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降雨季节置换实验
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科学问题

大气环流模型预测全球的水文循环在未来气候变化情景下会增强。全球水文循环的增强会造成降雨在年际间和年内的变异增大,其中包括降雨量的变化及其分布模式的改变,特别是降雨季节分配的变异。尽管之前有很多研究已经关注到了降雨量、降雨频度及降雨强度对生态系统碳循环过程的影响,却很少有研究去探究降雨季节分配的影响。与降雨量相比,降雨季节分配在调节生态系统功能中发挥着同等甚至更重要的作用,特别是在干旱半干旱陆地生态系统中。为了探究降雨季节分配变化对干旱半干旱陆地生态系统功能的影响,本研究在内蒙古半干旱草地生态系统,通过人工控制的方法改变生长季降水分配,将6月份降水与7月份降水互换以及8月份的降水与9月份降水互换,分别模拟提前和推迟生长季降雨峰值,来研究降雨季节分配改变对半干旱草地生态系统土壤呼吸(SR)、净生态系统CO2交换(NEE)、生态系统呼吸(ER)和总生态系统生产力(GEP)的影响。

   

 

实验设计

实验建立于20135月,采用随机区组设计,共有6个区组(Block),每个区组中包含4个处理:对照(C),提前降雨峰值(AP, 置换6月和7月降水量),推迟降雨峰值(DP, 置换8月和9月降水量),同时提前和推迟降雨峰值(ADP, 同时置换6月和7月降雨量,8月和9月降雨量),共计24个样方(Plot)4个处理间的降雨量保持一致。每个区组设计为14 × 14 m2,区组间有4 m的间隔。每个区组内4个样方的面积均为4 × 4 m2,且每两个样方间均有2 m的缓冲区。为了控制降雨,每个区组上方建立一个永久性的拱形钢架结构,在处理期间(6-9),覆盖上无色透明的聚烯烃膜作为遮雨棚来遮挡自然降雨。遮雨棚边缘安装有PVC引流槽,截留的自然降雨被引流槽引流到黑色的降雨收集罐中来进行降雨处理。2014-2016年,我们分别根据2013199719766-9月的真实降雨量和降雨时机对每个处理进行降雨添加。2013年,我们根据1951-2012年的平均降雨量和降雨事件数进行降雨处理。聚烯烃膜在5月底被安装上,10月初被拆掉。因此从10-次年5月,每个样方均接受自然降雨。

 

 

基金支持

科技部重大研究计划(2013CB956301)

国家自然科学基金重点项目(31430015)

 

实验人员

茹靖益,钟明星,马改改

 

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