本文關鍵詞：高寒草甸CH_4和CO_2通量對放牧的響應，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：青藏高原幅員遼闊,地理位置獨特,對全球溫室氣體排放具有很大的影響潛質。但放牧對其甲烷和二氧化碳氣體“土壤-大氣”排放機制的影響目前還并不清楚。由于青藏高原對全球氣候變化比較敏感,其在亞洲乃至全球范圍內對氣候的反饋調節(jié)作用也不容小覷。該地區(qū)自然環(huán)境較惡劣,存在很多由于自然分布或人為活動造成的生態(tài)環(huán)境問題。但其土壤有機質含量豐富,土壤碳密度明顯高于其他各地區(qū)。所以保護及研究青藏高原草原對減少全球二氧化碳及甲烷排放具有重要作用。本研究旨在探討控制性輪牧試驗對青藏高原高寒草甸主要溫室氣體(甲烷、二氧化碳)排放通量的影響,從植被、土壤及草地三個界面展開研究。在青藏高原東北緣高寒草甸設置定點試驗,共設0、8、16羊/公頃3個放牧梯度,于每年6-9月(夏季牧場)、10-12月(冬季牧場)進行放牧,于2010、2011年盛季(7-8月),2010、2011年枯黃期(11-12月),2011、2012年返青季(4-5月)用靜態(tài)箱法分別測定各季節(jié)草地、土壤以及植被甲烷、二氧化碳通量及水分代謝日動態(tài)(每日8：00,10：00,12：00,14：00,16：00,18：00,20：00,0：00及4：00測定)和季節(jié)動態(tài)通量,同時測定靜態(tài)箱內溫度、5 cm土壤溫度及土壤微生物量碳、氮,分析其對甲烷及二氧化碳通量的影響。取得的主要研究結果如下：1.盛季土壤呈現(xiàn)為吸收甲烷狀態(tài)。各個處理吸收通量均呈先增后減的趨勢。各處理吸收甲烷最大和最小通量值出現(xiàn)在凌晨4：00和14：00。16羊/公頃處理土壤吸收甲烷通量最大。盛季草地在各個放牧強度下也均呈現(xiàn)為完全吸收甲烷的狀態(tài)。各處理最大和最小吸收值出現(xiàn)在凌晨0：00-4：00和12：00-14：00,且放牧處理下草地吸收甲烷通量高于不放牧處理。枯黃期土壤在0和8羊/公頃處理下呈白天排放夜間吸收甲烷狀態(tài)。各處理吸收最大和最小通量出現(xiàn)在凌晨0：00-4：00和8：00-10：00�？蔹S期土壤整體呈現(xiàn)出吸收甲烷的狀態(tài),且放牧處理的吸收通量高于不放牧處理�？蔹S期草地同樣在0和8羊／公頃處理下呈白天排放,晚上吸收甲烷的動態(tài)變化�？傊翟�16羊／公頃處理下呈現(xiàn)為吸收甲烷狀態(tài)。16羊／公頃處理下草地吸收甲烷通量大于0和8羊/公頃處理。各處理下吸收最大值出現(xiàn)在凌晨0：00。返青季土壤在各處理下均呈白天排放夜間吸收甲烷的趨勢,0羊/公頃處理下土壤吸收與排放甲烷通量相當,8羊/公頃處理下土壤排放通量大于吸收,而在16羊/公頃處理下,土壤呈現(xiàn)出吸收甲烷的狀態(tài)。返青季草地在0及8羊/公頃處理下呈白天排放,晚上吸收甲烷的趨勢�？偭吭�0及8羊/公頃處理下呈排放甲烷狀態(tài),在16羊/公頃處理下呈吸收狀態(tài)。2.盛季土壤二氧化碳通量在各處理下最大和最小排放通量出現(xiàn)在正午14：00凌晨4：00。盛季草地16羊/公頃處理下草地排放通量大于8與0羊/公頃,最大和最小排放通量出現(xiàn)在正午14：00和0：00-4：00�？蔹S期土壤最大和最小排放通量分別出現(xiàn)在正午14：00和凌晨4：00。枯黃期草地排放二氧化碳通量1608羊/公頃,最大和最小排放通量分別出現(xiàn)在正午14：00-16：00和凌晨4：00。返青季土壤日累計排放總通量1680羊/公頃,最大和最小排放通量分別出現(xiàn)在正午14：00-16：00和凌晨。返青季草地最大和最小排放通量分別出現(xiàn)在正午12：00-14：00和凌晨。3.土壤,草地和植被甲烷通量在不同季節(jié)與5 cm地下溫度及箱內溫度均無明顯相關性。而二氧化碳通量,土壤在盛季與5cm地下溫度及箱內溫度均呈正相關關系,在枯黃期與5cm地下溫度無明顯相關性；在返青季與5cm地下溫度呈顯著正相關,且放牧處理的相關性高于不放牧,而與箱內溫度均呈正相關關系。4.盛季甲烷通量與0-5 cm土壤微生物碳、氮含量均呈負相關,與5-10 cm土壤微生物碳、氮含量也均呈正相關�？蔹S期草地甲烷通量與0-5 cm、5-10 cm土壤微生物碳含量呈正相關,與0-5 cm土壤微生物氮含量呈負相關,土壤甲烷通量與0-5 cm、5-10 cm土壤微生物碳含量均呈負相關,而與0-5 cm、5-10 cm土壤微生物氮含量呈正相關。返青季草地甲烷通量與0-5 cm土壤微生物碳、氮含量均呈正相關,而土壤甲烷通量與0-5cm土壤微生物碳含量呈負相關,與0-5 cm土壤微生物氮含量呈正相關。返青季草地及土壤甲烷通量均與5-10 cm土壤微生物碳、氮含量呈負相關。5.盛季草地二氧化碳通量與0-5 cm土壤微生物碳含量呈負相關,與5-10cm土壤微生物氮含量呈正相關。而土壤二氧化碳通量與0-5 cm土壤微生物碳含量呈正相關,與5-10 cm土壤微生物氮含量呈負相關。草地及土壤二氧化碳通量均與5-10 cm土壤微生物碳含量均呈負相關,與0-5cm土壤微生物氮含量呈正相關�？蔹S期草地二氧化碳通量與0-5 cm、5-10 cm土壤微生物碳含量均呈正相關,與0-5 cm土壤微生物氮含量呈正相關。而土壤二氧化碳通量與0-5 cm、5-10 cm土壤微生物碳含量均呈負相關,與0-5 cm土壤微生物氮含量呈負相關。草地及土壤二氧化碳通量均與5-10 cm土壤微生物氮含量呈正相關。返青季草地二氧化碳通量與0-5 cm土壤微生物碳含量呈負相關,與0-5 cm土壤微生物氮含量呈正相關,與5-10 cm土壤微生物氮含量呈負相關。而土壤二氧化碳通量與0-5 cm土壤微生物碳、氮含量均呈正相關,與5-10 cm土壤微生物氮含量呈正相關。草地及土壤二氧化碳通量均與5-10 cm土壤微生物碳含量呈正相關。本研究的主要結論為枯黃期出現(xiàn)零下溫度的時候氣體排放通量通常也會接近于0。在返青季,土壤和植被呼吸(二氧化碳排放通量)在相同溫度下要比盛季更低。盛季甲烷及二氧化碳排放通量較高,可以觀測到較多差異顯著性。在盛季,放牧顯著降低了土壤和植被的呼吸作用,并確認植被可排放甲烷。土壤呼吸與箱內溫度有很強的相關性,但土壤對甲烷的吸收正好相反：甲烷的吸收通量與土壤溫度的相關性更好。草地(即土壤與植被的總效應)二氧化碳的總排放通量在未放牧樣地里為28 t CO2ha-1 yr-1,而在16羊/公頃放牧樣地里為33 t CO2ha-1yr-’,而該研究區(qū)試驗樣地內凈植被生產量為3.0 t干物質量(DM)ha-1yr-1,這種現(xiàn)象也意味著區(qū)域內的較高溫度會加速土壤有機碳(SOC)的氧化進程,但這一結論還需要進一步的研究驗證。
【關鍵詞】：高寒草甸 甲烷 二氧化碳 土壤微生物碳 蒸發(fā)量 蒸散量 土壤溫度
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S812
【目錄】：

• 中文摘要3-6
• Abstract6-12
• 1 前言12-24
• 1.1 研究進展與意義12-13
• 1.1.1 研究背景12
• 1.1.2 國內外研究進展與意義12-13
• 1.2 草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究進展13-20
• 1.2.1 影響草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的因素14-16
• 1.2.2 草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)及碳貯量16-17
• 1.2.3 草地生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)和全球氣候變化中的作用17-19
• 1.2.4 高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)及在全球氣候變化中的作用19-20
• 1.3 主要溫室氣體源匯機理研究進展20-23
• 1.4 論文研究內容、創(chuàng)新點23-24
• 1.4.1 主要研究內容23
• 1.4.2 研究創(chuàng)新點23-24
• 2 材料與方法24-33
• 2.1 研究區(qū)自然概況24-25
• 2.2 研究區(qū)簡介25-27
• 2.2.1 植被特征25-27
• 2.3 樣地設置27-28
• 2.3.1 輪牧處理及樣地設置27
• 2.3.2 試驗樣地選擇27-28
• 2.4 試驗方法28-32
• 2.4.1 CH_4及CO_2氣體采集和通量測定28-30
• 2.4.2 土壤微生物C,N分析30-32
• 2.4.3 地上及地下生物量測定32
• 2.5 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析32-33
• 3 研究結果33-96
• 3.1 不同放牧梯度下高寒草甸CH_4通量動態(tài)變化33-53
• 3.1.1 土壤CH_4吸收通量日動態(tài)變化33-37
• 3.1.2 土壤CH_4通量與溫度的關系37-39
• 3.1.3 草地CH_4吸收通量日動態(tài)變化39-44
• 3.1.4 草地CH_4通量與溫度的關系44-46
• 3.1.5 植被CH_4通量與溫度的關系46-48
• 3.1.6 CH_4通量與土壤微生物量碳的關系48-50
• 3.1.7 CH_4通量與土壤微生物量氮的關系50-51
• 3.1.8 CH_4通量月動態(tài)51-53
• 3.2 不同放牧梯度下高寒草甸CO_2通量動態(tài)變化53-72
• 3.2.1 土壤CO_2排放通量日動態(tài)變化53-56
• 3.2.2 土壤CO_2通量與溫度的關系56-58
• 3.2.3 草地CO_2排放通量日動態(tài)變化58-62
• 3.2.4 草地CO_2通量與溫度的關系62-64
• 3.2.5 植被CO_2通量與溫度的關系64-66
• 3.2.6 CO_2通量與土壤微生物碳的關系66-68
• 3.2.7 CO_2通量與土壤微生物氮的關系68-70
• 3.2.8 CO_2通量月動態(tài)70-72
• 3.3 不同放牧梯度下高寒草甸蒸發(fā)量及蒸散量動態(tài)72-86
• 3.3.1 土壤蒸發(fā)量日動態(tài)變化72-75
• 3.3.2 土壤蒸發(fā)量與溫度的關系75-77
• 3.3.3 草地蒸散量日動態(tài)變化77-80
• 3.3.4 草地蒸散量與溫度的關系80-82
• 3.3.5 土壤蒸散、蒸發(fā)量與土壤微生物量碳的關系82-83
• 3.3.6 土壤蒸散、蒸發(fā)量與土壤微生物量氮的關系83-85
• 3.3.7 高寒草甸蒸發(fā)量及蒸散量月動態(tài)85-86
• 3.4 微生物碳、氮量對放牧率的響應86-87
• 3.5 CH_4和CO_2氣體通量與各影響因子間的模型系數(shù)87-91
• 3.5.1 甲烷通量與各因子間的回歸模型87-88
• 3.5.2 二氧化碳通量與各因子間的回歸模型88-91
• 3.6 小結91-96
• 3.6.1 不同放牧梯度下日動態(tài)通量變化91-94
• CH_4通量日動態(tài)變化91-92
• CO_2通量日動態(tài)變化92-93
• 水分代謝日動態(tài)變化93-94
• 3.6.2 氣體通量與溫度的關系94
• 3.6.3 氣體通量與微生物的關系94-96
• CH_4通量日動態(tài)變化94-95
• CO_2通量日動態(tài)變化95-96
• 4 討論96-99
• 4.1 草地及土壤甲烷通量特征96-97
• 4.2 草地及土壤二氧化碳通量特征97-99
• 參考文獻99-107
• 在學期間的研究成果107-108
• 致謝108-109

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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3 S.PETH;R.HORN;;Effects of Grazing Intensity on Soil Water Regime and Flux in Inner Mongolia Grassland,China[J];Pedosphere;2012年02期

4 王春光;張思沖;辛蕊;羅嬌贏;周曉聰;;哈爾濱市東郊菜地土壤重金屬環(huán)境質量評價[J];中國農學通報;2010年02期

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本文編號：419049