内蒙古温带草地植被的碳储量

草地生态系统在全球碳循环中起着极为重要的作用。大部分草地碳储存在地下,但是实测数据十分匮乏,因此准确估算温带草地植被碳储量对评价草地生态系统碳循环具有重要意义。作为一个区域性资料积累工作,作者对内蒙古温带草地的碳储量进行了大范围的实测研究,以估算该地区草地植被的碳储量。主要结果如下:(1)内蒙古温带草地总面积为58.46×106hm2,总植被碳储量为226.0±13.27Tg C(1 Tg=1012g),平均碳密度为3.44Mg C.hm-2;(2)地下根系储存的碳是地上碳储量的6倍左右,地上、地下生物量碳储量分别为33.22±1.75和193.88±12.6 Tg C,平均碳密度分别是0.51和2.96 MgC.hm-2;(3)不同草地类型的碳储量差异较大,典型草原最大(113.25 Tg C),占草地总碳储量的50%,其次是草甸和草甸草原,荒漠草原碳储量最低(15.37 Tg C)。     

山西中部油松生态系统碳储量研究

以山西中部油松生态系统为研究对象,设置样地测算乔木、灌木、草本及凋落物的生物量,钻取并分析0～100cm土层土样150份,最后依据相关方程,得出各层次及生态系统的含碳率和碳储量。结果表明:植被含碳率变化于42.88%～48.39%,凋落物含碳率平均为45.1%,0～100cm土层含碳率变化于0.22%～1.92%。油松生态系统平均碳储量为131.37Mg·hm-2,其中植被平均碳储量为46.37Mg·hm-2,占生态系统碳储量的35.3%,植被各层碳储量的顺序为乔木(44.30Mg·hm-2)灌木(1.15Mg·hm-2)草本(0.92Mg·hm-2);土壤平均碳储量为77.38Mg·hm-2,占生态系统碳储量的58.9%,是植被与凋落物碳储量的1.67倍和10倍,且随着土层深度的增加而递减;凋落物平均碳储量为7.61Mg·hm-2,仅占生态系统碳储量5.8%。     

围封年限对草地生态系统碳分配的影响

以处于不同围封年限的退化草地为研究对象,对退化生态系统内有机碳分配特征进行了研究.结果表明:随着围封年限的增长,土壤有机碳密度不断增加;而植物有机碳密度的最高值出现在围封20 a,围封25 a植物碳密度略低于围封20 a,有降低趋势.围封25 a处理生态系统碳密度最高,达到8.22 kg/m2;土壤碳库所占生态系统有机碳总储量的比例受封育年限的影响不大.     

内蒙古自治区森林碳储量及其动态变化

利用内蒙古森林资源清查资料,依据不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,估算了内蒙古自治区不同时段的森林生物量和碳储量,并分析其动态变化特征。结果表明：在1977-2003年间内蒙古森林面积由1.10×10^7hm^2增加到1.61×10^7hm^2,每年森林面积平均增长率为1.85%;森林碳储量由378.86TgC...     

农牧交错带玉米农田生态系统碳储量变化特征及分布格局

农田生态系统碳储量变化是陆地碳循环和全球气候变化研究中的一个重要问题。选取我国北方典型农牧交错区当地主要作物玉米为研究对象,对该地区在传统深耕覆膜种植方式下不同时期（翻耕后、幼苗期、成熟期、次年翻耕前）的玉米农田生态系统碳储量及分布格局进行研究。结果表明：在该地区传统耕作方式下玉米农田生态系统地上碳储量显著大于地下碳储量,而土壤碳密度随着土层加深变化规律不明显;单株玉米平均碳含率为43．3％,除根系外,玉米叶片、茎秆有机碳含率变化规律表现为幼苗期＞收获期;单株玉米碳储量为收获期＞幼苗期;玉米农田生态系统土壤碳密度为收获期＞幼苗期＞次年翻耕前＞翻耕后,土壤碳密度在翻耕后较其他时期显著降低（P＜0．05）;农田生态系统总碳密度与土壤碳密度变化规律一致。玉米农田生态系统经过一个完整的作物生长季后土壤碳密度在次年翻耕前较前一年翻耕后增加了13415 kg?hm －2;而作物的碳密度在收获期高达10974．8 kg?hm －2。由此可见,玉米农田生态系统对大气有明显的固碳减排作用,其“碳汇”能力较强。     

五台山地区草地生态系统服务价值估算

五台山地区草地资源丰富,草地生态系统不仅对当地提供重要的生态、生活功能,而且对整个华北地区生态系统的格局和稳定都起到重要作用。文中以五台山地区为研究对象,对其草地生态系统服务功能进行价值估算。结果表明:五台山地区草地生态系统服务总价值为114.62亿元,其中供给功能价值为34.64亿元(占30.22%),支持功能价值为55.86亿元(占48.73%),调节功能价值为20.26亿元(占17.68%),文化服务功能价值为3.86亿元(占3.37%),草地生态系统单位面积价值量为4.33元/(m2·a);按价值量大小各服务功能类型依次为:提供食物产品>固碳释氧>营养物质保持>涵养水源>生物多样性保护>休憩娱乐>废弃物降解>环境净化>土壤保持。该研究结果对于人们加强对五台山地区草地生态系统重要性的认识,为本区制定合理的区域生态保护、资源开发对策有重要意义。     

河北平原表层土壤有机碳和无机碳的分布及碳储量估算

利用多目标区域土壤地球化学调查数据,对河北平原表层土壤中有机碳和无机碳的空间分布进行了研究,计算了无机碳储量并结合有机碳储量的研究结果得到河北平原表层土壤的总碳储量。结果表明:河北平原表层土壤碳在空间分布表现出与土壤类型、地貌,尤其是古河道、湖泊的密切关系,并受到人类活动的影响。表层土壤碳总储量为320.56Mt,碳密度为4.33kg/m2。其中无机碳储量达到145.74Mt,碳密度为1.97kg/m2,以潮土和褐土的碳储量最大,以草甸盐土和潮土的无机碳密度最高。潮土区无机碳主要是发生碳酸盐,而褐土区无机碳主要是岩生无机碳。     

祁连山地区土地利用变化对碳储量的影响及经济价值估算

人类活动是土地利用变化的主要驱动因素,土地利用/覆盖变化通过影响陆地生态系统的结构和功能间接影响生态服务价值。本文基于土地利用转移矩阵和动态度分析了2000—2020年祁连山地区土地利用变化特征,应用InVEST模型估算了祁连山地区生态系统的碳储量,结合复利现值公式估算了各时期碳储量经济价值。结果表明：(1)2000—2020年草地和未利用地是祁连山地区的主要土地利用类型,占土地利用类型总面积80%以上,且两者之间转换最为显著。因人类活动加剧和城市化进程的推进,祁连山地区林地和未利用地面积减少,其他地类面积增加;(2)由于该地适宜的地理环境、植被保护力度的加强与人工管理的作用,2000—2020年祁连山地区碳储量增加44.26×10⁴t,并呈“西北低,东南高”的空间分布特征,与土地利用类型分布显著相关。其中,耕地、草地和水域碳储量增加73.1×10⁴t,林地和未利用地碳储量减少28.8×10⁴t;(3)2000—2020年祁连山地区碳储量经济价值由2325.9×10⁶元增加至3908.8×10     

青海湖环湖区表土有机碳氮储量估算

分析了沿青海湖湖岸采集的81个表土样品的总有机碳和氮含量得出：环湖区表土有机碳储量为27.81×10^6t,总氮储量为30.24×10^5t。占研究区面积最大的栗钙土,其表层土壤有机碳密度（8.19kg/m^2）显著高于同类研究,氮含量（3.63mg/g）亦高于青海省同类土壤的平均值,说明环湖区表土碳氮储量都是相当大的...     

高寒区施肥和混播对燕麦人工草地植物器官碳氮储量分配的影响

为了解青藏高原高寒地区燕麦品种、施肥和箭筈豌豆混播比例对燕麦人工草地植物各器官生物C、N储量分配的影响,采用4个燕麦品种、4个施肥水平（B1：不施任何肥料,CK₀;B2：尿素75 kg·hm^-2+磷酸二铵150 kg·hm^-2,IM;B3：有机肥1 500 kg·hm^-2,OM;B4：尿素37.5 kg·hm^-2+磷酸二铵75 kg·hm^-2+有机肥750 kg·hm^-2,IM+OM）和4个箭筈豌豆混播水平（C1：0 kg·hm^-2;C2：45 kg·hm^-2;C3：60 kg·hm^-2;C4：75 kg·hm^-2）的三因素四水平正交试验设计\[L₁₆(4⁵)\],研究施肥和混播对不同品种燕麦乳熟期器官C、N储量的影响,C、N储量分配模式和地上、地下器官C、N储量相关关系。结果表明,品种、施肥和混播均对燕麦草地各器官和组分生物C、N储量分配具有显著影响。品种主要影响箭筈豌豆茎、根生物C储量分配,混播主要影响燕麦茎、叶、穗、根和箭筈豌豆叶生物C储量分配;品种主要影响燕麦茎、叶、穗、根生物N储量分配,而混播主要影响箭筈豌豆茎、叶、根生物N储量分配。燕麦人工草地建植时,燕麦各器官C、N储量分配在选用青燕1号、施尿素37.5 kg·hm^-2+磷酸二铵75 kg·hm^-2+有机肥750 kg·hm^-2,单播燕麦时,其燕麦茎、叶、穗和根生物C、N储量分配最高,其C储量分配分别达40.21%、15.48%、23.02%和9.89%,,N储量分配分别达20.70%、20.79%、32.09%和5.19%;箭筈豌豆各器官C、N储量分配在选用青海444、不施肥情况下混播箭筈豌豆75 kg·hm^-2时,箭筈豌豆茎、叶和根生物C、N储量分配最高,其C储量分配分别达11.27%、13.57%和2.27%,N储量分配分别达13.03%、32.18%和0.95%。燕麦人工草地总生物C、N储量分配分别为茎（44.39%）＞叶（23.99%）＞穗（20.38%）＞根（11.24%）和叶（42.14）＞茎（26.77%）＞穗（25.96%）＞根（5.13%）。燕麦和箭筈豌豆混播栽培草地中,燕麦茎和穗,箭筈豌豆叶是主要的C、N储藏器官。     

宁夏旱区湿地生态系统碳汇功能研究

采用3S技术对2012年宁夏旱区TM卫星假彩色数字影像进行解译,并利用GPS仪进行了野外考察验证,实地调查了宁夏湿地典型植被,获取了较为全面、完整和系统的宁夏湿地资源数据,在此基础上研究了不同湿地类型碳汇功能。结果表明:宁夏湿地总面积为19.65万hm2,占国土面积的3.1%,位居我国西部干旱半干旱地区之首。其中自然湿地面积(包括河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地)为17.03万hm2,占宁夏湿地面积的82.38%,主要分布在宁夏沿黄经济区。宁夏湿地总碳储量为1502.80万t,约占宁夏旱区五种主要生态系统(林地、灌木、草地、湿地、特色经果林)碳汇的45.03%,比全球湿地总碳储量占全球陆地生态系统碳库的百分比(10%-35%)高出10多个百分点。预测了2015年的碳汇潜力为1593.48万t,与2012年相比,2015年湿地面积增加0.34万hm2,碳汇量增加90.68万t。     

Artificial root exudates and soil organic carbon mineralization in a degraded sandy grassland in northern China

Plant root exudates contain various organic and inorganic components that include glucose, citric and oxalic acid. These components affect rhizosphere microbial and microfaunal activities, but the mechanisms are not fully known. Studies concerned from degraded grassland ecosystems with low soil carbon（C） contents are rare, in spite of the global distribution of grasslands in need of restoration. All these have a high potential for carbon sequestration, with a reduced carbon content due to overutilization. An exudate component that rapidly decomposes will increase soil respiration and CO2 emission, while a component that reduces decomposition of native soil carbon can reduce CO2 emission and actually help sequestering carbon in soil. Therefore, to investigate root exudate effects on rhizosphere activity, citric acid, glucose and oxalic acid（0.6 g C/kg dry soil） were added to soils from three biotopes（grassland, fixed dune and mobile dune） located in Naiman, Horqin Sandy Land, Inner Mongolia, China） and subjected to a 24-day incubation experiment together with a control. The soils were also analyzed for general soil properties. The results show that total respiration without exudate addition was highest in grassland soil, intermediate in fixed dune and lowest in mobile dune soil. However, the proportion of native soil carbon mineralized was highest in mobile dune soil, reflecting the low C/N ratio found there. The exudate effects on CO2-C emissions and other variables differed somewhat between biotopes, but total respiration（including that from the added substrates） was significantly increased in all combinations compared with the control, except for oxalic acid addition to mobile dune soil, which reduced CO2-C emissions from native soil carbon. A small but statistically significant increase in pH by the exudate additions in grassland and fixed dune soil was observed, but there was a major decrease from acid additions to mobile dune soil. In contrast, electrical conductivity decreased in grassland     

不同利用方式下草地生态系统的多功能性与物种多样性

运用平均值法计算多功能性指数,对阿勒泰禁牧草地、春秋季节放牧草地、弃耕放牧草地、天然放牧草地进行了多功能性评价,并探讨了多功能性与物种多样性之间的关系。结果表明：所运用的方法和目前主流方法评价得出的多功能性指数在样方(R²=0.950, P<0.05)和样地尺度（R²=0.909, P<0.01）上都有极高的相关性。弃耕放牧草地物种多样性水平最低（0.219）,绝大多数土壤功能指标较差,总体表现出退化特征（-0.241）,天然放牧草地土壤功能指标也表现出同样的特征（-0.406）;春秋季节放牧草地有较高的物种多样性水平（0.910）和较好的土壤功能指标（0.343）;4种草地群落的多功能性指数为春秋季节放牧草地(0.343)>禁牧草地(0.222)>弃耕放牧草地(-0.241)>天然放牧草地(-0.406)。植物主要沿水肥梯度分布;多样性指数中,丰富度指数和均匀度指数对多功能性的影响最大,均为样地尺度（R²=0.980, P<0.05;R²=0.455, P>0.05）大于样方尺度（R²=0.078, P>0.05;R²=0.116, P>0.05）,有尺度依赖性,但均匀度指数表现的并不明显。（4）物种丰富度对多功能性的影响最大（R²=0.980, P=0.01）,表现为极显著正相关关系,而物种均匀度与之呈不显著的单峰曲线关系（P>0.05）。综上,相对于禁牧草地、天然放牧草地和弃耕放牧草地,春秋季节放牧草地更有利于维持该地区生态系统的多功能性;物种丰富度高且物种均匀度分布适中的生态系统可能有更高的多功能性。     

赛罕乌拉国家级自然保护区不同草地类型植被碳密度及其分配

准确了解草地生态系统的碳密度及其分配,对于估算不同草地类型中的植被碳储存能力、判定碳汇、合理开发草地资源以及研究陆地生态系统碳循环具有重要意义。通过野外调查测定和室内分析,对内蒙古赛罕乌拉自然保护区草地生态系统的6种草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、银穗草草原、林缘杂类草草甸、河谷草甸和蒙古冰草草原)的碳密度及其分配进行了研究。结果表明,赛罕乌拉自然保护区6种草地类型植被地上部分碳密度为89.61～240.20g/m2,地下部分碳密度为965.74～1520.00g/m2,植被总碳密度为1148.21～1616.99g/m2。在碳密度分配中,植被活体层、凋落物层和地下部分分别占总量的4.59%～12.81%、0.91%～6.56%和83.94%～94.43%,地下部分碳密度随土层深度增加而减少,0～10cm明显高于其他几层,平均占总量的56.86%。     

气候变化及景观格局与生态系统碳储存的耦合关系——以祁连山为例

气候变化及景观格局与生态系统的结构、功能及动态变化密切相关.祁连山生态系统(QLME)是中国重要的生态功能区,基于多元数据,运用遥感及GIS技术,结合InVEST及GeoSOS-FLUS模型,探索CSET与方法,实现对QLME碳储存的估算.定量估算及分析表明:(1)不同景观类型背景下QLME碳储存具有明显的时空差异性,...     

Effects of spring fire and slope on the aboveground biomass,and organic C and N dynamics in a semi-arid grassland of northern China

The aboveground primary production is a major source of carbon(C) and nitrogen(N) pool and plays an important role in regulating the response of ecosystem and nutrient cycling to natural and anthropogenic disturbances. To explore the mechanisms underlying the effect of spring fire and topography on the aboveground biomass(AGB) and the soil C and N pool, we conducted a field experiment between April 2014 and August 2016 in a semi-arid grassland of northern China to examine the effects of slope and spring fire, and their potential interactions on the AGB and organic C and total N contents in different plant functional groups(C_3 grasses, C_4 grasses, forbs, Artemisia frigida plants, total grasses and total plants).The dynamics of AGB and the contents of organic C and N in the plants were examined in the burned and unburned plots on different slope positions(upper and lower). There were differences in the total AGB of all plants between the two slope positions. The AGB of grasses was higher on the lower slope than on the upper slope in July. On the lower slope, spring fire marginally or significantly increased the AGB of C_3 grasses, forbs, total grasses and total plants in June and August, but decreased the AGB of C_4 grasses and A.frigida plants from June to August. On the upper slope, however, spring fire significantly increased the AGB of forbs in June, the AGB of C_3 grasses and total grasses in July, and the AGB of forbs and C_4 grasses in August. Spring fire exhibited no significant effect on the total AGB of all plants on the lower and upper slopes in 2014 and 2015. In 2016, the total AGB in the burned plots showed a decreasing trend after fire burning compared with the unburned plots. The different plant functional groups had different responses to slope positions in terms of organic C and N contents in the plants. The lower and upper slopes differed with respect to the organic C and N contents of C_3 grasses, C_4 grasses, total grasses, forbs, A. frigida plants and total plants in different growing months. Slope position and spring fire significantly interacted to affect the AGB and organic C and N contents of C_4 grasses and A. frigida plants. We observed the AGB and organic C and N contents in the plants in a temporal synchronized pattern. Spring fire affected the functional AGB on different slope positions, likely by altering the organic C and N contents and, therefore,it is an important process for C and N cycling in the semi-arid natural grasslands. The findings of this study would facilitate the simulation of ecosystem C and N cycling in the semi-arid grasslands in northern China.