水氮添加對(duì)內(nèi)蒙古典型草原放牧生態(tài)系統(tǒng)碳交換的影響.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、放牧是內(nèi)蒙古草原最主要的利用方式。近些年來(lái),由于長(zhǎng)期高強(qiáng)度的放牧導(dǎo)致草地土壤養(yǎng)分含量降低、持水能力下降,加速了草地的退化速度,從而使草地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯潛力降低。水氮成為了內(nèi)蒙古典型草原生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程的兩大主要限制因子。碳氮元素作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最基本的兩大生源要素,兩者的循環(huán)過(guò)程相互耦合,互相影響。二者在植物有機(jī)體內(nèi)和土壤中的比例關(guān)系在很大程度上控制著生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的平衡,決定著草地生態(tài)系統(tǒng)碳源與匯的轉(zhuǎn)化。氮素在生態(tài)系統(tǒng)碳交換過(guò)程中

2、的效應(yīng)通常會(huì)依賴于水分條件。因此,在影響草地碳交換過(guò)程的各因子中,水氮輸入的影響不容忽視。
  本研究在內(nèi)蒙典型草原長(zhǎng)期放牧實(shí)驗(yàn)區(qū),設(shè)計(jì)了水氮添加實(shí)驗(yàn)。首先探討不同放牧強(qiáng)度對(duì)我國(guó)溫帶典型草原碳交換的影響。進(jìn)而研究水氮添加對(duì)長(zhǎng)期放牧干擾下的草原生態(tài)系統(tǒng)碳交換的影響。特別是不同放牧梯度下,典型草原生態(tài)系統(tǒng)碳交換對(duì)水氮添加的響應(yīng)。取得如下主要結(jié)果:
  (1)長(zhǎng)期的放牧干擾導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換(Net Ecosystem CO2

3、Exchanges,NEE)、生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力(Gross Ecosystem Productivity, GEP)和生態(tài)系統(tǒng)呼吸(Ecosystem Respiration,ER)均降低,但各放牧梯度間無(wú)顯著差異。放牧干擾沒(méi)有改變生態(tài)系統(tǒng)碳源與碳匯的關(guān)系。
  (2)放牧對(duì)典型草原群落的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)種羊草和大針茅的比例變化有顯著影響。隨著放牧強(qiáng)度的增加大針茅在群落中的比例顯著增加,而羊草的比例顯著下降。
  (3)坡地生態(tài)

4、系統(tǒng)凈碳交換(NEE)顯著高于平地,而地形(平地和坡地)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力(GEP)沒(méi)有顯著影響。
  (4)水氮添加對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳交換有促進(jìn)作用,水氮互作效應(yīng)尤為顯著。水氮同時(shí)添加使平地系統(tǒng)的NEE,ER和GEP分別增加了28%,9%和18%,坡地分別增加了2%,14%和21%。
  (5)草地生態(tài)系統(tǒng)的凈碳吸收在連續(xù)兩個(gè)測(cè)定年份均表現(xiàn)為單峰曲線。生長(zhǎng)季初期較低,隨著牧草的生長(zhǎng)逐漸增加,碳吸收的峰值均出現(xiàn)在8月初,之后逐漸

5、降低,在生長(zhǎng)季末期甚至轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚?。生態(tài)系統(tǒng)碳交換的季節(jié)動(dòng)態(tài)與降雨量和溫度的季節(jié)變化模型相吻合。
  (6)氮素添加與水氮同時(shí)添加都顯著增加了群落的地上生物量,而對(duì)群落優(yōu)勢(shì)種羊草和大針茅的在群落中比例變化沒(méi)有顯著影響。
  (7)生態(tài)系統(tǒng)碳交換指標(biāo)NEE、ER和GEP均與土壤溫度呈顯著正相關(guān)關(guān)系,但是與土壤水分關(guān)系不顯著。
  分析不同放牧強(qiáng)度干擾下,草地生態(tài)系統(tǒng)碳交換對(duì)水氮添加的響應(yīng),以及在全球CO2濃度升高的大背景下

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