干旱半干旱区约占全球陆地面积的1/3,其土壤无机碳库是仅次于海洋和土壤有机碳库的地球第三大碳库,在全球碳循环和气候系统中起着重要作用。艾比湖湿地地处干旱区,生态环境脆弱,受气候影响大,极端恶劣的天气条件多于其它地区。本论文采用LI-8100土壤CO₂排放通量全自动测量系统,于2009年11月～2010年9月对准噶尔盆地西北缘的艾比湖地区农田生态系统（50a和9a棉田、7a和3a撂荒地）、盐土荒漠生态系统（胡杨Populus euphratica和芦苇Phragmites australis群落）、沙质荒漠生态系统（沙漠）土壤呼吸速率及主要环境因子进行观测,并分析了各生态系统土壤呼吸速率的时空变异规律及其主要影响因子,探讨不同生态系统类型间土壤呼吸速率的差异及原因,以期为揭示该地区土壤呼吸的调控机制及定量描述艾比湖“碳汇”作用的大小提供依据。研究结果表明:1、农田生态系统中50a棉田土壤呼吸速率在冬季多呈现2～3个峰值,9a棉田多呈现单峰曲线,一般在13:00～15:00达到峰值,达到谷值时间不定;生长季50a棉田土壤呼吸速率昼夜变化不大,9a棉田在生长旺季（2010年7月）呈现弱的双峰曲线,在15:00和19:00达到峰值,生长季末期（2010年9月）表现出强的单峰曲线,于13:00达到峰值,次日凌晨4:00达到最小值。7a撂荒地在2010年3月呈单谷曲线（15:00时达到）,其它月份均呈单峰曲线,一般在11:00～15:00达到峰值。3a撂荒地在冬季近似呈正弦曲线,白天达到峰值时间随季节变化而异,而夜间一般在凌晨4:00达到最大值,在生长季呈单峰曲线。农田生态系统土壤呼吸速率与近地面温度变化趋势仅在生长末季表现出同步性。2、盐土荒漠生态系统中胡杨群落土壤呼吸昼夜变化多呈现2～3个峰值,且与近地面气温的变化趋势不一致;芦苇群落土壤呼吸速率除7月呈双峰曲线,其它月份呈单峰或单谷曲线,除3月与近地面气温的变化趋势相反外,其它月份均近似同步。3、沙质荒漠生态系统在2010年4月、9月呈明显的单峰曲线,于13:00～15:00达到峰值;其它月份则有2～3个峰值,一般在11:00～13:00总有一个峰值出现。土壤呼吸速率与温度呈现较一致的昼夜变化趋势。4、各生态系统具有明显的季节变化。农田生态系统呈“∽”型,于1月或3月达到最小值,7月达到最大值,其土壤呼吸速率季节变化与温度变化趋势较一致;盐土荒漠生态系统中胡杨群落在初冬（11月）达到最小值,4月和9月达最大值,芦苇群落在1月达最小值,9月达到最大值;两种盐土荒漠群落土壤呼吸速率季节变化与温度变化趋势不一致。沙漠土壤呼吸速率季节变化呈单峰曲线,11月达到最小值,7月达到最大值,沙漠土壤呼吸速率季节变化与温度变化趋势不一致。5、生长季不同生态系统各层土壤含水量与土壤呼吸速率之间均不存在显著关系;冬季除15～30cm土壤含水量与土壤呼吸速率不存在显著关系外,其它各层均与土壤呼吸速率呈现显著或极显著相关,表明冬季土壤含水量是土壤呼吸速率的主要影响因子。全年中土壤呼吸速率与空气相对湿度多呈负相关,表明在干旱区空气湿度对土壤呼吸具有一定的影响。各生态系统土壤呼吸速率与大气温度、近地面气温、土壤5cm和10cm温度的相关性较高。农田生态系统、盐土荒漠生态系统和沙质荒漠生态系统Q10值的变化范围为分别为-0.141～25.765、-0.294～18.265和0.176～8.637;所有生态系统最大Q10值均在冬季出现,且冬季Q10值变幅大于生长季。各生态系统水分-温度与土壤呼吸的双因子拟合模型能较好的模拟其土壤呼吸速率变化（R2=0.9195～0.9998）。6、各生态系统土壤呼吸速率与风速在生长季均表现出极显著或显著相关性,而在冬季则不具有显著相关性。农田生态系统土壤呼吸速率与土壤pH和土壤微生物数量无显著相关;与15～30cm和30～50cm土壤孔隙度分别呈极显著负相关和正相关,且均呈三次曲线方程;与30～50cm土壤有机质含量呈极显著正相关,与其它土层土壤有机质含量不存在显著相关;冬季其土壤呼吸速率与15～30cm和30～50cm土壤全氮含量分别呈显著和极显著正相关,而在生长季节则不表现出显著相关性;农田生态系统中土壤电导与土壤呼吸表现出显著或极显著正相关。盐土荒漠生态系统和沙质荒漠生态系统土壤呼吸速率与土壤孔隙度、全氮、有机质、微生物数量、土壤pH值和电导均无显著关系。相同时期不同样地间或相同样地不同时期植物生物量与土壤呼吸速率均没有表现出一定的相关性。7、积雪厚度与5cm、10cm地温的相关性高于积雪密度,并且干旱区地表有积雪时,土壤呼吸与5cm土壤温度存在相关关系（0.383～0.836）,然而研究区土壤呼吸速率与积雪厚度、积雪密度均无显著关系。8、在研究区盐土荒漠与沙质荒漠生态系统中,水-温双因子拟合模型可以较好的模拟土壤呼吸速率,而此模型在农田生态系统中则不适用。本研究认为在研究区内用测量值估算的冬季土壤呼吸对年土壤呼吸的贡献较为合理。9、对于农田生态系统,年均土壤呼吸速率为3a撂荒地(2.520μmol·m^-2·s^-1)>50a棉田(2.385μmol·m^-2·s^-1)>9a棉田(2.024μmol·m^-2·s^-1)>7a撂荒地(0.880μmol·m^-2·s^-1)>胡杨(0.746μmol·m^-2·s^-1)>沙漠(0.360μmol·m^-2·s^-1)>芦苇(0.127μmol·m^-2·s^-1)。可见,从土壤开垦到土地撂荒,土壤呼吸速率呈先增长后降低趋势,说明盐土荒漠开垦为农田后会增加土壤碳释放,然而土地撂荒一定时间后土壤会起到碳汇的作用。10、冬季各生态系统土壤呼吸速率排序:农田生态系统(0.564μmol·m^-2·s^-1)>盐土荒漠生态系统( 0.308μmol·m^-2·s^-1 ) >沙质荒漠生态系统(0.212μmol·m^-2·s^-1),生长季各生态系统土壤呼吸速率大小排列:农田生态系统(4.728μmol·m^-2·s^-1)>盐土荒漠生态系统(0.703μmol·m^-2·s^-1)>沙质荒漠生态系统(0.658μmol·m^-2·s^-1)。生长季节各生态系统土壤呼吸速率均大于冬季,表现为:农田生态系统前者是后者的11.926倍,盐土荒漠生态系统为3.172倍,沙质荒漠生态系统为3.104倍。不同生态系统土壤呼吸速率的差异受群落生物量、土壤理化性质、枯落物等多种因子共同影响。11、生长季土壤CO₂释放量高于冬季。冬季9a棉田土壤CO₂释放量最大,芦苇群落土壤CO₂释放量最小;生长季3a撂荒地土壤,芦苇群落CO₂释放量最小。研究区冬季CO₂释放量为8.072～116.378 gC·m^-2,平均为77.242 gC·m^-2;所有样地中,用测量值和模型模拟值估算的冬季土壤呼吸对年土壤呼吸的贡献分别为4.82%～33.34%和23.52%～81.58%。12、干旱区季节性冻土厚度对土壤温度变化的敏感性高于大气温度;干旱区季节性冻土区随着气候的变暖,人类干扰大的生态系统对外界热干扰的敏感性更高,自身热稳定性更差;冻结期土壤温度是影响冻土厚度的最主要的环境因子,解冻期冻土厚度变化与各环境因子关系不显著;不同时期冻土厚度对土壤呼吸速率的影响程度不同,表现在冻结期土壤呼吸速率与冻土厚度呈显著正相关,解冻初期土壤呼吸速率与冻土厚度相关不显著。土壤完全解冻时土壤呼吸速率高于冻结期时(差值为0.140～0.370μmol·m^-2·s^-1)。13、3a撂荒地在化雪的3月和4月均出现负值,可能是因为雪融化及降水抑制了微生物呼吸;除2009年11月芦苇群落土壤呼吸速率没有出现负值,其它月份均有负值现象,并在1～2月表现出弱的碳汇,为-0.014 gC·m^-2。14、施肥与灌溉不会直接增加土壤呼吸速率,而是通过增加土壤营养供应能力与植物生物量,从而间接增加土壤呼吸速率。