【摘 要】
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上世纪80年代以来,中国大气氮沉降迅速增加,且在气候变暖背景下,极端降水事件发生概率呈上升趋势。然而,氮输入增加与降水变化对草地生态系统CH4通量有何影响,尚未明确。尤其关于农牧交错带,这类气候过渡区域草地生态系统CH4通量的研究较少,限制了我们对CH4通量过程对气候变化响应机制的理解。本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统定位观测研究站,设置对照（CK）、增水（+P）、减水（-P）、氮添加（N）
【基金项目】
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国家自然基金青年科学基金: 农牧交错带半干旱草地生态系统碳通量的水-氮耦合效应及其生物学机制。项目编号:31800402；
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上世纪80年代以来,中国大气氮沉降迅速增加,且在气候变暖背景下,极端降水事件发生概率呈上升趋势。然而,氮输入增加与降水变化对草地生态系统CH4通量有何影响,尚未明确。尤其关于农牧交错带,这类气候过渡区域草地生态系统CH4通量的研究较少,限制了我们对CH4通量过程对气候变化响应机制的理解。本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统定位观测研究站,设置对照（CK）、增水（+P）、减水（-P）、氮添加（N）、氮添加和增水（N+P）、氮添加和减水（N-P）6个处理,运用静态箱-气相色谱法测定各处理下草地生态系统的生长季（2018和2019年5～10月）CH4通量,并分析其与各生物与非生物因素间的相关关系,主要结果如下:1.晋北半干旱草地生态系统是CH4的弱汇,各处理下CH4在两个生长季的平均吸收速率范围为4.62±2.58～9.99±3.75μg·m-2·h-1。各处理对两生长季平均CH4吸收量均无显著影响（P＞0.05）,生长季平均CH4吸收量无显著年际波动（P＞0.05）。氮添加、降水变化和氮添加与降水变化交互对两生长季CH4通量均无显著影响（P＞0.05）。2.氮添加显著降低土壤p H、增加地上生物量与土壤硝态氮含量（P＜0.05）;增水显著增加土壤铵态氮、硝态氮和无机氮（铵态氮+硝态氮）含量（P＜0.05）。氮添加、增水以及两者的交互作用对其他生物因素和非生物因素,包括产甲烷功能基因（mcr A）和甲烷氧化功能基因（pmo A）丰度,均无显著影响（P＞0.05）。减水显著增加了土壤p H、土壤微生物生物量氮（MBN）和铵态氮含量（P＜0.05）;但显著降低了土壤微生物生物量碳氮比（MBC/MBN）、硝态氮和无机氮含量,以及甲烷氧化基因（pmo A）丰度（P＜0.05）。氮添加和减水的交互作用显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量（P＜0.05）。减水以及氮添加与减水两者交互对其他生物因素和非生物因素均无显著影响（P＞0.05）。3.CH4吸收与各生物/非生物因素以及甲烷关键功能基因（mcr A和pmo A）丰度均无显著线性与非线性相关关系（P＞0.05）。路径分析结果显示,植物根冠比（R~2=0.37,P＜0.05）和土壤p H（R~2=0.28,P＜0.05）是氮添加和增水交互影响下控制半干旱草地生态系统CH4吸收的主要因素;在氮添加和减水交互影响下,根冠比是影响CH4吸收的主要因素,但其影响并不显著（P＞0.05）。
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