定量生长季内荒漠植物新固定碳在植物-土壤的分配规律,对理解全球碳循环有着重要意义.本研究采用野外原位13C-CO2脉冲标记法,测定植物各器官及土壤13C丰度值,比较不同标记时间段白刺新固定碳分配在不同器官、土壤和呼吸损失中的分配规律,并量化了白刺光合碳向地上、地下碳库的转移.结果表明:不同标记时间段内13C-新固定碳在白刺叶、茎、根、土壤中的分配差异明显.在标记后1h内,叶片和茎中13C丰度值迅速上升到最高值,13C丰度值分别达到520.1‰和592.5‰,比对照分别增加14倍和20倍,此后13C丰度值随时间推移逐渐下降,直至趋于稳定;而标记后18h在根系和土壤中发现被标记的13C,13C丰度值分别达到9.5‰和-23.8‰,白刺新固定碳经土壤呼吸和地上部呼吸损失量分别在标记1h和7h后达到最大.标记32d后,白刺新固定碳在地上部和地下部1℃分配比例分别占35.59％和32.49％,呼吸损失占31.92％.荒漠植物白刺地下部固碳量为470kg C ha-1,其中根系累积241kg C ha-1,土壤累积229kg C ha1,表明储存在地下的碳库在荒漠生态系统碳循环中起着重要作用.
准确估算荒漠灌丛固碳能力及荒漠生态系统碳储量对整个陆地生态系统碳循环及其对全球气候变化的响应具有重要意义。利用2014—2015年西鄂尔多斯地区5种天然优势荒漠灌丛(沙冬青、霸王、四合木、半日花和红砂)标准样地调查的基础上,通过野外采样法获得各标准灌丛各器官样品后在实验室利用Elementar vario MACRO CUBE元素自动分析仪测定灌丛各器官平均含碳率和平均加权含碳率。研究结果表明:西鄂尔多斯地区不同灌丛各器官平均含碳率高低分布具有一定的随机性,5种荒漠灌丛各器官含碳率的变化范围在29.78%~56.05%之间,平均含碳率变异系数在1.55%~6.99%之间,但均表现为地下部分平均含碳率高出地上部分;灌丛夏季各器官含碳率高于春季,且差异性达到了显著水平(P<0.05);同一灌丛种在不同季节的加权平均含碳率差异不显著,其差值除了半日花外,其它4种荒漠灌丛加权平均含碳率差值均在2%以内;最终研究确定了5种灌丛在夏季和春季加权平均含碳率分别为沙冬青44.25%和42.31%、霸王41.65%和40.32%、四合木42.39%和41.37%、半日花48.78%和44.35%、红砂39.25%和39.86%。
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