草地生态系统碳储量及其影响因素

对世界和中国草地生态系统在陆地生态系统碳储存、碳循环及在全球气候变化中的地位和作用进行了分析,阐明了中国草地生态系统碳储量及其分布格局。同时,对影响草地生态系统碳储存的初级生产力、土壤有机碳、枯落物、放牧利用、草地开垦、火烧等因素进行了研究,提出了中国草地生态系统碳储量研究需解决的主要问题。     

草地生态系统碳储量及其影响因素

对世界和中国草地生态系统在陆地生态系统碳储存、碳循环及在全球气候变化中的地位和作用进行了分析，阐明了中国草地生态系统碳储量及其分布格局。同时，对影响草地生态系统碳储存的初级生产力、土壤有机碳、枯落物、放牧利用、草地开垦、火烧等因素进行了研究，提出了中国草地生态系统碳储量研究需解决的主要问题。     

草地生态系统碳蓄积的研究进展

介绍了全球碳循环与全球气候变化下草地生态系统碳蓄积研究的进展,并对世界和中国草地生态系统在陆地生态系统碳储量、碳循环及在全球气候变化中的地位和作用进行了分析.同时,对草地初级生产力、土壤有机碳、枯落物、放牧利用、草地开垦等因素影响草地生态系统碳蓄积的研究进行了评价,提出了中国草地生态系统碳蓄积研究需解决的主要问题和研究前景.     

不同管理模式对甘南高寒草甸碳储量的影响

高寒草甸的碳汇功能对调节气候具有重要的作用,为阐明草地管理模式对其碳汇功能的影响,本文采集青藏高原东缘甘南草地不同管理样地（补播草地PG、围栏封育FE、传统放牧TG及退化草地DG）下土壤和植被样品,通过分析其物种多样性、植被碳储量和土壤碳储量等,研究不同管理模式下植被—土壤系统有机碳储量变化特征。结果表明：PG和FE地上植被碳储量显著高于DG地上植被碳储量（P<0.05）,PG,TG和FE下0~10 cm层的根系碳储量显著高于10~20 cm和20~30 cm层根系碳储量（P<0.05）;不同草地管理模式下土壤碳储量（0~30 cm）在1 500~3 900 g·m^-2之间,PG下0~10 cm层和10~20 cm层土壤碳储量显著高于20~30 cm层土壤碳储量（P<0.05）;从植被碳储量和土壤碳储量的角度来看,PG,FE和TG与DG相比较,生态系统碳储量分别增加52.63%,41.62%和62.53%。综上,PG,FE和TG的管理模式能够有效的改善退化草地状况,增加退化草地生态系统的碳储量。     

我国草地生态系统碳循环机制及碳蓄积核算研究回顾与展望

碳循环与碳蓄积等问题日益成为气候变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中,草地生态系统作为独特的生态系统类型又是全球碳循环中最复杂、受人类影响最大的部分。本研究从草地在气候变化中的作用谈起,介绍了CO2浓度变化、碳失汇与草地生态系统的关系,并重点介绍了陆地生态系统与草地生态系统各自的碳循环过程及影响碳循环的因素。总结了不同研究中,我国草地碳储量及分布格局,分析了碳循环过程中源汇关系,指出当前研究中存在的问题和今后工作的努力方向,为我国草地生态系统碳蓄积及碳循环特征研究提供参考。     

草地土壤有机碳储量模拟技术研究

探知全球草地生态系统的土壤有机碳储量是调控全球陆地碳循环过程的必要环节和最大难题之一。本文回顾了草地生态系统土壤有机碳储量的研究进展, 分析了现有的草地土壤有机碳模拟技术——草地土壤有机碳模型的主要技术特征,就模型的基础数据、模型的结构和模型内的函数参数等三方面,讨论了现存草地土壤有机碳模拟技术的缺陷,提出样地清查、遥感分析和模型模拟方法的综合运用将是解决这一问题的根本途径。最后,提出了一种基于草地综合顺序分类系统(comprehensive sequential classification system of grassland, CSCS)的草地土壤有机碳储量分类指数模型的构架。将样地清查、基于CSCS的草地土壤有机碳分类指数模型与遥感的高时空分辨率特征三者耦合起来,分析不同草地类型、气候区划等生态条件下的草地土壤有机碳特征,以求提高草地土壤有机碳估算结果的准确性。此外,草地生态系统土壤的碳汇效应等生态功能与放牧利用不存在绝对对立关系,实现放牧的现代化转型是以对草地土壤有机碳储量精准估算为前提的。     

三江源区典型高寒草地丛枝菌根真菌多样性及构建机制

为探究三江源地区典型高寒草地生态系统中丛枝菌根(AM)真菌群落变化的关键驱动过程,以三江源国家公园高寒荒漠、高寒草原、高寒草甸和高寒湿地4种典型草地生态系统为研究对象,基于Illumina-Miseq高通量测序手段,通过分析不同生态系统中AM真菌群落的物种及谱系组成,并结合群落谱系分析方法,探明影响AM真菌群落组成的各种因素,推断出AM真菌群落的构建机制及关键生态过程。结果表明:1)4种草地类型AM真菌多样性和群落结构存在明显差异,高寒荒漠、高寒草甸、高寒湿地的优势属均为球囊霉属(Glomus),高寒草原的优势属则为多样孢囊霉属(Diversispora)。2)高寒湿地AM真菌的OTU丰富度和谱系多样性指数均显著低于其他3种草地类型。3)植物群落组成、土壤含水量和有效N∶P是影响AM真菌群落组成的主要因子,其中土壤含水量是AM真菌群落物种组成的首要决定因素,而植物群落组成是决定AM真菌群落谱系组成的关键因子。4)4种草地类型的AM真菌群落谱系结构均为聚集模式,在高寒荒漠,AM真菌群落构建由随机过程决定,而在高寒草原、高寒草甸和高寒湿地,AM真菌群落受随机过程以及微弱的环境选择作用主导。     

气候变化对草地生态系统土壤有机碳储量的影响

随着全球气候变化和陆地生态系统碳循环研究的发展,草地土壤有机碳库正成为草地生态系统研究的热点。草地土壤有机碳库作为全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。由人类活动引起的温室效应以及由此造成的气候变化对草地生态系统的影响已引起人们的广泛关注,而温度、降水和大气CO2浓度等气候因子对草地土壤碳库也产生重要影响。了解气候变化对草地土壤有机碳库的影响对于准确理解气候变化背景下草地土壤有机碳的演变机制具有重要的指导意义。本研究综述了草地土壤有机碳储量的分布状况以及温度升高、降水和大气CO2浓度增加对草地土壤有机碳影响的国内外研究进展,指出了目前草地土壤有机碳研究存在的问题,提出了今后研究的努力方向和着重点,并对今后草地土壤有机碳研究提出了展望。     

青海草地生态系统碳汇功能初探

青海省拥有草地面积4212.72×104hm2,占全省土地总面积的60.47%。为此,通过对国内外草地生态系统碳储量研究进展的简要介绍和青海省草地碳汇功能的分析,提出了青海省草地保护的重要性以及增强草地生态系统固碳能力的对策与建议。     

中国草原碳汇和碳排放权交易研究

正草地生态系统作为分布面积最广的陆地生态系统之一,在全球陆地碳循环中起着极为重要的作用。草地生态系统的碳库作用和固碳潜力已经引起各国学者和政府的普遍关注。一、我国草原碳库、碳汇的基本情况我国草地资源极为丰富,天然草地面积大,居世界第二位,约占世界草地面积的13%和我国国土面积的41.7%,是我国面积最大的碳库。因此,草地在中国陆地生态系统的碳循环中具有极为重要的作用,草地生态系统的碳收支对     

从枝菌根真菌与柳枝稷协同固碳机制及对土壤碳氮循环的调控

基于全球气候变化和能源危机的趋势,寻找新的替代能源已经成为应对气候变化的一种创新策略。柳枝稷（Panicum virgatum L.）是原产于北美的一种多年生C₄能源植物,能够增加土壤碳固存,并且可用于提取和生产纤维素乙醇减少能源消耗。上世纪90年代初,柳枝稷在我国西北地区种植成功并表现出了良好的生态适应性。丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）是一类广泛分布在土壤中与植物根系共生的真菌。这类微生物不但能够促进植物生长、提高其抗逆性,还能在植物-土壤系统碳转移和陆地生态系统碳氮循环过程中发挥重要作用。本文重点围绕丛枝菌根真菌的固碳机理、柳枝稷的作用与固碳机理、丛枝菌根真菌与柳枝稷的协同固碳机理及丛枝菌根真菌参与土壤碳氮循环等方面的内容做了详尽的综述,并为进一步开展有关丛枝菌根真菌与柳枝稷协同固碳机制的研究提出了建议。     

丛枝菌根真菌与个体植物的关系及其对群落生产力和物种多样性的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是陆地生态系统的重要组成部分,能够与大约80%的陆地植物种类形成AMF-植物共生体。AMF能够影响个体植物的养分吸收,调节物种间的相互作用和植被更新,进而对群落生产力和物种多样性产生重要影响。为了把握AMF与个体植物、植物种间作用以及植物群落关系的研究现状,阐明AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,本研究拟从以下几个方面进行论述。首先,分析了物种水平上AMF与植物间的共生关系及其影响因素,提出预测AMF在不同土壤磷水平下对植物生长影响的概念模型。其次,总结了AMF对植物种间相互作用关系以及幼苗定植的影响。最后,分析了AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,提出相应的预测模型。对于实际生产,本文的研究结果能够应用到牧草生产和草地管理中,为利用人工草地土壤中AMF的养分吸收功能和天然草地的多样性保育及稳定性维持提供了科学根据。对于学术研究,本文综合了国内外最新研究进展,分析了当前研究中存在的科学问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

气候变暖对草地生态系统碳循环的影响

人类活动导致的温室效应以及由此造成的气候变暖对草地生态系统的影响已引起人们普遍关注。草地生态系统碳循环作为陆地生态系统碳循环的重要组成,是未来陆地生物圈碳源/碳汇的关键环节之一,揭示这一作用对精确理解碳循环的过程和相关政策的制定具有重要的指导意义。本研究围绕气候变暖对草地生态系统初级生产力、土壤呼吸、凋落物输入与分解、土壤碳库的影响,探讨了草地生态系统碳循环对气候变暖响应的机制及其过程,简述了相关研究进展,提出了草地生态系统碳循环研究存在的问题和未来重点发展的方向,对草地生态系统碳循环的研究工作进行展望。     

不同密度布氏田鼠对内蒙古典型草原菌根真菌群落的影响

布氏田鼠是内蒙古典型草原的主要啮齿类动物,其活动既可以改变植物群落组成和多样性,又可以改变土壤理化性质,进而潜在影响与绝大多数草原植物共生的重要土壤微生物-丛枝菌根真菌（AMF）,但目前关于啮齿动物活动对AMF群落组成和多样性影响的研究鲜有报道。基于此,依托内蒙古自治区锡林浩特市毛登牧场的大型野外布氏田鼠围栏实验平台,选择其中3个田鼠密度处理（低、中、高密度,对应的初始投放布氏田鼠数量分别为12、24和48只·样地^-1）,利用Illumina Miseq测序技术分析不同密度布氏田鼠处理对AMF群落的影响,采用标准网格交叉法测定根系侵染率和土壤菌丝密度,探究布氏田鼠活动对典型草原AMF群落的影响机制和作用途径。主要结果表明：1）在土壤样品中共鉴定到6科9属的AMF,其中优势属为球囊霉属（Glomus）;2）高密度布氏田鼠处理显著降低了植物生物量、植被盖度、群落丰富度和多样性,显著降低土壤水分、pH,显著增加土壤硝态氮含量;显著降低AMF侵染率、菌丝密度、丰富度和多样性;3）相关性分析表明,菌丝密度与植物丰富度、多样性指数、土壤pH和含水量显著正相关,与硝态氮含量显著负相关;侵染率与植物多样性指数、土壤pH和含水量显著正相关;AMF多样性指数与土壤pH和含水量显著正相关,不同操作分类单元（OTU）丰富度与植物多样性指数和pH显著正相关;4）NMDS 和 PerMANOVA 分析显示AMF群落结构在低密度和高密度处理间差异显著,其中土壤NO₃^-和pH是影响AMF群落组成的主要因子。因此,布氏田鼠密度过高会导致植物群落生物量、多样性以及土壤养分含量下降,同时两者的改变导致了AMF群落多样性显著降低,可能会加速典型草原的退化。     

中国草地碳库估算差异性综合分析

我国草地资源丰富,固碳量大,具有深厚的碳汇潜力。本文综合分析已发表的中国草地碳库相关研究结果,以期阐述中国草地碳库的情况及其分布格局,探究草地碳储量估算中不确定性因素导致的差异性。结果表明:中国草地碳储量估算结果差异较大,接近4倍;中国草地有机碳主要分布于高寒和温带地区;采用不同资料数据来源估算出的草地面积不同,利用草场普查资料估算的草地面积均值最大,卫星遥感数据估算出的最小;不同估算方法也导致碳库估算结果存在差异,全球平均碳密度法的草地碳储量平均估值最大,模型估算法最小;根冠比范围差距由0.38到52.30导致草地地下生物量碳储量估算差异较大。经综合分析,中国草地碳储量为41.67 Pg C,具有较大的碳汇潜力。     

丛枝菌根真菌与根际微生物的互作

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌广泛存在于草地农业生态系统中,是土壤微生物区系的主要成员,是生态系统中重要的功能群之一。AM真菌和其他微生物一起,在草地农业生态系统中扮演着重要的角色。本文综述了国内外近年来在AM真菌-土壤根际微生物互作方面的研究进展。AM真菌和土壤微生物之间的关系错综复杂,主要包括竞争、共生、共栖等。AM真菌通过和根部入侵病原真菌竞争侵入位点和光合产物,调节病程相关蛋白,从而提高宿主植物的抗病性。同时可促进植物对水分、养分的吸收效率,分泌生物防御物质,减轻病原线虫对作物根系的侵染和危害。AM真菌可与根际有益微生物共生、共栖,同时对植物产生协同促生的作用。目前,亟需开展AM真菌和根际微生物互作机理方面的研究,揭示AM真菌与土壤根际微生物之间的相互关系。通过利用和调控生态系统中土壤微生物,促进植物养分的吸收,提高植物对各种胁迫的抗性,维持草地生态系统的可持续发展和利用。     

松嫩平原盐碱化羊草群落中AM真菌物种资源及侵染率研究

本研究在松嫩平原西部12个地区15个重度盐碱化草地中,调查了羊草群落天然斑块中AM真菌的种类和分布、AM真菌羊草根系的侵染能力及土壤pH值的影响。共分离出AM真菌4属11种,其中球囊霉属(Glomus)占总物种数的72.42%,在各调查样点中出现频度最高,其中摩西球囊霉(G. mossea)出现频度达100.0%。土壤pH强烈抑制盐碱化草地中羊草天然群落斑块中AM真菌的物种丰富度,但对孢子密度的影响未达到显著水平。AM真菌对羊草根系的侵染频率和侵染强度显著正相关。AM真菌对羊草根系的侵染频率和侵染强度随着AM物种数量的增加而增强,随着土壤pH的增加而下降。在盐碱化羊草地中存在较丰富的侵染羊草根系的AM真菌资源,研究结果为筛选和利用耐盐碱AM真菌菌株以恢复和重建松嫩盐碱化羊草草地生态系统提供了理论依据。     

Fungal Facilitation in Rangelands: Do Arbuscular Mycorrhizal Fungi Mediate Resilience and Resistance in Sagebrush Steppe?

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) may exert profound influences on ecosystem resilience and invasion resistance in rangelands. Maintenance of plant community structure through ecological feedback mechanisms such as facilitation of nutrient cycling and uptake by host plants, physical and chemical contributions to soil structural stability, and mediation of plant competition suggest AMF may be important facilitators in stressful arid environments. Plant-AMF interactions could influence succession by increasing native plant community resilience to drought, grazing, and fire and resistance to exotic plant invasion. However, invasive exotic plants may benefit from associations with, as well as alter, native AMF communities. Furthermore, questions remain on the role of AMF in stressful environments, specifically the mycorrhizal dependency of sagebrush (Artemisia spp.) steppe plant species. Here, we review scientific literature relevant to AMF in rangelands, with specific focus on impacts of land management, disturbance, and invasion on AMF communities in sagebrush steppe. We highlight the nature of AMF ecology as it relates to rangelands and discuss the methods used to measure mycorrhizal responsiveness. Our review found compelling evidence that AMF mediation of resilience to disturbance and resistance to invasion varies with plant and fungal community composition, including plant mycorrhizal host status, plant functional guild, and physiological adaptations to disturbance in both plants and fungi. We conclude by outlining a framework to advance knowledge of AMF in rangeland invasion ecology. Understanding the role of AMF in semiarid sagebrush steppe ecosystems will likely require multiple study approaches due to the highly variable nature of plant-AMF interactions, the complex mechanisms of resilience conference, and the unknown thresholds for responses to environmental stressors. This may require shifting away from the plant biomass paradigm of assessing mycorrhizal benefits in order to obtain a more holistic view of plant dependency on AMF, or lack thereof, in sagebrush steppe and other semiarid ecosystems.     

草地生态系统土壤有机碳估算研究综述

介绍了草地土壤有机碳的测定方法、评价指标以及草地土壤碳储量的估算方法,从碳的输入、输出和碳素的转化方面阐述了草地土壤碳素转化与积累的特征,总结了国内外关于草地土壤有机碳的研究结果,并对研究结果进行了对比与评价,指出了当前研究中存在的问题和今后工作的努力方向,为草地生态系统土壤有机碳储量的研究提供参考.