三江源区草地退化及人工草地建植对土壤呼吸的影响

NWIPB OpenIR

	三江源区草地退化及人工草地建植对土壤呼吸的影响
	温军
学位类型	硕士
导师	周华坤
	2012-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	生态学
关键词	土壤呼吸高寒草甸高寒草原退化程度人工草地
摘要	青藏高原以“世界屋脊”闻名于世，是全球气候变化的敏感区和生态脆弱带，被喻为全球气候变化的驱动机与放大器。独特的地理位置和气候类型形成的高寒生态系统土壤中储存了大量有机碳，占全球土壤碳储量的2.4~2.6%，高寒草地占青藏高原面积的49%，有机碳总储量达到97.19~335.19 × 108 t C，土壤有机碳密度很高，对气候变暖反馈潜力强，是我国陆地生态系统碳汇功能维系的重要区域。由于全球气候变化和人类活动的影响青藏高寒草地部分区域发生不同程度的退化，且这种退化趋势日益加速，势必会给区域乃至全球碳循环带来重大影响。土壤呼吸作为土壤生态系统向大气中排放CO2 的最主要途径，是目前全球碳循环重要的研究部分，因此，对高寒草地退化及修复过程中土壤呼吸响应的研究显得至关重要。本研究以不同退化程度高寒草甸和高寒草原以及不同龄期垂穗披碱草人工草地和不同播种处理5 龄期人工草地为研究对象，探究草地退化及恢复治理过程中土壤呼吸的响应，以期为草地退化及修复治理提供科学依据。研究结果如下： 1、玛多高寒草原逆向演替过程中随着植物群落的改变土壤呼吸也发生了变化，表现为随着退化程度的增加生长季平均土壤呼吸表现出先增加后降低的趋势，其中中度退化水平下土壤呼吸速率最高(2.46±0.27μmol·m-2·s-1)，显著高于未退化(1.92±0.11μmol·m-2·s-1)和重度退化(1.30±0.16μmol·m-2·s-1)草地(P<0.01)，与轻度退化(2.22±0.19μmol·m-2·s-1)土壤呼吸无显著差异(P>0.05)，重度退化水平下呼吸速率显著低于其他退化水平(P<0.01)。不同退化类型高寒草原均表现出一定的月动态，但受退化程度的影响，这种月动态在不同退化水平间各有不同，温度和湿度是这一动态变化的主要影响因素。 2、果洛不同退化程度高寒草地生长季平均土壤呼吸随着退化程度的增加呈现出先增加后降低趋势，其中在中度退化水平下最高(3.34±0.13μmol·m-2·s-1)，显著高于其他退化类型草地(P<0.05)，重度退化水平下土壤呼吸速率(2.16±0.06μmol·m-2·s-1)显著低于其他退化水平（P<0.01），未退化和轻度退化无显著差异(P>0.05)，分别为2.60±0.10μmol·m-2·s-1 和2.67 0.02μmol·m-2·s-1；温度是土壤呼吸季节变异的主要驱动因素。 3、果洛不同龄期垂穗披碱草人工草地在龄期和月份之间土壤呼吸均存在显著差异（P<0.01），7 月底即生长盛期各龄期人工草地土壤呼吸均达到最高。生长季平均土壤呼吸速率随着人工草地建植龄期的增加呈现先增加后降低再增加的趋势， 5 龄(4.39±0.14μmol·m-2·s-1)、6 龄(4.42±0.12 μmol·m-2·s-1)和15 龄(4.33±0.07μmol·m-2·s-1)人工草地生长季平均土壤呼吸显著高于1 龄 (3.23±0.12μmol·m-2·s-1)、7 龄(3.66±0.20μmol·m-2·s-1)和10 龄(2.83±0.10μmol·m-2·s-1) (P<0.01)，它们三者两两之间差异不显著(P>0.05)，7 龄显著高于1 龄和10龄(P<0.01)，而10 龄显著低于其它龄期(P<0.01)。 4、不同播种处理下5 龄期人工草地土壤呼吸速率在整个生长季均表现出一定的季节动态，在6 月底达到最高，返青期和枯黄期较其他月份低。土壤呼吸在一天中的动态呈单峰曲线，在12:00~15:00 之间出现高峰，5:00~7:00 之间出现最低值。不同播种处理人工草地中，单播(除燕麦以外)、2 个种混播和3 个种混播处理下土壤呼吸均显著高于天然草地(P<0.01)，而5 个种混播处理呼吸速率显著低于天然草地(P<0.01)，单播处理和混播处理两两之间因人工草地类型不同差异各不相同；不同播种处理人工草地Q10 处于1.61~2.09 之间，均小于天然草地（为2.51）。对不同播种处理异氧呼吸的研究结果得出异氧呼吸占总土壤呼吸的比例在63%~89%之间，不同月份间存在变异；温度是人工草地土壤呼吸月动态的主要影响因素。 5、在不同播种处理的基础上连续5 年施加氮肥之后，无机氮肥添加对土壤呼吸速率的影响不显著(P>0.05)，但显著提高了5 个种的混播处理的土壤表层有机碳密度(P<0.01)，而对其他播种处理无显著影响(P>0.05)。土壤有机碳密度升高的前提下无机氮肥添加对土壤呼吸有促进作用。
学科领域	生物科学
文献类型	学位论文
条目标识符	http://210.75.249.4/handle/363003/3497
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	温军. 三江源区草地退化及人工草地建植对土壤呼吸的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2012.

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