风沙采煤沉陷区地表生物结皮土壤碳排放对水热因子变化的响应

党晓宏，刘 阳，蒙仲举，高 永，魏亚娟，翟 波，刘禹辛

(1.内蒙古农业大学 沙漠治理学院，内蒙古 呼和浩特 010018; 2.内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站，内蒙古 鄂尔多斯 017400; 3.内蒙古自治区水利科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010020; 4.中央与地方共建高校特色优势学科“风沙物理”重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010018)

我国煤炭资源开采具有空间上的不均衡性，主要集中在西北干旱区、半干旱区和西南山区[1]。据统计，截止到2005年，我国采煤沉陷区面积已达700 km2，且以每年约200 km2的速度增长。预计未来，我国采煤沉陷区面积将达到6.0×104km2[2]。由于我国煤炭资源主要采用井工开采工艺[3]，导致原有的生态平衡被打破，形成大面积的采煤沉陷区，其地质、水分和土壤环境均发生了极大程度改变。例如:土地沙化、土壤结构破坏、生物多样性降低。这些变化改变了原有土体结构的水肥运移规律，从而改变了采煤沉陷区生态系统碳循环过程[4]。

生物结皮是由细菌、真菌、地衣、藻类和苔藓等隐花植物分泌的多糖物质与表层土壤颗粒相互作用形成具有生命活性的复合体[5]，广泛分布于干旱、半干旱区[6-7]，成为荒漠生态系统的重要组成部分。研究表明，生物结皮能提高土壤结构稳定性，增强土壤抗风蚀能力，具有改善土壤水文环境，增强土壤碳氮储蓄能力[8]。CASTILLO-MONROY等[9]研究发现，地衣结皮覆盖区是利比亚半岛土壤碳的主要释放源;王爱国等[10]发现藻类结皮和苔藓结皮土壤CO2通量较去除生物结皮后呈现下降趋势，同时土壤CO2通量的降低程度与生物结皮的组成和生物量呈正相关。……