草地生态系统对模拟大气增温的响应

气候变暖是全球气候变化的主要趋势,对生态系统将产生不可估量的影响。增温使植物的生长期延长,生物量有所增加,生长最适宜温度低的植物光合速率增加;而气孔导度变化没有规律,叶片中钠、钾、磷的含量显著下降。增温条件下不同草地类型植物群落的生物量的变化不一致,高寒草甸的矮嵩草(Kobresia humilis)将会被其他替代,羊草草原会被大针茅(Stipa grandis)替代。被研究的草地动物主要是昆虫和鼠类,增温后昆虫世代数增加,并有向高海拔和高纬度地区扩散的趋势;增温样地鼠类的种群密度有所提高,性别比例和种群年龄结构未发生改变。增温使土壤呼吸和土壤酶活性增强,土壤细菌量增加,有机碳的变化不确定。本文总结了草地生态系统各组分对于增温的响应,但增温对草地生态系统和生物圈的影响有待于进一步深入持久的研究。     

梯度增温对青藏高原高寒草甸生态系统碳交换的影响

高寒草甸是青藏高原主要的草地生态系统类型,对气候变化非常敏感,研究高寒草甸生态系统碳交换对升温的响应具有重要的理论和现实意义。在青藏高原中部地区的高寒草甸,使用开顶箱法(open-top chambers,OTCs)设置不增温对照(T_0)以及4个不同程度的增温处理(T_1、T_2、T_3、T_4),采用CO_2红外分析仪对生长季期间的碳交换进行连续3年的观测。结果表明,4个增温处理的5cm土壤温度较之于不增温对照分别增加1.73(T_1)、1.83(T_2)、3.03(T_3)以及3.53℃(T_4);土壤水分没有发生梯度变化。观测期间,净生态系统碳交换(net ecosystem carbon exchange,NEE)基本为负值,因此高寒草甸表现为碳汇。增温小于2℃促进总生态系统生产力(gross ecosystem productivity,GEP),但对生态系统呼吸(ecosystem respiration,ER)影响较小,因而促进NEE,即促进高寒草甸的碳吸收;但增温大于3℃则抑制GEP,对ER影响较小,因而总体上对NEE产生抑制作用。综上所述,在高寒草甸生态系统,适度增温促进碳吸收,增温过度则降低碳吸收。     

模拟降水对荒漠草原生态系统碳交换的影响

全球降水格局的改变势必会影响陆地生态系统的各项功能,而草地碳汇功能对水分的变化极为敏感.为探究不同降水梯度对生态系统碳交换产生的影响,于内蒙古四子王旗荒漠草原设置模拟降水试验(减水50％、自然降水、增水50％和增水100％),在2017年5月至9月,每隔15?d采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法测定生态系统净碳...     

降水调节荒漠草原生态系统碳交换对增温和氮添加的响应

气候变暖和大气氮沉降对草地生态系统功能有重要影响。然而,降水变化如何调节荒漠草原生态系统生产功能对气候变暖和氮沉降的响应还不清楚。本研究基于内蒙古短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)荒漠草原长期增温和氮添加试验平台,分析两个连续降水差异较大年份中植物生产力和生态系统碳交换对增温和氮添加响应的不同。结果表明：(1)植物群落地上生物量在干旱和湿润年份有显著差异。在干旱年份,氮添加使得C₃植物地上生物量显著降低了10.50%;在湿润年份,氮添加使得植物群落地上生物量和C₃植物地上生物量分别显著增加了11.69%和8.06%。(2)在干旱年份,氮添加显著促进了净生态系统碳固定,而增温显著降低了总生态系统生产力;在湿润年份,增温和氮添加对生态系统碳交换均没有显著影响。因此,野外长期监测结合年际间降水波动对分析全球变化影响草原生态系统功能十分必要。     

高寒湖滨湿地生长季生态系统碳交换对增温的响应

全球平均气温的不断上升对陆地生态系统的碳收支产生了深远的影响。本研究基于LI-6400便携式光合仪和密闭箱式法,并通过设置开顶箱(OTCS)增温装置来模拟增温状态,研究了2017青海湖流域的小泊湖高寒湖滨湿地7～9月净生态系统碳交换(NEE)、生态系统呼吸(ER)、总生态系统生产力(GEP)对增温的响应。研究结果表明:1) NEE、ER、GEP均表现为明显的日变化和月变化特征,且在整个研究阶段生态系统表现为碳汇; 2)增温对NEE、GEP抑制作用明显,对ER的影响较小,增温处理下的生态系统碳交换与对照相比较弱,从而降低了整个湿地生态系统的碳汇能力。     

模拟增温对高寒草地土壤原核生物群落组成及多样性影响

全球变暖成为目前关注的热点话题,而微生物对环境变化的反馈对研究全球变暖具有重要意义,本文通过对青藏高原高寒草地土壤原核生物群落组成、多样性与环境因子进行相关性分析,研究不同的环境因子与土壤原核生物群落结构的关系,旨在揭示土壤原核生物群落与全球变暖的关系,为预测全球变暖将如何改变生态系统功能做铺垫。结果表明：温度增加会使原核生物群落α多样性和丰富度降低;模拟增温处理下土壤原核生物群落以变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、奇古菌门（Thaumarchaeota）等为主要优势菌门;模拟增温处理对原核生物群落结构没有显著的影响;铵态氮、植株高度、物种数是主要影响原核群落结构的因子。     

草地生态系统土壤碳矿化研究进展

草地生态系统在全球陆地碳循环中占有非常重要的地位。土壤碳矿化是连接全球碳循环和陆地生态系统功能的最重要的环节之一。近年来,学者们开展了大量有关草地生态系统土壤碳矿化的研究。本文从草地生态系统土壤碳矿化的影响因素、研究方法等方面进行综述,提出了未来草地生态系统土壤碳矿化的研究趋势。土壤碳矿化作用受土壤微生物和土壤有机碳质量的直接影响,同时受气候、植物、土壤、人类干扰等因素的间接影响;多数草地土壤有机碳矿化研究采用室内土壤需氧培养法进行测定,培养产生的土壤碳矿化CO₂的测定方法有碱液吸收法、气相色谱法、CO₂红外气体分析仪法,其中碱液吸收法是应用最早、使用最为普遍的一种方法。未来的研究中,土壤碳矿化可以作为评价退化草地恢复、放牧地管理、合理配置草地等措施实施效果的指标之一,并且需要加强土壤活性有机碳和惰性有机碳矿化过程的土壤微生物学调控机制的研究。     

青藏公路对沿线草地生态系统土壤可溶性有机碳及其特征的影响

可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)是陆地生态系统碳循环的关键物质,为研究公路对沿线土壤DOC的影响,本试验以距G109格尔木至拉萨段公路不同水平距离(20 m,100 m,400 m)土壤为研究对象,测定土壤DOC含量,结合紫外可见光谱和三维荧光光谱分析土壤可溶性有机质(Dissolved organic matter,DOM)的光谱特征。结果表明：在同一海拔高度下,公路显著影响了土壤DOC分布的空间格局,距公路不同距离土壤DOC含量由高到低依次为：400 m > 100 m > 20 m;公路影响了土壤的芳香化程度和疏水性组分,距离公路越近,土壤有机质越不稳定;结合荧光特征指数得出,土壤DOM主要属于微生物源输入,且腐殖化程度较低。因此,对公路周边环境进行生态修复时,要特别注意距离公路较近处,可以通过提高植被覆盖度的方式,增加土壤碳储量及稳定性,保护生态环境。     

模拟降水和不同载畜率对荒漠草原生态系统碳交换的影响

[目的] 探究不同降水梯度和不同载畜率对生态系统碳交换的影响。[方法] 试验依托内蒙古乌兰察布市四子王旗短花针茅荒漠草原不同载畜率（对照、低载畜率、中载畜率、高载畜率）平台,增设模拟降水试验（减水50%、自然降水、增水50%、增水100%）。在2017年植物生长季,采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法测定生态系统净碳交换（net ecosystem carbon exchange,NEE）、生态系统呼吸（ecosystem respiration,ER）和生态系统总初级生产力（gross ecosystem productivity,GEP）对不同降水梯度和不同载畜率的响应。[结果] ①降水单因素处理对NEE、ER、GEP均产生极显著（P<0.001）影响。②高载畜率处理的ER显著（P<0.05）低于对照处理。③降水与载畜率的交互作用只对GEP产生显著（P<0.05）影响。相同载畜率处理下,降水量的增加对NEE、ER、GEP均有促进作用;相同降水处理下,对照区的ER、GEP显著（P<0.05）高于高载畜率区。ER、GEP在低载畜率条件下与土壤体积含水量的线性回归模型斜率的绝对值最大。[结论] 随着土壤含水量的增加,NEE、ER、GEP呈显著增加的趋势;随着载畜率的增加,ER显著降低,降水与载畜率的交互作用只对GEP产生显著影响,尽管水分的增加促进生态系统碳交换,但中、高载畜率条件下荒漠草原生态系统碳交换对土壤水分变化的敏感性减少。     

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。     

模拟增温增水对蒿类荒漠草地土壤种子库种子萌发的影响

为探讨水热交互作用对土壤种子库种子萌发的影响,采用双因素试验设计,通过模拟温度(对照,增温2、4、6℃,依次用T₀、T₂、T₄、T₆表示)、模拟增水(对照,增水5%、10%、15%、20%,依次用W₀、W₅、W₁₀、W₁₅、W₂₀表示)研究伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地0-10 cm土层中的土壤种子库种子萌发植物种类、数量及其植物多样性。结果表明：伊犁绢蒿荒漠草地0-10 cm土层可萌发土壤种子库的种子萌发密度和植物多样性随降水增加而增加,随温度增加而先增后降,但温度和降水的交互作用对其影响不显著(P> 0.05)。T₂W₂₀处理下萌发密度最大,为350.3粒·m^-2,较T0W0增加了119%;T6W0最小,为95.5粒·m^-2,较T0W0下降40%。T2W20...     

模拟增温对高寒草甸土壤性质的影响

全球变暖严重影响着草地生态系统碳氮循环,了解高寒草地生态系统碳氮循环对合理利用有限的草地资源有着极为重要的意义。为了探索全球气候变暖的背景下草地生态系统碳氮循环过程,本文采用开顶式增温小室（Open top champers,OTCs）连续四年模拟增温,对青藏高原高寒草地生态系统碳库（植物生物量碳库、土壤有机碳库和土壤微生物生物量碳库）动态变化及氮库（植物生物量氮库、土壤有机氮库和土壤微生物生物量氮库）动态变化进行研究。结果显示：模拟增温后,表层土壤年均温度增加了2.50℃,底层土壤年均温度增加了1.36℃。增温处理下植物-土壤-微生物生物量碳含量均高于对照,且土壤微生物生物量碳含量显著高于对照（P<0.05）。模拟增温处理下植物氮含量显著高于对照（P<0.05）。而土壤氮含量与微生物生物量氮含量均低于对照,差异不显著,说明高寒草甸碳氮对温度的响应较为明显。     

放牧对草地植物及土壤的影响

本文综述了放牧强度对草地生态系统中植物群落、植物多样性，植物生物量及土壤理化性质的影响，提出适度放牧是提高草地生产率，保持群落稳定性，使草地可持续利用的最经济有效的途径。     

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。     

模拟增温和添加氮素对高寒草甸草地生产力影响的初步研究

为探索高寒草地植被对模拟增温和添加氮素的响应机制,通过在野外对高寒草甸进行模拟增温和硝态氮、铵态氮的氮素添加试验,研究模拟增温和添加氮素对高寒草地群落物种组成、生产力及土壤水含量的影响.结果表明:增温和添加氮素可显著增加植物地上总生物量、优良牧草地上生物量和植被平均高度(P <0.05).增温处理能增加植物种类,且有利于杂类草生物量的增加;对几种主要植物来说,增温施氮互作下植株高度高于其他处理,土壤0～15和15～30 cm水分均先减少后增加,且都为不增温不施肥处理最高.可见增温施氮互作处理能够促进植被的生长,但不利于土壤水分的增加.     

增温与凋落物去除对人工草地土壤呼吸的影响

人工草地是重要的碳汇,但其土壤呼吸及其温度敏感性(Q₁₀)对气候变化和干扰的响应尚不清楚。本研究在大陆性季风气候区的紫苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis)2种人工草地开展了增温和凋落物处理试验,测量了土壤呼吸速率和Q₁₀,并分析了不同草地对这些影响的响应差异。结果表明：增温使年均土壤温度显著增加约2℃(P<0.05);同时,使年均土壤湿度和电导率显著降低(P<0.05)。增温使年平均土壤呼吸速率降低8.81%;凋落物去除使年平均土壤呼吸速率降低9.33%。增温和凋落物去除均使Q₁₀降低。不同草地对增温和凋落物处理有不同的响应,其中紫苜蓿草地对增温的响应大于无芒雀麦草地,而无芒雀麦草地对凋落物处理的响应大于紫苜蓿草地。本研究表明,试验区无芒雀麦群落相较于紫苜蓿群落更能抵抗气候变化和干扰的影响,有利于减少碳排放,是更好的建植人工草地的物种。     

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.