ｇｒａｍｉｎｅａｅ（牧 ｈ＋ｘ）．
湿地是陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡区，仅占陆地表面的 ３％，却储藏了全球陆地碳 的３７％〔３〕．北方湿地中的土壤有机碳库的范围在 ３５－９０ｋｇ·ｍ－２〔４〕．湿 地 ＣＯ２通 量 在 调 节 全 球 碳 循 环中具有不可或缺的作用〔５〕，但以往对 全 球 碳 的 估 算 和 模 型 研 究 中 却 经 常 忽 略 湿 地 ＣＯ２的 通 量．本 文以锡林河流域湿地植物群落为研究对象，通过对其土壤呼吸速 率、土 壤 温 度、土 壤 含 水 量 以 及 地 下