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自工业革命以来,土地利用和化石燃料燃烧等人类活动的加剧引起了全球气候变化,对人类赖以生存的生态系统产生深刻的影响。气候变化(气候变暖和降水格局的改变)可能会影响陆地生物圈与大气圈之间的碳(C)通量,它们的响应反馈于气候变化,加剧或减缓了气候变化进程,土壤呼吸是碳通量的重要组成部分。本研究在我国北方干旱半干旱区,沿自然降雨梯度选择三种温带草原(荒漠草原、典型草原和草甸草原),采用土块移植的方法进行夜间增温和改变降水的野外控制实验。2014-2016年,夜间增温显著提高土壤温度(ST)0.5℃,但是降低土壤湿度(SM)1.1%(绝对变化);增雨降低ST0.4℃,增加SM1.4%;减雨降低SM1.8%。就单个草原生态系统而言,夜间增温使荒漠草原、典型草原和草甸草原的ST分别增加0.4℃、0.6℃和0.5℃;增雨使荒漠草原和典型草原的SM分别增加2.0%和2.5%;减雨使荒漠草原和草甸草原的SM分别降低2.5%和3.3%。2014-2016年,夜间增温对土壤呼吸(SR)和异养呼吸(HR)没有影响;增雨使SR和HR分别增高38.8%和29.5%;减雨使SR和HR分别减少20.9%和9.7%。就单个草原生态系统而言,夜间增温对三个草原SR和HR都没有影响;增雨使荒漠草原、典型草原和草甸草原的SR分别增加57.3%、31.0%和35.8%,增雨使荒漠草原、典型草原和草甸草原的HR分别增加49.6%、21.1%和26.5%;减雨使典型草原的SR和HR分别降低21.7%和15.4%。土壤碳排放对增雨处理的响应强于减雨处理的响应,并且是不对称的。不同的草地类型对增雨和减雨的降水敏感性不同。在不增温的条件下,荒漠草原的土壤呼吸和异养呼吸对增雨最敏感。在增温的条件下,荒漠草原的土壤呼吸和异养呼吸也是对增雨最敏感。越干旱的地区对于增加降水,土壤呼吸和异养呼吸变化越大;越湿润的地区对于减少降水,土壤呼吸和异养呼吸变化较大。以上结果表明,增雨和减雨处理对三种温带草原类型土壤呼吸及敏感性的影响是不对称的。结果表明在将来气候变化的情景下,增强降水变化和气候变暖可能对土壤呼吸及敏感性有深刻影响。增加降水可能比减少降水更重要在调节温带草地土壤呼吸及敏感性。