内蒙古羊草草原温室气体交换通量的日变化特征研究

本文探讨了草的主要温室气体收支的现场观测的方法。     

增温对青海湖流域高寒沼泽草甸主要温室气体通量的影响

全球变暖下的温度升高对陆地生态系统碳循环产生了较大影响,而高寒沼泽草甸生态系统是气候变化的敏感区域.以青海湖流域两种类型高寒沼泽草甸(小泊湖湖滨湿地和瓦颜山河源湿地)为研究对象,利用开顶箱法(OTC)模拟全球变暖,采用静态箱—气相色谱仪法探究了2018年9月两地在增温处理下三种主要温室气体(CH4、CO2和N2O)的日...     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究进展

高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型,是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域碳平衡中起着极为重要的作用。本研究首先系统回顾了青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量日、季、年等不同时间尺度的变化特征,以及温度、光合有效辐射、降水等主要环境因子对高寒草甸生态系统CO2通量的影响;其次比较了青藏高原3种典型高寒草甸生态系统类型源汇效应和Q10值;最后针对青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究现状,分析了当前存在的一些不确定性,展望了未来工作的重点。     

青藏高原放牧高寒草甸主要温室气体通量及其主控因素研究

在青藏高原高寒草地不同放牧强度区设4个试验样地,分别为原生草甸(NM)、轻度退化草甸(LM)、中度退化草甸(MM)和重度退化草甸(HM),监测草地温室气体通量。结果表明:不同放牧强度对草地温室气体通量影响显著,放牧活动对高寒草甸的影响首先表现在植被上,而土壤环境的变化比较迟滞。通过逐步回归分析和因子拆分得知,草甸甲烷通量影响较大的环境因素为土壤紧实度和有机质,分别能解释44.6%和28.4%的总变异,CO2通量影响较大的环境因素为紧实度和生物量,分别能解释36.1%和32.8%的总变异,氧化亚氮通量影响较大的环境要素为紧实度和有机质,分别能解释50.1%和22.9%的总变异,家畜的践踏作用使退化草地紧实度增加,进而引起温室气体通量的改变,高寒草甸退化演替发展到重度退化阶段时释放大量温室气体。     

青藏高原纳木错高寒草原温室气体通量及与环境因子关系研究

青藏高原广泛分布着以高寒草甸和高寒草原为主的陆地生态系统。由于高寒草地生态系统异质性较大,对高寒草地主要温室气体通量的估算具有较大的不确定性。为研究高寒草原温室气体通量规律及其驱动因子,并为动态碳-氮耦合模式在高寒生态系统的参数化与检验提供数据支持,于2008年7-9月,使用静态箱-气相色谱法在位于青藏高原腹地的纳木错高寒草原开展了主要温室气体通量(CO₂,CH₄,N₂O)及环境因子的同步观测。结果表明:纳木错高寒草原生态系统CH₄,N₂O通量和CO₂排放分别为:-0.047 mg·m^-2·h^-1,0.49μg·m^-2·h^-1和208.2 mg·m^-2·h^-1;在季节尺度上,土壤温度与CO₂排放呈显著正相关,与N₂O和CH₄通量线性关系不显著;土壤含水量与CH₄和N₂O通量呈正相关关系,但与CO₂通量无显著相关。在日变化尺度上,土壤湿度稳定,土壤温度变化与N₂O和CO₂通量成正相关,对CH₄通量影响不显著。     

西藏日喀则高寒草甸鼠害动态研究

于2007、2008和2009年连续3年采用"堵洞、盗洞"调查法,对日喀则地区萨迦县高寒草甸草原害鼠和地上生物量进行定点动态调查.结合当地气候变化以及植被环境分析,日喀则地区萨迦县高寒草句地上生物量连年下降,与总洞口数呈极显著负相关(P<0.01);"堵洞、盗洞"调查法能方便有效地反应高寒草甸的鼠情危害状况.回归分析模...     

中国农业大学高寒草原生态系统研究获得新进展

日前,资环学院刘学军教授团队的一篇有关高寒草原生态系统N2O排放的研究论文在Glob—alChangeBiology杂志上发表。     

尕海湿地CH4、CO2和N2O通量特征初步研究

2011年7月-2012年7月,采用静态箱-气相色谱法同步研究了尕海4种典型湿地类型的CH₄、CO₂和N₂O通量及其与温度因子的关系,并估算了其全球变暖潜势值(GWP)。结果表明,尕海湿地的CH₄、CO₂和N₂O通量具有明显的空间变化特征,CH₄、CO₂和N₂O通量最小值分别为亚高山草甸(-0.014±0.126) mg/(m²·h),沼泽湿地(137.17±284.51) mg/(m²·h)和高山湿地(-0.008±0.022) mg/(m²·h),而最大值分别为沼泽湿地(0.498±0.682) mg/(m²·h),高山湿地(497.81±473.09) mg/(m²·h)和草本泥炭地(0.094±0.117) mg/(m²·h);同时CH₄、CO₂通量有明显的时间变化特征,通量最大值分别出现在2011年的7-10月和2012年的5-7月,而后降低并维持相对稳定的变化趋势;5 cm地温、气温、地表温度及箱内温度与4种类型湿地CO₂通量呈极显著正相关关系(P<0.01),与高山湿地CH₄通量均存在显著正相关关系(P<0.05),与其他3种湿地类型CH₄通量的相关性均较差,但与4种湿地类型N₂O通量无显著相关性;尕海草本泥炭地、沼泽湿地、高山湿地和亚高山草甸4种类型湿地的温室效应贡献潜力依次为35.311,13.520,34.816和30.236 t CO₂/(hm² ·a), 沼泽湿地能够显著降低温室效应。     

天山北坡高寒草甸和山地草原放牧强度的研究

１９９３￣１９９５年在天山北坡高寒草甸夏场和山地草原春场，进行了不同放牧强度试验。研究结果表明，两类季节草地的利用率，夏季以８１％为好，春季５９％、秋季７５％为宜。     

青藏高原高寒草甸土壤N_2O排放通量对温度和湿度的响应

试验采用室内培养的方法研究了青藏高原矮嵩草草甸土壤氧化亚氮(N2O)排放通量对土壤温度和湿度的响应过程。结果表明:随培养温度增加,培养初期矮嵩草草甸土壤N2O排放速率逐渐降低(P0.05),最高排放速率为4.75±0.24g/(kg·h),最低排放速率仅为2.92±0.19g/(kg·h);而经过7d培养,高寒草甸土壤N2O排放速率先降低,而且转变为弱汇,而后升高,30℃时最高,为0.67±0.06g/(kg·h),各处理均显著低于短期培养时排放速率(P0.05);随土壤湿度增加,短期培养矮嵩草草甸土壤N2O排放速率先降低随后升高,在土壤湿度为60%时排放速率最高,为(3.62±0.38)g/(kg·h),而在75%时排放速率最低,为(3.38±0.25)g/(kg·h);随着培养时间延长,高寒草甸土壤N2O排放速率逐渐降低,最高排放速率为(0.55±0.32)g/(kg·h);土壤湿度分别为45%和温度为20℃、以及60%和30℃时,1d和7d培养矮嵩草草甸土壤N2O排放速率最高;而在土壤湿度为45%和30℃、以及75%和30℃时,1d和7d培养矮嵩草草甸土壤N2O排放速率最低,后者呈现吸收现象,吸收速率约为-1.84g/(kg·h)。     

青藏高原高寒草甸种子萌发行为沿海拔梯度的分异特征

为探究海拔梯度上高寒草甸植物种子萌发行为的分异特征及温度对不同海拔种群萌发行为的影响,本研究选取青藏高原东缘高寒草甸为研究区,选用31种常见植物种,沿海拔梯度共采集79个种群的种子,设置昼夜温度15℃/5℃和25℃/10℃开展萌发试验,探讨高寒草甸植物种子萌发行为与海拔的关系。研究结果表明：温度对种子萌发行为影响显著,25℃/10℃比15℃/5℃处理下的半数萌发时间（The time to achieve 50% germination,T₅₀）缩短7.20 d,萌发率（Germination percentage,GP）增加12.83%。萌发行为与海拔间的关系与萌发温度有关,15℃/5℃处理下,海拔对T₅₀的影响不显著,GP随海拔的升高显著增加;但在25℃/10℃处理下,T₅₀随海拔升高而显著延长,GP随海拔升高显著下降。温度升高时,部分高海拔种群中的种子倾向选择延迟萌发。延迟萌发对策能够促进有限的环境资源在时间和空间尺度上分化,有利于避免不可预测环境下大量同步萌发所面临的灭绝风险,对物种更新和续存起到重要作用。     

青藏高原高寒草甸不同围栏年限土壤酶化学计量特征

为探究土壤酶活性和酶计量比的变化特征及影响机制,本试验以青藏高原若尔盖高寒草甸为对象,研究了围栏2,4,6,8和10年自然恢复条件下土壤理化性质和酶活性差异性规律。结果表明：随着恢复年限的增加,与碳（carbon,C）循环密切相关的β-葡萄糖苷酶、与氮（nitrogen,N）循环密切相关的N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶以及与磷（phosphorus,P）循环密切相关的碱性磷酸酶活性均呈现增加趋势;围栏8年时,土壤C：N酶活性比特征值下降,C：P酶活性比特征值上升,前者与土壤含水量和pH值呈显著负、正相关关系（P<0.05）,后者与土壤有机碳显著负相关（P<0.05）。整体而言,严重沙化的高寒草甸,在围栏封育过程中受N养分限制,在围栏6~8年时,与养分循环相关的酶活性对植被特征和土壤属性的响应敏感。     

高寒草甸土壤有机碳和全氮变化对牧压梯度的响应

针对高寒草甸土壤碳氮变化对牧压梯度的响应,以青海海北高寒草甸为研究对象,监测分析了禁牧(对照,CK)、轻牧、中牧、重牧试验地土壤有机碳密度、土壤全氮密度的变化特征。结果表明:SOCD和STND均与牧压梯度呈"V"形二次曲线关系(P0.05),说明禁牧可增加SOCD和STND,但放牧强度约高于7.5只羊·hm-2时存在由低向高的一个阈值转折点。同一放牧梯度上0~40cm的SOCD均表现出5月最低,升至7月后,CK、LG到9月持续升高,而MG、HG有所下降,而STND自5月到9月表现为"И"型波动变化规律。随着土层深度加深SOCD和STND下降明显。不论是季节变化还是垂直变化,SOCD和STND相互间均呈显著的正相关关系(P0.05)。C/N随生长季延长逐渐增加,随土层深度的加深而降低,放牧梯度并未改变土壤C/N的变化趋势。     

放牧强度对青海海北高寒矮嵩草草甸碳交换的影响

以禁牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4种不同放牧强度的高寒矮嵩草草甸为研究对象,分别于2014年和2015年植物生长季5～9月,使用LI-6400便携式光合仪和同化箱测定生态系统净CO_2交换(NEE)和生态系统呼吸(ER),并利用土壤温湿度自动记录仪测定土壤10cm处的温度和体积含水率,以研究放牧强度对青海海北高寒矮嵩草草甸碳交换的影响。结果表明:生长季5～9月,试验地10cm土壤温度的变化范围在7.21～13.23℃,随放牧强度增大而增大;体积含水率在19.68%～32.33%间波动,随放牧强度增大而减小。高寒草甸NEE在生长季表现出明显的"V"型变化,5月NEE最大,为1.43μmolCO_2/m^2·s,此时草地仍处于碳排放状态,7月最小(碳吸收速率最大),为-14.32μmolCO_2/m^2·s,吸收强度表现出随放牧强度增大而增大的趋势;ER呈倒"V"型变化规律,7月最大,为12.15μmolCO_2/m^2·s,放牧强度仅对7月的ER产生影响,其余月份4个样地差异均不显著。相关分析表明,NEE与土壤温度和绿体生物量极显著负相关,相关系数分别为-0.910和-0.559,与土壤湿度显著正相关,相关系数为0.559;ER与土壤温度和绿体生物量显著正相关,相关系数分别为0.824和0.453,与土壤有机碳含量极显著负相关,相关系数为-0.605,与土壤湿度、枯体生物量和全氮含量相关不显著。     

川西高原高寒草甸两种生境土壤理化性质差异的分析

川西高原高寒草甸受放牧践踏和冻胀作用影响,形成了许多凸起草丘镶嵌于平缓草地之间。本文沿土壤水分梯度采集土样,分析凸起草丘和平缓草地土壤理化性质差异,并比较两种生境物种丰富度和盖度的差异,以确定凸起草丘是否为更易退化的微生境类型。结果表明：两种生境的土壤孔隙度、容重、含水率、有效养分、全效养分、有机质含量均有显著差异（P<0.05）,且土壤上层（0~10 cm）的差异大于下层（10~20 cm）,与下层土壤理化性质的变化相比,上层土壤退化更明显。两种生境间的土壤物理性质在干旱条件下差异最大,而土壤化学性质在湿润条件下差异最大,在生境退化过程中首先是土壤物理性质发生改变。土壤含水率对土壤理化性质、物种丰富度、植被盖度的影响比生境类型产生的影响更大。随着生境干旱化程度增加,凸起草丘物种多样性明显降低,凸起草丘是更易退化的微生境类型。     

青藏高原矮嵩草草甸地面热源强度与生物量的初步研究

以涡度相关系统观测的数据为资料，对矮嵩草草甸2002年的地面热源强度和地面热量平衡以及地上、地下生物量进行了研究.结果表明，在此观测期内，青藏高原矮嵩草草甸的地面均为热源，热源强度具有明显的季节变化，地面热源强度的平均值为88.5W·m^2；地上、地下生物量也呈现明显的季节变化，地上生物量与热源强度有正相关关系，而地下生物量与热源强度则出现较复杂的关系，在生长季前期和后期表现为一定的正相关关系，在生长季中期则呈现为负相关关系。     

基于IPCC方法的新疆畜禽温室气体排放时空分析

在IPCC方法的基础上,对1980-2016年新疆畜禽温室气体排放的时空变化特征进行了研究。结果表明:新疆畜禽温室气体从1980年的1224.01×10^4 tCO2-eq波动升高至2016年的2032.80×10^4 tCO2-eq,增幅为66.08%,年均增长1.41%;畜禽肠道发酵甲烷排放是新疆畜禽温室气体的主要贡献者,占温室气体排放总量的84%,其次是畜禽粪便管理氧化亚氮和甲烷的排放;而主要畜禽温室气体排放以牛和羊为主,其次是马、驴、猪、骆驼和骡;最后通过对2015年新疆畜禽温室气体排放空间变化分析可知,伊犁州直属县(市)温室气体排放量最大,为456.78×10^4 tCO2-eq,而温室气体排放量最小的克拉玛依市仅有4.37×10^4 tCO2-eq,说明新疆畜禽温室气体排放空间差异性较大。     

外源氮素添加对长江源区高寒沼泽草甸土壤养分及植物群落生物量的影响

为探讨氮沉降对高寒沼泽草甸土壤养分及其群落生物量的影响,本研究对风火山地区3种氮添加处理下（0,5和10 g N·m^-2·a^-1）土壤养分及植物群落生物量展开研究。结果显示：外源氮素添加使得沼泽草甸土壤趋向酸化、土壤有机碳及全氮含量发生改变,显著影响了植物对土壤养分的吸收利用,除繁殖期土壤有效氮显著增加外,其他时期显著降低;外源氮素添加使得群落地上生物量增加,总生物量与地下生物量除返青期显著增加外,其他时期明显减少;整个生长季地下生物量的分配比例随施氮的增加而下降;土壤有效氮含量与植物群落生物量及其分配均显著相关（P<0.01）。综上所述,长江源区高寒沼泽草甸土壤有效氮和植物群落生物量对土壤氮素状况的变化反应敏感,在有效养分匮乏的高寒沼泽草甸添加氮素能够促进植物地上部分的增长,从而改变其自身光合产物的分配模式。     

青藏高原高寒草甸N_2O排放速率及其对降水和气温的响应特征

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站,利用静态密闭箱-气相色谱法,连续两年(2013,2014年)进行了高寒草甸N_2O排放速率及其对降水和气温的响应特征研究。结果表明:高寒草地N_2O年平均排放速率为32.4±3.1μg/(m~2·h),生长季排放速率为41.1±4.3μg/(m2·h),明显高于休眠季的排放速率20.2±3.2μg/(m~2·h);不同采样时期N_2O排放速率具有极显著差异;气温与N_2O的排放速率之间存在显著正相关关系(R=0.52),随着日平均气温增加,高寒草甸土壤N_2O排放速率逐渐提高;降水量与N_2O排放通量之间存在较弱的负相关关系。在未来全球增温的气候情景下,高寒草地土壤N_2O排放量将呈现上升的趋势。