姹　娜，李兆磊，燕　東，方長(zhǎng)明

(復(fù)旦大學(xué) 生物多樣性和生態(tài)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200438)

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長(zhǎng)期野外增溫對(duì)不同草原土壤有機(jī)碳分解過程的影響

姹娜，李兆磊，燕東，方長(zhǎng)明

(復(fù)旦大學(xué) 生物多樣性和生態(tài)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200438)

土壤異養(yǎng)呼吸/有機(jī)碳分解的溫度敏感性是理解和預(yù)測(cè)全球氣候變化下土壤有機(jī)碳庫(kù)動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一，田間實(shí)驗(yàn)增溫是當(dāng)前模擬氣候變化影響的一個(gè)重要手段.本研究通過室內(nèi)土壤培養(yǎng)，測(cè)定了在長(zhǎng)期田間實(shí)驗(yàn)增溫下內(nèi)蒙古溫帶草原和美國(guó)俄克拉荷馬高草草原土壤異養(yǎng)呼吸的變化.結(jié)果顯示，在多年的連續(xù)增溫下，溫帶草原土壤有機(jī)碳的含量沒有明顯降低(P>0.05)，以有機(jī)碳的可分解性表征的土壤有機(jī)碳質(zhì)量也沒有下降，土壤有機(jī)碳分解對(duì)溫度變化的響應(yīng)(Q10)未受到增溫的影響(P>0.05).全球氣候變化下的土壤碳循環(huán)和動(dòng)態(tài)是一個(gè)復(fù)雜的多情景現(xiàn)象，需要進(jìn)一步的深入研究.

實(shí)驗(yàn)增溫； 溫帶草原； 土壤有機(jī)碳循環(huán)； 異養(yǎng)呼吸；Q10值

土壤呼吸是植物根呼吸和土壤有機(jī)質(zhì)異養(yǎng)分解的總和[1]，約占生態(tài)系統(tǒng)總呼吸的60%～90%，是陸地生態(tài)系統(tǒng)和大氣間碳轉(zhuǎn)移的主要途徑之一[2-3].測(cè)定土壤呼吸對(duì)于了解土壤的代謝活動(dòng)、碳釋放速率以及研究土壤—大氣之間的相互作用非常重要[4].以溫度增加為主要特征的全球氣候變化可能會(huì)加速土壤碳循環(huán)過程，使土壤在凈碳源和碳匯之間切變[5-6].田間實(shí)驗(yàn)增溫是當(dāng)前模擬氣候變化影響的重要手段之一[7-9].目前已有大量關(guān)于野外增溫對(duì)土壤呼吸影響的研究，普遍認(rèn)為，隨著溫度的升高，土壤呼吸會(huì)顯著提高，這可能是溫度升高影響了微生物或根系的代謝活性所致[10-11].但是近年一些研究結(jié)果表明，氣候變暖盡管能在短時(shí)間內(nèi)刺激土壤呼吸，但是并不能從根本上增加土壤呼吸，即土壤呼吸對(duì)溫度變化存在適應(yīng)性[12-13].關(guān)于土壤呼吸適應(yīng)性的機(jī)制，可能存在的原因包括底物不足、水分限制、氮素過量等.

土壤碳庫(kù)主要指的是土壤有機(jī)碳庫(kù)，氣候變暖必然改變陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤與大氣之間的碳素交換.以往研究表明，增溫會(huì)加快土壤有機(jī)碳的分解，可能會(huì)使儲(chǔ)存于土壤的有機(jī)碳庫(kù)下降，成為大氣碳庫(kù)的凈碳源，進(jìn)一步加劇當(dāng)前的全球氣候變化[14].此外，不同生態(tài)系統(tǒng)土壤對(duì)氣候變暖的響應(yīng)是不同的，一般認(rèn)為在氣候變暖的條件下，高緯度地區(qū)一般表現(xiàn)為土壤碳庫(kù)減少，而中低緯度地區(qū)的土壤碳庫(kù)則可能不變或略有增加[5，15].這是因?yàn)闊釒寥烙袡C(jī)碳(Soil Organic Carbon， SOC)含量相對(duì)較低，土壤釋碳作用不強(qiáng)，而植物地下碳庫(kù)進(jìn)入土壤作用較強(qiáng)，而高緯度地區(qū)則恰恰相反.

增溫會(huì)改變土壤有機(jī)碳的質(zhì)量或組分構(gòu)成，增加土壤碳過程在未來的不確定性[16].土壤有機(jī)碳依據(jù)分解特性可大致分為易分解碳和難分解碳組分[17].這兩類有機(jī)碳的分解對(duì)溫度的響應(yīng)還沒有一致的結(jié)論.一些學(xué)者認(rèn)為，難分解有機(jī)碳的分解對(duì)溫度變化不敏感[18-19]，而另一些研究則發(fā)現(xiàn)不同的有機(jī)碳組分具有相似的溫度敏感性[20-21].近期的研究報(bào)道，土壤有機(jī)碳的難分解組分比易分解組分具有更高的溫度敏感性[22]，預(yù)示土壤有機(jī)碳庫(kù)對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)將逐步加強(qiáng).此外，土壤水分對(duì)易分解碳和難分解碳分解的溫度敏感性起著至關(guān)重要的作用[23].因此，在全球變暖的大背景下，土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性是否會(huì)發(fā)生變化以及如何變化都還不確定.深入理解土壤有機(jī)碳組分與分解的溫度敏感性之間的關(guān)系，將會(huì)極大地改善我們對(duì)土壤碳庫(kù)變動(dòng)的預(yù)測(cè)能力.

草原生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，因具有較高的植被根冠比以及較慢的土壤微生物分解速率，具有巨大的固碳潛力[24-25].在各種陸地生態(tài)系統(tǒng)中，氣候變化的影響可能首先明顯表現(xiàn)在草原生態(tài)系統(tǒng)[26].研究草地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳過程對(duì)理解陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)機(jī)制和全球碳收支平衡有著重要的意義.

本研究依托中國(guó)科學(xué)院植物研究所在內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟多倫縣草原生態(tài)系統(tǒng)的模擬增溫試驗(yàn)和美國(guó)俄克拉荷馬大學(xué)在北美高草草原生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期模擬增溫試驗(yàn)，采集不同增溫處理的土壤進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)，剔除植物根系、水分的影響，試圖解析土壤有機(jī)碳及其分解的變化，探討草原生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對(duì)長(zhǎng)期試驗(yàn)增溫響應(yīng)的機(jī)理，為理解在全球氣候變暖背景下陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的動(dòng)態(tài)提供科學(xué)依據(jù).

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)地概況及野外模擬增溫

(1) 內(nèi)蒙古多倫縣草原生態(tài)系統(tǒng)增溫試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)地位于中國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)多倫縣中國(guó)科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)試驗(yàn)與示范研究站十三里灘試驗(yàn)基地.地理坐標(biāo)為42°02′ N，116°17′ E，海拔約1324m.屬于中溫帶半干旱大陸性氣候，年均降水量383mm，蒸發(fā)量1748mm，其中5～10月份降水量占全年的90%.平均氣溫為2.1℃，無霜期100d 左右，≥10℃積溫為1917.9℃.土壤類型為栗鈣土，質(zhì)地以中、細(xì)沙為主.有機(jī)碳含量12.28g/kg，pH值7.12，土壤容重大約為1.31g/cm3.

田間增溫試驗(yàn)細(xì)節(jié)參見Xia的報(bào)導(dǎo)[27-28]，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)有對(duì)照(C)、全天增溫(W)、白天增溫(D)、夜間增溫(N)4種處理，每種處理6次重復(fù)，每個(gè)樣方大小為3m×4m，樣方間隔為3m.白天、夜間和全天增溫3種處理的增溫時(shí)間分別為早6：00到晚6：00、晚6：00到早6：00和24h不間斷，采用紅外線表面增溫.野外增溫試驗(yàn)從2006年4月23日開始，白天組年均地表溫度增加0.77℃，夜間組增加0.98℃，全天組增加2.1℃.

(2) 北美高草草原生態(tài)系統(tǒng)增溫試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位于美國(guó)俄克拉荷馬州中部的凱斯勒農(nóng)場(chǎng)野外試驗(yàn)站(34°59′N，97°31′W)，試驗(yàn)站的氣候條件、土壤背景和試驗(yàn)設(shè)計(jì)參見文獻(xiàn)[29-30].當(dāng)?shù)啬昃鶞囟葹?6.3℃，年均降水量為914mm，優(yōu)勢(shì)種為禾本科的C4植物(Schizachyriumscoparium，Sorghastrumnutans)以及非禾本科的C3植物(Ambrosiapsilostachyia，Solidagorigida，Solidagonemoralis)，植被類型為高草草原.

試驗(yàn)采取分裂樣方配對(duì)因子設(shè)計(jì)，以增溫為主要因素，刈割為嵌套或分裂因素.每個(gè)處理有6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)由兩塊2m×2m的樣方組成，其中一塊樣方從1999年11月21日開始實(shí)施持續(xù)增溫，另一塊樣方未增溫作為對(duì)照.采用紅外線表面增溫方式，可使年均地表溫度增加2.0～2.6℃.

1.2土壤樣品采集

內(nèi)蒙古草原增溫的土樣采集于2010年8月(生長(zhǎng)季)及11月(非生長(zhǎng)季)，俄克拉荷馬高草草原增溫試驗(yàn)的土樣采集于2011年7月(生長(zhǎng)季).取樣時(shí)清除地表面的落葉及植被，在每個(gè)樣地用3cm直徑的土壤取樣器取表層(0～10cm)及亞表層(內(nèi)蒙古草原： 10～20cm，美國(guó)俄克拉荷馬高草草原： 10～30cm)鮮土裝入自封袋，其中內(nèi)蒙古土樣采集時(shí)，每個(gè)樣地在對(duì)角線位置分別進(jìn)行兩次重復(fù)取樣并混合，帶回室內(nèi)供分析使用.

1.3土壤有機(jī)碳分析

帶回實(shí)驗(yàn)室的土樣經(jīng)剔除礫石后過2mm篩，去除肉眼可見的土壤動(dòng)物、植物根系，密封儲(chǔ)存.稱取處理后的新鮮土樣約15g于信封中，55℃烘48h，稱重，然后再烘12h至恒重，計(jì)算土壤質(zhì)量含水量.取風(fēng)干過篩土樣(100目，0.15mm)，用C/N元素分析儀(Flash EA1112， Thermo， Italy)測(cè)定土壤的總碳、總氮，用總有機(jī)碳分析儀(Multi N/C 3100， Analytikjena， Germany)測(cè)定土壤有機(jī)碳.

1.4土壤培養(yǎng)

按處理和土層分別稱取4份相當(dāng)于15g干重的鮮土樣品于125mL培養(yǎng)瓶中(用封口膜密封)，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間最大持水量的60%，并在20℃下預(yù)培養(yǎng)72h，以減小因擾動(dòng)引起的土壤呼吸波動(dòng).培養(yǎng)瓶置于低溫恒溫槽(DC0530，上海比朗儀器有限公司)中進(jìn)行變溫培養(yǎng).變溫過程從20℃開始，以3℃為步長(zhǎng)逐漸變化(內(nèi)蒙草原土樣的變溫周期為20℃—29℃—2℃—20℃，俄克拉荷馬高草草原土樣的變溫周期為20℃—29℃—5℃—20℃).在培養(yǎng)過程中通過稱重法監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)土壤水分含量.除測(cè)量土壤呼吸短時(shí)封閉培養(yǎng)瓶外，新鮮空氣以0.75L/min的速率穩(wěn)定通過各培養(yǎng)瓶.

測(cè)定土壤呼吸速率時(shí)，將培養(yǎng)瓶密閉一段時(shí)間，在密閉開始和結(jié)束時(shí)分別取5mL氣體.在密閉開始時(shí)抽取氣體后，立即用同等體積不含CO2的空氣(零氣)補(bǔ)充，以免瓶?jī)?nèi)負(fù)壓對(duì)呼吸產(chǎn)生影響.通過測(cè)定密閉前后氣體樣品中CO2濃度的差值和密閉時(shí)間，計(jì)算土壤呼吸速率.

樣氣中CO2濃度使用氣相色譜儀(Agilent 6890N， Agilent Corp.， USA)測(cè)定.測(cè)定條件如下： 閥自動(dòng)進(jìn)樣器溫度50℃，定量管體積1mL；進(jìn)樣口溫度50℃；柱箱溫度55℃；色譜柱為Poropak Q(60目/80目)填充柱，柱長(zhǎng)2m，直徑2mm；載氣為N2(純度為99.999%)，流速25mL/min；鎳催化器溫度375℃；FID檢測(cè)器溫度200℃，空氣流速400mL/min(SGD-500氣體發(fā)生器供)，氫氣流速40mL/min(純度為99.99%).

1.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過指數(shù)模型描述呼吸速率與溫度之間關(guān)系：

R=aebT，

其中R是土壤呼吸速率(μmol·m-2·s-1)；T為土壤溫度(℃)；a，b是模型參數(shù)，其中a相當(dāng)于溫度為0℃ 時(shí)的土壤呼吸速率，b為土壤呼吸的溫度系數(shù).

溫度敏感性以Q10表示：Q10=e10b.

運(yùn)用Microsoft Excel和SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合和顯著性分析，Origin 8.0制圖.

2　結(jié)　果

2.1長(zhǎng)期增溫對(duì)土壤碳、氮含量的影響

內(nèi)蒙古溫帶草原經(jīng)過4年增溫(2006-2009年)，在生長(zhǎng)季全天增溫組(W)0～10cm土層的土壤總碳與總氮含量比對(duì)照分別降低了12.3%與19.0%(P<0.05，圖1(a)，(c)).其他處理的土壤有機(jī)碳，總碳，總氮含量或低于或高于對(duì)照，但差異均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平(P>0.05).與此同時(shí)，非生長(zhǎng)季不同土層各處理組的土壤有機(jī)碳，總碳和氮與對(duì)照組相比均無顯著差異(P>0.05).

美國(guó)俄克拉荷馬州高草草原增溫處理土壤中有機(jī)碳，總碳和總氮含量雖略高于對(duì)照，但均無顯著差異(P>0.05，圖2).

2.2增溫對(duì)土壤異養(yǎng)呼吸的影響

內(nèi)蒙古溫帶草原與俄克拉荷馬高草草原不同增溫處理下土壤異養(yǎng)呼吸速率與培養(yǎng)溫度的關(guān)系如圖3所示，指數(shù)模型可以很好地模擬兩者間的關(guān)系.在土壤水分條件穩(wěn)定的情景下，隨著溫度升高，各組土壤的呼吸速率均呈指數(shù)增長(zhǎng).對(duì)于內(nèi)蒙溫溫帶草原土壤，生長(zhǎng)季的土壤參考呼吸值(通過模型擬合得到的20℃ 時(shí)呼吸值)在各處理間沒有顯著差異，全天增溫，夜間增溫，白天增溫和對(duì)照組0～10cm層的參考呼吸值分別為0.0248，0.0260，0.0272和0.0261μmol·h-1·g-1，10～20cm的參考呼吸值分別為0.0099，0.0119，0.0110和0.0120μmol·h-1·g-1.在非生長(zhǎng)季，各處理間的土壤呼吸速率沒有顯著差異(圖3(b)，(d)).在俄克拉荷馬高草草原生長(zhǎng)季采集的土壤樣品，均未顯示增溫導(dǎo)致參考呼吸顯著改變(圖3(e)，(f)).

2.3增溫對(duì)土壤有機(jī)碳分解溫度敏感性的影響

表1和表2(見第456頁(yè))顯示，在室內(nèi)培養(yǎng)條件下，內(nèi)蒙古草原和俄克拉荷馬高草草原，增溫組土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性與對(duì)照組相比沒有明顯差異(P>0.05).表層土壤(0～10cm)的溫度敏感性均略低于亞表層(10～20cm)，但差異不明顯(P>0.05).這說明，到目前為止，土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性沒有因增溫而產(chǎn)生明顯變化.

表1　內(nèi)蒙古草原不同增溫處理土壤有機(jī)碳的溫度敏感性

表2　俄克拉荷馬高草草原不同增溫處理土壤有機(jī)碳的溫度敏感性

3　討　論

土壤碳庫(kù)儲(chǔ)量巨大，土壤呼吸通量的微小變化將會(huì)對(duì)大氣CO2濃度的變化產(chǎn)生較大的影響[4]，因而在全球碳循環(huán)過程中起著極其重要的作用.但由于土壤生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和異質(zhì)性，目前溫度升高對(duì)土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化影響的研究仍存在著很大的不確定性.一些學(xué)者推斷，土壤有機(jī)碳的分解速率會(huì)隨溫度升高而加快，使土壤中有機(jī)碳含量下降[14，17]；但另一些學(xué)者的研究則認(rèn)為，大氣CO2濃度升高引起植物凈光合產(chǎn)率提高，從而補(bǔ)償了氣候變暖導(dǎo)致的土壤有機(jī)碳的減少，因而土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的變化可能不大[31].

本研究發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)蒙古溫帶半濕潤(rùn)/干旱草原，經(jīng)過4年的野外田間實(shí)驗(yàn)增溫，土壤總碳/氮含量沒有發(fā)生明顯變化，僅在全天增溫處理下處于生長(zhǎng)季的表層土壤(0～10cm)的土壤總碳/氮含量有所下降.俄克拉荷馬草地經(jīng)過12年的增溫后，全天增溫組的土壤有機(jī)碳和總碳/氮含量與對(duì)照組相比均無顯著差異.一般認(rèn)為，氣候變暖對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫(kù)的影響主要通過3種途徑： 加快土壤有機(jī)質(zhì)分解、增加根系呼吸的碳釋放和生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)的增加帶來的土壤碳輸入增加.目前存在幾種不同的觀點(diǎn)： (1) NPP的增加勢(shì)必導(dǎo)致進(jìn)入土壤的碳素增加，當(dāng)增加的碳多于土壤釋放的碳，土壤碳庫(kù)隨之增加；(2) 如果NPP不增加或微弱增加，凋落物和土壤有機(jī)質(zhì)分解加強(qiáng)均可以降低土壤碳庫(kù)儲(chǔ)量；(3) 如果這兩方面的作用相抵，則土壤碳庫(kù)保持不變[32].在本實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)蒙古草原全天增溫組表現(xiàn)出土壤有機(jī)碳含量降低，顯示不間斷的增溫已導(dǎo)致碳輸出的增加大于碳輸入的增加.而在美國(guó)俄克拉荷馬高草草原的增溫使土壤有機(jī)碳含量略有上升.這些結(jié)果顯示，溫帶草原土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量對(duì)溫度變化的響應(yīng)不像以前認(rèn)為的那樣敏感[33].夏建陽(yáng)等在同一實(shí)驗(yàn)地的結(jié)果[27]顯示： 增溫處理對(duì)所有碳循環(huán)途徑和碳庫(kù)都沒有顯著影響，只是地上部分的NPP有減少趨勢(shì)，說明我國(guó)北方草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對(duì)氣候變暖的影響不如預(yù)測(cè)中那么敏感.

在室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)中，無論是內(nèi)蒙古草原還是俄克拉荷馬高草草原的土壤樣品，不同增溫處理土樣的異養(yǎng)呼吸速率沒有明顯差異.若以有機(jī)碳的可分解性來表征有機(jī)碳的質(zhì)量，在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)增溫下，草原土壤有機(jī)碳質(zhì)量尚未有明顯改變.各處理間土壤有機(jī)碳分解的Q10值表明，增溫處理并沒有影響土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性.此外，表層土壤(0～10cm)的溫度敏感性雖然略低于亞表層(10～20cm)土壤，但差異不明顯，這些證據(jù)并不強(qiáng)烈支持當(dāng)前“土壤有機(jī)質(zhì)難分解組分比易分解組分具有更高的溫度敏感性[22]”的觀點(diǎn).

內(nèi)蒙古草原土壤有機(jī)碳的含量高于美國(guó)俄克拉荷馬高草草原，但在室內(nèi)培養(yǎng)條件下，異養(yǎng)呼吸的速率也大于后者，但有機(jī)碳分解的溫度敏感性卻比后者小.提示土壤有機(jī)碳分解是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)學(xué)過程，受多重因素調(diào)控.植被類型、土壤微生物組成及活性、土壤溫度和水分、土壤養(yǎng)分、土地利用方式及其他不可預(yù)測(cè)的偶然因素等都可能影響有機(jī)碳分解[22].溫度敏感性在不同的氣候條件、生態(tài)系統(tǒng)和土壤中有不同的表現(xiàn)，單純地用土壤有機(jī)碳的質(zhì)量來解析碳分解的溫度敏感性可能會(huì)過于簡(jiǎn)單化，導(dǎo)致對(duì)未來土壤碳庫(kù)預(yù)測(cè)的偏差[34-35].

4　結(jié)　論

經(jīng)過多年的田間增溫處理，溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)的土壤有機(jī)碳含量沒有出現(xiàn)明顯下降，以有機(jī)碳的可分解性表征的土壤有機(jī)碳質(zhì)量也沒有降低；土壤有機(jī)碳分解/異養(yǎng)呼吸的溫度敏感性未受到實(shí)驗(yàn)增溫的明顯影響.我們認(rèn)為，土壤有機(jī)碳分解對(duì)實(shí)驗(yàn)增溫的響應(yīng)在不同的氣候、生態(tài)系統(tǒng)和土壤背景下可能沒有一個(gè)普遍的模式.用增溫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推斷土壤碳庫(kù)對(duì)氣候變化的響應(yīng)取決于實(shí)驗(yàn)條件與氣候變化之間的相似程度，目前對(duì)實(shí)驗(yàn)增溫結(jié)果的解釋還需要進(jìn)一步研究.

致謝: 感謝河南大學(xué)萬(wàn)師強(qiáng)教授、華東師范大學(xué)夏建陽(yáng)教授在中國(guó)科學(xué)院植物所時(shí)提供的內(nèi)蒙古草原土樣，感謝俄克拉荷馬大學(xué)駱亦其教授提供的美國(guó)土樣.

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Effects of Long-Term Field Warming on Soil Organic Carbon Decomposition Process in Temperate Grasslands

CHA Na， LI Zhaolei， YAN Dong， FANG Changming

(MinistryofEducationKeyLaboratoryforBiodiversityScienceandEcologicalEngineering，F(xiàn)udanUniversity，Shanghai200438，China)

Heterotrophic respiration， an important pathway releasing CO2into atmosphere， is largely influenced by soil temperature. Changes in heterotrophic respiration under climate change may lead to large uncertainties in estimation of ecosystem carbon store. As one of the most important terrestrial ecosystems， grassland cover approximately 40 % of the global land surface and play a critical role in regulating global carbon balance. In order to examine the effects of global warming on soil heterotrophic respiration， soil samples were collected from Duolun County(42°02′ N，116°17′ E)， Inner Mongolia， China， where field warming had been conducted for 4 years(2006-2009)， and Kessler farm(34°59′ N，97°31′ W)， Oklahoma， USA， where field warming was started from November 1996. Laboratory incubation results has shown that the content of soil organic carbon(SOC) in temperate grassland has not significantly decreased after several years successive field warming. The response of SOC decomposition to temperature change(Q10) has not been significantly affected by field warming. Soil carbon cycle in the context of global climate change is a complex phenomenon， requiring a further investigation.

experimental warming； temperate steppe； soil carbon cycling； heterotrophic respiration；Q10

0427-7104(2016)04-0452-08

2015-10-07

科技部氣候變化專項(xiàng)(2010CB950602)，國(guó)家自然科學(xué)基金(31070461)

姹娜(1984—)，女，碩士研究生；方長(zhǎng)明，男，教授，通訊聯(lián)系人，E-mail： cmfang@fudan.edu.cn.

Q 146

A