中文摘要：

草原土壤呼吸主要组分的区分对于准确估算草原生态系统土壤碳蓄积和源、汇潜力来说是十分必要的，但是，目前仍无完美的解决办法。本项目拟引入稳定碳同位素13C法对我国典型草原代表性群落之一的羊草草原进行土壤呼吸的原位区分研究，并以根生物量线性回归法作为比照，评估稳定碳同位素13C法的准确性、可靠性和适用性，同时进行两种方法的比较研究，揭示根系呼吸和土壤微生物呼吸在土壤总呼吸中的比例及变化规律，探讨水分、温度、土壤有机碳等影响因子对根系呼吸和土壤微生物呼吸的作用方式和作用强度。拟运用13C脉冲标记技术、静态箱Keeling plot曲线构建技术、根生物量线性回归构建技术和δ13C测定技术等关键技术开展研究工作，依托本单位和内蒙古草原生态系统定位研究站强大的支撑能力，探索稳定碳同位素在环境和生态领域的新应用，推进对草原碳源、汇潜力的准确评估以及对草原碳蓄积和碳周转的深入研究。

结论摘要：

草原土壤呼吸主要组分(根系呼吸和土壤微生物呼吸)的准确区分对于估算草原生态系统源、汇潜力和土壤碳蓄积来说非常重要，但目前仍无完美的解决办法，引入对生态系统扰动较小且较为准确的稳定碳同位素13C法对草原土壤呼吸进行区分在全球变暖的背景下十分必要。本项目应用13C重复脉冲标记法和自然标记法结合静态箱呼吸测定法以及CO2浓度与13C组成间的Keeling plot法对我国典型草原代表性群落之一的羊草草原进行了土壤呼吸的区分研究，并以根生物量线性回归法作为对照，研究表明（1）13C重复脉冲标记法测得羊草草原植物生长季根呼吸占土壤呼吸的比例在7%~69%之间，平均约为(27±3) %左右。土壤呼吸δ13C显著大于土壤微生物呼吸δ13C（P<0.05）。13C脉冲标记不影响土壤δ13C值；（2）同期根生物量回归法测得羊草原生长季根呼吸占土壤呼吸的比例在13%~52%之间，平均约在(25±3) %左右。根呼吸CO2通量以及根呼吸对土壤呼吸的贡献量主要取决于根呼吸活力；（3）13C重复脉冲标记法和根生物量回归法测得的土壤呼吸区分结果无显著性差异（P=0.299）；（4）土壤呼吸和根呼吸与0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土壤含水量均具有极显著的正相关关系（P<0.01），与地表、5 cm、10 cm、15 cm地温具有显著的正相关关系（P<0.05）。在多雨的年份，土壤含水量取代土壤温度而成为影响土壤呼吸和根呼吸的主要因子。当土壤pH大于7时，土壤CO2通量随着pH的增加而减小；（5）静态箱法、13C自然标记法和13C脉冲标记法测得羊草草原生长季土壤呼吸占生态系统呼吸的比例分别为(87.0±1.2) %、(89.2±2.0) %和(89.3±1.1) %。3种方法获得的生态系统呼吸区分结果无显著差异（F=0.862）；（6）13C自然标记法结果表明，与生态系统呼吸相比，土壤呼吸存在约0.7‰的13C富集，地上部植物体呼吸存在约5.4‰的13C贫化。土壤呼吸δ13C与0~10 cm、10~20 cm土壤含水量具有显著的负相关关系（P<0.05），土壤呼吸占生态系统呼吸的比例与0~10 cm土壤含水量具有极显著的正相关关系。