放牧对高寒草地微尺度斑块及其构件特征的影响

斑块是放牧生态系统景观的固有组分,是草地生态系统结构与功能体现的基础单元,是生态系统过程、稳定性维持和退化生态系统恢复研究的核心内容.以高寒草地生态系统研究的重要工具之一微斑块为论述基础,从微斑块属性特性、构件特征及动态特征3个角度阐述了高寒草地演替中微斑块及其构件(植物群落、植物根系、土壤养分及土壤微生物)与干扰的响应及变化过程,梳理了微斑块镶嵌体空间资源配置与生态系统稳定性维持之间的耦合关系.对相关研究结果的概述有助于深刻理解草地生态系统维持机制、自组织形式及对干扰的应对策略,以期为受损高寒草地的恢复提供理论依据.     

环境因子对暗沃寒冻雏形土土壤CO2释放速率的影响

暗沃寒冻雏形土土壤CO₂释放的日变化与气温及地表温度的日变化过程同步,只是气温日变化峰值推迟了2h。地表温度与土壤CO₂释放速率呈极显著正相关。暗沃寒冻雏形土土壤CO₂释入的季节动态受土壤温度(0～30cm,特别是10cm)、真菌菌丝生物量(0～20cm)、土壤有机碳现存量(0～20cm)和生物量的影响。它们均与土壤CO₂的释放速率呈显著或极显著的正相关关系。过度放牧使土壤容重增大,孔隙度和土壤有机碳贮量减小,从而降低土壤CO₂释放速率,方差分析结果表明,差异显著。而土壤湿度及降雨对土壤CO₂释放速率影响较小。     

不同退化程度下的高寒草甸主要温室气体通量

青藏高原高寒草甸对于气候变化和人类活动敏感而脆弱,以高寒草甸4个退化阶段: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)为研究对象,利用静态箱法研究了草甸退化对于草地主要温室气体通量的影响。结果表明:不同放牧强度对于草地温室气体通量影响显著,重度退化草甸相比原生草甸CH_4吸收显著增加(p0.05),CO_2排放能力逐渐降低,N_2O排放能力显著增强(p0.05),放牧活动对于高寒草甸的影响首先表现在植被上,而土壤环境的变化相比植被更加迟滞,因此退化年限对于草地温室气体通量至关重要。通过逐步回归分析得知,草甸甲烷通量主要影响因子为土壤紧实度、有机质、植被盖度;二氧化碳通量主要影响因子为全磷、植被盖度、全氮;氧化亚氮通量主要影响因子为有机质、紧实度、死根,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。