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.     

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。     

放牧对草地生态系统CO2净气体交换影响研究概述

陆地生态系统与大气之间的CO2净气体交换(net ecosystem exchange of carbon dioxide,NEE)被称为生物圈的呼吸,它是陆地生态系统碳循环的重要组分,是全球气候变化研究的重点.草地生态系统是陆地生态系统的主体,约占陆地表面的40％,是气候变化的敏感区域.放牧是草地生态系统的主要利用方式,伴随着气候变化,放牧利用强度不同,对草地生态系统NEE的影响也不同.本文以放牧草地生态系统NEE组成为基础,从放牧干扰途径出发,综述了放牧对草地生态系统CO2净气体交换特征的影响.放牧主要干扰草地土壤-植被界面,通过影响植物群落组成、地上净初级生产力、地下净初级生产力来影响植被群落的光合作用和呼吸作用,使草地生态系统的NEE发生变化;放牧也可通过影响土壤包括土壤呼吸、土壤养分以及土壤温度和水分来影响NEE.放牧干扰途径的研究亦可应用于草地开垦和刈割等利用方式中,这对了解和研究草地不同利用方式下生态系统的CO2交换特征、草地碳源或碳汇的转换状态,以及草地碳贮存功能的强弱具有重要意义.     

基于DNDC模型的高寒草甸土壤有机碳含量动态研究

研究发现以气温升高为主导的气候变化严重影响高寒草甸土壤有机碳含量的动态变化,然而,关于气候变化和放牧对土壤有机碳的耦合效应知之甚少。本研究采用增温-放牧试验结合DNDC(denitrification-decomposition)模型,检测气候变化和放牧对青藏高原高寒草甸土壤有机碳含量的影响,并评估气候变化和放牧对土壤有机碳含量变化的贡献率。结果表明:气候变化对土壤有机碳产生负面影响;放牧强度通过增加践踏、落叶和粪便返还影响土壤有机碳含量。温度、降水结合放牧强度,解释了高寒草甸土壤有机碳含量变化的63.4%。气候变化是导致土壤有机碳波动的主要因素,该因素解释了土壤有机碳变化的61.9%。相比之下,放牧强度解释了其变化的1.6%。持续的气候变化和放牧会影响土壤有机碳的动态变化,进而影响草地生态系统的服务功能。草地生态系统管理应考虑到潜在的气候变化,以实现该系统的可持续发展。     

草地灌丛化土壤碳氮地球化学循环

灌丛化(shrub encroachment)是全球陆地生态系统重要的生态现象之一,是影响草地碳库的重要过程。灌丛化由全球气候变化、降雨、火烧和生物活动等多因素共同作用形成,对区域环境、气候、土壤性质和碳循环影响显著。目前灌丛化对生态系统的影响仍存在分歧,表现在不同气候和降雨梯度下灌丛化后土壤有机碳/氮储量、养分循环和土壤温室气体排放等差异。本文总结和归纳了灌丛化形成与控制因素、灌丛化对团聚体稳定性、酶活性和土壤碳、氮循环的影响。灌丛化改变了土壤团聚体稳定性和酶活性,进而影响土壤呼吸以及土壤生源物质的存储、分解和循环,这将显著影响区域乃至全球气候变化。因此分析提出,今后应进一步加强对灌丛化形成过程长期的定位观察研究,以便了解灌丛化的可控因素,并加强对灌丛化后土壤有机碳库、土壤团聚体稳定性变化对碳氮循环进程和全球气候变化的影响研究。     

青藏高原草地生态系统碳循环研究进展

青藏高原属于气候变化的敏感区和生态脆弱带,对气候变化和人类活动扰动十分敏感,在未来全球碳循环调控中发挥着重要的作用。为增进对青藏高原高寒草地生态系统碳循环的理解,综述了近10年来气候变化、氮沉降和人类活动干扰下青藏高原温室气体排放、土壤碳库变化以及模型模拟应用等方面的最新研究进展。概括出高寒草地生态系统碳循环研究的草地类型主要包括高寒草原、高寒草甸、灌丛草甸草原、沼泽化草甸以及高寒湿地等。阐述了温室气体产生的机理、青藏高原高寒草地碳循环的源汇关系,指出温度升高、放牧、氮沉降是影响青藏高原温室气体排放、土壤碳库变化最重要的外界扰动,但是温室气体排放、土壤碳库对这3个因子之间协同作用的响应目前还不清楚。现有的高寒草地生态系统碳循环模型,主要以植被类型为基础,大多只考虑了水热因子,很少包含土壤因子和生物因子及其协同作用的影响。在此基础上,指出未来拟加强的研究重点: 1)冻融交替过程土壤温室气体排放研究; 2)非生长季土壤呼吸作用研究; 3)碳循环和植物物候耦合研究; 4)高寒草地生态系统碳循环模型的开发。     

植被修复对退化草地固碳的影响及展望

草原生态系统的固碳作用对区域乃至于全球的气候变化都会产生重大影响。草原作为我国第二大陆生态系统,对我国陆地生态系统CO2吸收与减排至关重要。然而,我国草原退化问题依然严峻,造成系统的固碳在较低水平上徘徊,通过植被修复提高其固碳能力的潜力巨大。为此,本文对草地固碳作用的重要性、我国草原退化状况、草地退化对草地碳库的影响、退化草地植被修复对碳库的重要作用以及退化草地植被修复的研究现状和存在的问题进行分析的基础上,提出了修复技术、修复效果和修复政策等方面的退化草地植被修复的研究展望。     

中国草地生态系统碳循环研究进展

草地生态系统碳循环研究在揭示草地碳源/汇功能,提高草地碳管理水平上至关重要。阐述了碳科学的重要意义;对我国草地生态系统碳储量及碳排放量评估结果予以总结比较;探讨工程建设、草原开垦、放牧管理、施肥、草地恢复技术和气候变化及其他自然因素对草地生态系统碳循环的影响;概括并评价目前我国草地生态系统碳评估的研究方法及意义。指出目前我国草地生态系统碳循环研究中存在的主要问题,及未来中国草地生态系统碳循环的研究趋势。     

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.     

AM真菌在草地生态系统碳汇中的重要作用

草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳储量中占有重要的地位,而广泛存在于草地生态系统中的丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,简称AM)真菌在草地生态系统的碳汇中起着重要的作用。本文从AM真菌功能多样性出发,从以下几个方面阐述AM真菌在草地生态系统碳汇中的作用:1)AM真菌对草地生态系统净初级生产力(NPP)的影响。2)AM真菌对土壤碳库变化的影响。3)AM真菌对CO₂浓度升高和大气氮沉降增加的响应。4)草地放牧利用、管理措施等干扰影响AM真菌,从而对草地生态系统碳循环产生影响。综合分析了AM真菌在草地生态系统中的作用机制,旨在为准确全面地评估碳汇现状、测算固碳速率、预估碳储量和应对全球气候变化提供方法和参考依据。     

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。     

草地生态系统碳汇浅析

大气CO2浓度R升高引起全球气候变暖,因此,陆地生态系统碳固存已经受到世界各国科学家的普遍关注。作为世界上植被类型分布最广的草原,既是重要的生态安全保障,又是重要的碳汇资源库。然而,长期以来人们仅注重了它承载牲畜的作用,但草原生态系统的碳储藏能力仅于森林,其能抑制温室效应。通过从草原生态系统的碳汇功能,草原生态系统固碳...     

降水和氮沉降对草地生态系统碳循环影响研究进展

随着全球变化的不断加剧,陆地生态系统碳循环备受关注,近年来预测未来降水格局变化和氮沉降增加对草地生态系统碳循环影响的研究不断深入。本文综述了全球背景下降水格局变化和氮沉降增加对草地生态系统碳循环的影响及其内在机理。降水量、强度、时间分布和频度以及氮沉降量、频度和形态的变化,通过改变土壤含水量、土壤温度、土壤养分及微生物活性影响生态系统的物种组成和结构,最终影响生态系统水平的碳循环。降水格局变化和氮沉降增加对生态系统水平碳循环是否存在交互作用没有统一的结论,因此在将来的研究中应采用多因子的实验,才能够更好的研究未来全球变化下生态系统碳循环的响应机理。     

黄土高原草地和农田系统碳动态对降雨、温度和CO2浓度变化响应的模拟

全球气候变化通常是多种环境条件同时连续地发生变化,而多因子的控制实验并不能完全模拟环境的变化且其通常需要耗费很高的成本。应用模型可以加深理解全球气候变化对生态系统结构和功能的影响。应用陆地生态系统(TECO)模型模拟黄土高原草地和农田生态系统在CO₂浓度、温度和降水改变情况下生态系统碳动态,探讨黄土高原草地和农田生态系统碳动态对未来气候变化响应。研究结果表明,随着温度升高,草地和农田生态系统净初级生产力(NPP)和异养呼吸(Rh)都呈现先增加后减少的趋势,生态系统碳净交换(NEE)表现出先减少后增加趋势,除农田系统的Rh对温度响应的拐点在当前温度,其余对温度响应拐点在增温4 ℃,此时系统固碳能力最高。降水和CO₂浓度增加改变生态系统NPP,Rh和NEE对温度变化的响应。随着降水增加,生态系统对温度响应更敏感;草地生态系统NPP,Rh和NEE对温度变化响应拐点发生改变,而农田系统无变化。CO₂浓度升高使农田生态系统NPP,Rh和NEE在增加4 ℃情景下,对温度变化响应不敏感。增加降水和增温对草地和农田生态系统NPP、Rh和NEE交互作用相对强度最大,分别为51.0%和30.0%、51.3%和16.6%以及-46.1%和-28.9%;增雨和增加CO₂浓度对草地和农田生态系统NPP、Rh和NEE交互作用相对强度最小,分别为2.4%和7.5%、3.7%和3.4%以及8.1%和-9.0%。三因子交互作用对生态系统NPP,Rh和NEE没有明显促进作用。与农田相比,草地生态系统碳动态对气候变化交互作用响应更显著。     

干扰对草地碳循环影响的研究与展望

草地碳循环不仅与草地植被、气候和土壤状况有关,而且与各类干扰利用活动密切相关,特别近几十年,人类的利用干扰活动对草地碳循环产生了巨大的影响。本文综合介绍了放牧利用、管理措施以及气候变化等干扰对草地生态系统碳循环影响方面的研究现状和进展,同时提出未来草地生态系统碳循环主要的研究方向,即不同干扰互交对草地生态系统的影响、模型方法在干扰与草地生态系统碳循环研究中的应用、干扰对草地碳循环影响的驱动机理。     

草地农业生态系统中的碳循环研究动态

草地生态系统的碳循环是维系陆地生态系统的基本机制之一,并与陆地生态系统的维持、发展和稳定性机制等相联系.通过对草地植物碳库、草地凋落物碳库、草地土壤碳库等草地生态系统碳循环的研究动态进行综述,旨在把握草地生态系统碳循环的特征及规律,从而深入研究碳元素各个贮存库间的定量迁移和转化关系的内部机制.