人类活动引起高寒草地碳库类型转化过程及其对气候变化的反馈作用

NWIPB OpenIR

	人类活动引起高寒草地碳库类型转化过程及其对气候变化的反馈作用
	李月梅
学位类型	硕士
导师	曹广民
	2006-06-05
学位授予单位	中国科学院西北高原生物研究所
学位授予地点	西北高原生物研究所
关键词	高寒草甸人类活动土壤总有机碳轻组有机碳重组有机碳
摘要	高寒草地是青藏高原的主体类型，随着人口的增加，草地的压力越来越大，草地开垦、过度放牧等人类活动越来越强烈地改变和影响着高寒草地的原生状态，植被与环境间脆弱的动态平衡遭到破坏，导致了青藏高原高寒草地牧区生态和经济的双重退化。本研究于2004年、2005年，在位于祁连山南麓的中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站（简称海北站）地区，选择不同开垦年限（人工草地和农田）和利用强度（轻牧、中牧、重牧）的高寒草地为研究对象；在位于三江源腹地的青海省果洛州玛沁县和达日县，选择处于不同退化进程（黑土滩次生裸地、杂类草草甸、小嵩草草甸）的高寒草地，应用土壤有机质密度分组法，进行了土壤有机碳及不同组分（轻组有机碳，重组有机碳）含量随利用方式、利用强度和退化进程关系的研究。结果表明： 1．高寒矮嵩草草甸开垦为一年生人工草地后，其土壤有机碳的变化主要发生在0～10cm土层，土壤中SOC、LFOC和HFOC呈下降趋势，至20年时分别下降了10.5 %、26.7%、8.1 %。0～40 cm土体内，SOC、LFOC和HFOC略有增加，开垦20年，他们的累积速率分别为0.08 t C.hm-2.yr-1、0.07 t C.hm-2.yr-1、0.14 t C.hm-2.yr-1。即高寒草地开垦为一年生人工草地后，仍为一个碳汇，但相对于天然草地来说，其碳汇的容量大大降低。 2．高寒矮嵩草草甸开垦农田后，土壤有机碳及其组分的变化主要发生在0～10cm土层，LFOC下降最快，其次为HFOC和SOC，至30年时分别下降了48.63%、43.97%、37.64%。0～40cm土体内，SOC、LFOC和HFOC亦呈下降趋势，开垦30年，他们的下降速率分别为0.79t C.hm-2.yr-1、0.02t C.hm-2.yr-1、0.46t C.hm-2.yr-1。开垦为农田降低了高寒草甸作为碳汇的功能，土壤碳库的总贮量由143.52t C.hm-2.yr-1下降至114.29t C.hm-2.yr-1，使其逆转为碳源。 3．高寒矮嵩草草甸不同放牧强度下，0～40cm土层内，轻牧、中牧和重牧条件下，SOC含量没有明显变化(P>0.05)，LFOC含量则有较显著差异。LFOC含量由高到低依次为轻牧>中牧>重牧，其值分别为23.55 t C.hm-2、21.31 t C.hm-2和16.46 t C.hm-2，与轻牧相比，中牧和重牧分别减少了9.51%和30.11%，且轻牧与重牧间存在显著差异(P<0.05)；不同放牧强度下的HFOC，轻牧、中牧和重牧间无明显差异（P>0.05），其值分别为136.52t C.hm-2、131.37 t C.hm-2和123.83 t C.hm-2。 4．人工干预下的高寒草地正向演替过程中，“黑土滩”型次生裸地、退化人工草地、地带性植被（小嵩草草甸）0～40cm土体中，SOC分别为55.57、50.21和85.02t C.hm-2；LFOC分别为5.14、3.30和9.14t C.hm-2 ；HFOC分别为44.87、41.82和75.39t C.hm-2。在“黑土滩”型次生裸地上建植人工草地，进而演变为地带性植被，其土壤SOC、LFOC和HFOC的呈现出先降再升的变化趋势，即人工草地的建植，由于耕作会导致土壤SOC、LFOC和HFOC的损失，成为大气温室气体的源，但当其进行人工干预（建植人工草地）并向地带性植被的演替，又会由于土壤SOC、LFOC和HFOC大幅度的增加，逆转为大气温室气体的汇。 5．高寒草地不同土地利用方式下，0～40cm土层土壤SOC、LFOC、HFOC的含量均具有相似的大小顺序，为金露梅灌丛>小嵩草草甸>垂穗披碱草人工草地，SOC分别为153.99、141.72和74.81 t C.hm-2；LFOC分别为16.16、10.13和4.67 t C.hm-2；HFOC分别为118.54、113.88 t和60.16t C.hm-2，约占灌丛和小嵩草草甸的50%左右。在未来气候干暖化和人为干扰增加下，随着高寒草地土地利用方式由金露梅灌丛、小嵩草草甸、垂穗披碱草人工草地的转变，将造成土壤碳库的减小。 6．高寒小嵩草草甸在其退化演替中，随着退化程度的加剧，其0～40cm土层土壤SOC、LFOC、HFOC均呈下降趋势。其SOC分别为小嵩草草甸为141.72 t C.hm-2，轻度退化为85.58 t C.hm-2，中度退化为80.84 t C.hm-2，重度退化为55.57 t C.hm-2；随着三江源区原生植被的退化，其土壤碳库的储量将大大降低，使其逆转为碳源。
页数	64
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://210.75.249.4/handle/363003/3066
专题	中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	李月梅. 人类活动引起高寒草地碳库类型转化过程及其对气候变化的反馈作用[D]. 西北高原生物研究所. 中国科学院西北高原生物研究所,2006.

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