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JianbinWang1, Juanjuan Zhang2, Jiumei Ma2, Dong Xie1, Hongyu Jiang2, Huimin Zhou2, Zhenhua Zhang3, Chao Song2, Jin-Sheng He1,4*, Hao Wang2*
摘要: 土壤碳通量通常具有显著的空间异质性,但现有研究主要关注生态系统间的空间变异,而对生态系统内部精细尺度上空间异质性的评估仍较缺乏,这可能导致区域碳收支估算偏差。基于青藏高原高寒草甸(健康斑块与退化斑块)、高寒沼泽化草甸(草丘与积水洼地)和高寒湿地(凸起草丘与丘间凹地) 3个生态系统中6类代表性斑块连续两年的野外观测数据,本研究定量评估了生态系统内部斑块差异对土壤CO2和CH4通量空间异质性的贡献,并进一步分析了其对景观尺度碳通量变异及其驱动因素识别的影响。结果表明,生态系统内部不同斑块间土壤碳通量存在显著差异,且差异幅度因生态系统类型和季节而异。在高寒草甸中,健康斑块与退化斑块间的土壤碳通量差异主要出现在非生长季,其中CH4通量差异高达88%;而在高寒沼泽化草甸和湿地中,斑块间差异主要出现在生长季,草丘与积水洼地间CH4通量相差高达142%,凸起草丘与丘间凹地间CO2和CH4通量差异分别高达250%和191%。进一步分析发现,纳入生态系统内部斑块差异后,景观尺度CH4通量的空间异质性显著增加,并改变了碳通量驱动因素的重要性。具体表现为微气候因子的作用减弱,而土壤性质对CO2通量以及微生物和土壤因子对CH4通量的作用增强。这些结果表明,生态系统内部斑块差异是驱动高寒土壤碳通量空间异质性的关键且长期被忽视的因素,区域碳循环预测应充分考虑这种精细尺度空间异质性。