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中國(guó)的CO2收支問(wèn)題已受到國(guó)內(nèi)外的密切關(guān)注，已成為國(guó)家制定戰(zhàn)略決策的重大需求。土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的有機(jī)碳庫(kù)，全球的土壤微生物呼吸不但占全球土壤總呼吸的71%，同時(shí)也為每年化石燃料排放碳的9倍，為每年陸地碳匯的60倍，由全球變化導(dǎo)致的極小土壤呼吸變化，都會(huì)對(duì)全球的碳平衡起到嚴(yán)重的影響。目前氣候變化的長(zhǎng)期影響主要是用模型模擬得到，氣候變暖后，土壤溫度增加，引起土壤微生物分解加快，導(dǎo)致土壤微生物呼吸的增加，反饋到大氣導(dǎo)致大氣CO2濃度進(jìn)一步增加，進(jìn)而引起更大的增溫效應(yīng)。但是，對(duì)于該問(wèn)題及其作用機(jī)制尚不清楚，導(dǎo)致氣候變化模式中土壤呼吸的作用考慮不夠，難以準(zhǔn)確地模擬大氣增溫的效應(yīng)。因此，通過(guò)野外增溫實(shí)驗(yàn)?zāi)M全球變化對(duì)土壤生態(tài)過(guò)程的影響，對(duì)于正確評(píng)估全球變化背景下的碳循環(huán)是非常必要的。

最近10年，國(guó)內(nèi)外關(guān)于全球變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)功能特性和土壤理化性狀影響的模擬實(shí)驗(yàn)已開展了一些的野外定位和實(shí)驗(yàn)室模擬觀測(cè)研究，其中一些結(jié)果對(duì)于傳統(tǒng)的陸地生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)理論和模型系數(shù)等進(jìn)行了科學(xué)的糾正，初步揭示了全球變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響和相互之間的響應(yīng)耦合關(guān)系。但是這些研究大多集中在歐美的高緯度地區(qū)，尤其是集中在草原生態(tài)系統(tǒng)。這些生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)碳的組成中，近年代積累的易分解有機(jī)碳的比重相對(duì)要多一些。但是在森林生態(tài)系統(tǒng)中開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)不多。

為了探索亞熱帶常綠闊葉林土壤有機(jī)質(zhì)分解對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，中國(guó)科學(xué)院哀牢山亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)研究站自籌經(jīng)費(fèi)，引進(jìn)了一套土壤增溫和土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)首次將主動(dòng)式增溫和土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制實(shí)驗(yàn)用于森林生態(tài)系統(tǒng)研究中。該系統(tǒng)由20個(gè)長(zhǎng)90cm×寬90cm×高50cm的自動(dòng)開閉式透明呼吸箱、增溫裝置和控制系統(tǒng)組成，設(shè)置了4種處理（對(duì)照（土壤總呼吸），切根（微生物呼吸），切根+增溫（增溫后的微生物呼吸），去除凋落物），每種處理各有5個(gè)重復(fù)。其中，通過(guò)在5個(gè)呼吸箱的上方約1.7m高度各設(shè)置一個(gè)800瓦碳素紅外線輻射器，采用連續(xù)增溫方式，使得5cm深度的地溫與對(duì)照區(qū)相比增溫幅度控制在2.5℃左右。另外，每個(gè)土壤呼吸箱中各設(shè)置有一個(gè)氣溫（30cm高度），地溫（5cm深度）和土壤水分（5-15cm深度）傳感器。通過(guò)程序控制，20個(gè)呼吸箱的測(cè)定循環(huán)為1小時(shí)，每個(gè)呼吸箱的測(cè)定時(shí)間為3分鐘（即，每個(gè)呼吸箱每小時(shí)關(guān)閉3分鐘，其余的57分鐘內(nèi)其兩扇蓋子成90度完全張開，使得風(fēng)，雨，枯枝落葉會(huì)自由進(jìn)入呼吸箱，從而保證呼吸箱內(nèi)的溫度，土壤濕度以及凋落物與外界一致）。系統(tǒng)采用的是閉路式測(cè)定方法，通過(guò)一個(gè)氣泵使關(guān)閉著的呼吸箱中的空氣與CO2分析儀（LI-820）之間形成內(nèi)循環(huán)；數(shù)采（CR1000）每10秒鐘對(duì)LI-820及各種傳感器采樣1次，通過(guò)計(jì)算即可以得出各種處理下的土壤呼吸速率等。

在2010年國(guó)慶節(jié)期間，哀牢山生態(tài)站的相關(guān)人員和研究生，在哀牢山生態(tài)站站長(zhǎng)張一平研究員和沙麗清副研究員的帶領(lǐng)下，放棄休息，克服了連續(xù)陰雨天氣的影響，配合儀器公司安裝人員，在日本國(guó)立環(huán)境研究所梁乃申主任研究員的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)努力奮戰(zhàn)，在亞熱帶常綠闊葉林中成功設(shè)置了土壤增溫和土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并開始了預(yù)備運(yùn)行（各種處理前的對(duì)比監(jiān)測(cè)）。

通過(guò)在哀牢山亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置土壤增溫和土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行長(zhǎng)期生態(tài)學(xué)人工控制實(shí)驗(yàn)，開展土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程的連續(xù)觀測(cè)，研究在區(qū)域氣候變暖情景下，亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程的動(dòng)態(tài)；將揭示區(qū)域氣候變暖情境下，亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸變化的定量數(shù)值和變化規(guī)律；闡明亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程與土壤溫度，濕度等要素之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律，得到影響土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程的主控因子；闡述主要亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)分解的溫度，濕度敏感性及其對(duì)全球變化的適應(yīng)性機(jī)制，為正確評(píng)估全球變化下亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳排放提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持；通過(guò)建立模型，模擬在區(qū)域氣候變暖情境下，亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程的響應(yīng)程度及變化趨勢(shì)，可為國(guó)家制定減排戰(zhàn)略等提供支持。