【摘 要】
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土壤呼吸是土壤向大气排放二氧化碳的主要形式,排放量的大小在一定程度上决定了土壤是碳汇或碳源。我国存在大面积的沙化土地,通过植被恢复具有较大的新增碳汇潜力。在全球变暖的大背景之下,探究沙地土壤呼吸对植被恢复的响应,对研究沙地生态系统碳平衡具有重要意义,同时可以为沙地碳增汇经营管理提供一定科学依据。本研究以空间代替时间的方法,在内蒙古毛乌素沙地选择未造林流动沙地和不同林龄杨柴人工林（9a、18a、30
【基金项目】
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2020年度内蒙古自治区草原英才青年创新人才第一层次人才培养项目（2020.09-2023.12）； 国家自然科学基金项目（41867043）；
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土壤呼吸是土壤向大气排放二氧化碳的主要形式,排放量的大小在一定程度上决定了土壤是碳汇或碳源。我国存在大面积的沙化土地,通过植被恢复具有较大的新增碳汇潜力。在全球变暖的大背景之下,探究沙地土壤呼吸对植被恢复的响应,对研究沙地生态系统碳平衡具有重要意义,同时可以为沙地碳增汇经营管理提供一定科学依据。本研究以空间代替时间的方法,在内蒙古毛乌素沙地选择未造林流动沙地和不同林龄杨柴人工林（9a、18a、30a）构成植被恢复梯度。对4个样地土壤呼吸及组分进行原位观测,同时测定根系生物量、土壤细菌、真菌数量及土壤主要养分物质含量等环境因子,探究植被恢复过程中土壤呼吸及组分变化规律及其与环境因子的相互关系,主要研究结果如下:（1）不同恢复梯度下土壤总呼吸季节变化模式无明显改变,均在夏季达到峰值,在冬季降到最低。随着植被恢复,土壤总呼吸全年碳排放量显著增加,恢复30a杨柴林为476.98 g C·m-2,与未造林流动沙地相比,增加了6.68倍。生长季（5～10月）土壤总呼吸碳排放量占全年的70.94%～82.31%,是沙地生态系统碳释放的主要时期。（2）土壤呼吸组分（异养呼吸、自养呼吸）季节变化趋势与土壤总呼吸相似。异养呼吸和自养呼吸全年碳排放量均随着植被恢复时间的延长逐渐增加,变化范围分别为62.11～350.59 g C·m-2和0～126.40 g C·m-2。其中异养呼吸对土壤总呼吸的贡献率随着植被恢复由100%减小到75.54%,自养呼吸的贡献率由0%增加到25.46%,异养呼吸是沙地生态系统碳释放的主要过程和形式。（3）凋落物现存量、土壤细菌和真菌数量与异养呼吸呈极显著正相关,各径级根系生物量与自养呼吸呈极显著正相关,土壤有机碳、全氮、全磷含量与异养呼吸和自养呼吸均呈极显著正相关。土壤主要养分物质含量及土壤细菌、真菌数量的增加、凋落物及地下根系生物量的积累是沙地土壤呼吸碳排量增大的主导因素。综上所述,植被恢复促进了沙地土壤呼吸作用,其碳排放量的持续增加必然导致土壤碳库的损失,这为我们今后加强沙地灌木林的经营增汇给出了警示。
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