青藏高原高寒草甸不同土层土壤有机碳分解温度敏感性及其驱动机制(3)
1 材料与方法
1．1 材料 1．1．1 研究地点概况 本实验土壤样品采集在中国科学院海北高寒草甸生态系统野外定位站附近（以下简称“海北站”）完成。海北站位于青海省海北州门源县境内，地处青藏高原东北隅的祁连山谷地（37°37′N，101°12′E,海拔3215m） 。由于夏季受到东南季风影响, 冬季受到西伯利亚寒流的影响, 所以此区域属于典型的大陆季风气候，在一年中无明显的四季之分，只有冷季和暖季。多年平均气温为-1.7℃，年平均降雨量为580mm,主要集中分布在5-9月（植物的生长季）。土壤为高寒草甸土(依据中国土壤分类标准)，生态系统类型为典型的高寒草甸生态系统。本实验的研究对象为典型的高寒矮嵩草草甸（Kobresia humilis）和高寒金露梅灌丛（Potentilla fruticosa L.）土壤。
1．1．2 样品采集 2016年8月底，在矮嵩草草甸和金露梅灌丛用直径为5cm的土钻分别在不同土壤深度采集土壤样品。采样土壤深度分别为0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm、50-70cm，共有4个重复。将每个土壤样品分为两份，一份样品过2mm筛去除粗根和砾石，保存在-20℃冰箱中，用于进行室内培养和微生物指标的测定。另一份样品风干，用于土壤基础理化指标的测定。
1．2 实验设计 称取相当于25g干土的鲜土放到顶部有两个三通阀并连接有不同长度针头的以橡胶塞为盖的培养瓶中，并用铝箔纸包裹，调节土壤含水量至其田间持水量（Water Holding Capacity, WHC）的60%，分别放在15℃和 25℃的恒温培养箱中培养。在整个培养期间采用重量法对土壤含水量进行调节。样品有矮嵩草草甸和金露梅灌丛土壤—2 个土壤类型，5 个深度（0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm、50-70cm） ，2个培养温度（15℃和25℃） ，每个样品有 4 个重复，共计有80 个处理。测定土壤呼吸速率时采用两点法测定。每次先用碱柱产生的无CO2空气对培养瓶进行曝气2 分钟，紧接着用注射器抽取瓶中 15ml 气体打入红外气体分析仪（LICOR-840A，美国） ，读出培养瓶中的 CO2浓度的背景值，随后向培养瓶中进行补入无CO2空气15ml用以平衡培养瓶内外压力。然后计时培养 4h后，抽取培养瓶中15ml气体打入红外气体分析仪中，读出培养瓶中 CO2浓度值，这两个值的差值就是在这 4小时内培养瓶中CO2浓度的变化值。在测定不同温度下的样品时，通过空调调节室内温度和培养温度相同。在第1,3,5,7,10,13,16,19,21,26,31,36,41,48,55,65,75,90,95,105,120 天进行土壤呼吸测定，培养时间总计为120 天。
1．3 土壤基础理化性质的测定 土壤 pH采用水浸法测定，土水比为 1:2。土壤含水量在 105℃条件下，烘 6-8h 至恒重后称重。土壤田间持水量采用毛细吸渗法测定。先用 30ml水将土样饱和，然后保持 30min 后排除重力水，使得土壤中剩余的水分均为毛管孔隙水，烘干土壤样品并通过计算获得土壤田间持水量(WHC)。土壤总碳（TC）和土壤总氮（TN）含量利用元素分析仪(Elementar, 德国)进行测定。土壤总磷（TP）含量使用硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法测定。
1．4 土壤微生物指标的测定 土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBN)使用氯仿(CHCl3)熏蒸-提取法测定。 分别将10g用无醇氯仿熏蒸过的和未熏蒸过的土壤用0.5mol/L硫酸钾溶液（K2SO4）浸提后，用元素分析仪测定浸提液。把未熏蒸与熏蒸的土壤中的可提取的有机碳、氮的差值分别乘以转换系数计算出土壤微生物生物量碳、氮的含量。
1．5 土壤根系指标的测定 将土壤中的根系使用镊子挑出，一直至土壤中的根系肉眼不可见。把所挑得的根系用蒸馏水洗净，烘干至恒重，称重即可。
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