极端干旱区土壤呼吸对储水灌溉和冻融循环的响应

作     者：杨世君 高雅玉 柯浩成 李泽霞 Yang Shijun;Gao Yayu;Ke Haocheng;LiZexia

作者机构：甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020 兰州理工大学甘肃兰州730000 

出 版 物：《水土保持通报》 (Bulletin of Soil and Water Conservation)

年 卷 期：2022年第42卷第4期

页      面：25-32,65页

学科分类：090701[农学-林木遗传育种] 082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：甘肃省重点研发计划项目“干旱绿洲区农田储水灌溉作用机理评价与节水型储水灌溉技术研究”(18YF1NA031) 甘肃省省级水资源费项目(甘水资源发105号) 2022年甘肃省水土保持补偿费项目 

主　　题：土壤呼吸 储水灌溉 季节性冻融循环 夜间 极端干旱区 

摘      要：[目的]揭示中国极端干旱区甘肃省石羊河流域储水灌溉与季节性冻融叠加作用下对土壤呼吸的影响,为进一步提高极端干旱区灌溉水资源利用效率和节约灌溉水源提供理论基础和技术支撑。[方法]按照1199.4 m~3/hm^(2)低灌溉定额分为灌水和非灌水处理,将冻融循环分为冻结期、冻融期和解冻期3个时间段,采用LI-8100土壤碳通量全自动测量系统对各处理地块的土壤呼吸速率进行观测与分析。[结果]极端干旱区储水灌溉在季节性冻融作用下农田生态系统土壤呼吸速率增强,土壤碳排放量增加,农田生态系统碳循环被改变,有利于作物的生长和提高粮食产量。不同土地利用方式下土壤呼吸速率对水分和温度的响应程度不同。整个冻融过程中土壤呼吸速率呈现出:解冻期冻结期冻融期的规律。冻结期、冻融期和解冻期3个时期的土壤CO都表现为源,但在夜间极低温度时土壤CO由源转化为汇。[结论]储水灌溉调控了整个冻融期土壤呼吸的过程,改变了极端干旱区农田生态系统的碳循环。在水分与季节性冻融叠加作用下,储水灌溉地块土壤呼吸速率相对未储水地块随温度的波动更为剧烈,但与温度的变化趋势一致,水分加剧了其随温度的波动。