大学论文 新疆山区草地生态系统植被恢复过程中碳循环研究.pdf

新疆农业大学硕士学位论文新疆山区草地生态系统植被恢复过程中碳循环研究姓名：董自红申请学位级别：硕士专业：土壤学指导教师：蒋平安20060601摘要新疆是中国最主要的天然草地分布区域之一，其天然草地面积占全国的1 4 ．5 8 ％过度放牧引起的天然草地退化是新疆面l 临的重大生态环境问题本试验是与世行项目配套的全球环境基金的重要课题之一，其主要目标是通过对项目区内具有全球意义的天山及阿勒泰山内陆干旱区草地生态系统的碳循环研究，为新疆天然草地的可持续性发展提供理论依据本试验取得了如下主要结论1 ．本研究的结果认为，围栏使草原生物量增加，输入土壤的有机物质增多，同时土壤生态条件的改 变促进了土壤有机质的形成，增加了土壤有机碳、氮的截存，有利于天然草地土壤有机碳、氮的提 高和恢复但由于土壤有机碳、氮的积累相对较慢，大部分又积存在土壤表层，需进一步深入研究围封的尺度2 ．高山草甸围栏外、亚高山甸植物群落夏季C O z 排放通量与气温及5 c m 、1 0c m 地温呈正相关关系，与1 5 c m 、2 0 c m 、2 5 c m 地温无相关性，但高山草甸围栏内的∞z 排放通量只与气温和5 c Ⅲ地温呈正相关关系。

围栏时间较长的高山草甸围栏内土壤c 0 2 平均排放通量高于围栏外，而围栏时间较短的亚高山草甸围栏内土壤c 0 2 平均排放通量低于围栏外研究还发现，高山草甸围栏外排放C 嘎7 1 ％来自土壤呼吸；围栏内6 4 ％来自土壤呼吸；亚高山甸围栏外c o 近6 7 ％来自土壤呼吸；围栏内6 5 ％来自土壤呼吸3 ．在围栏封育条件下，高山草甸和亚高山草旬生态系统是c H 4 的弱源，其平均排放通量分别为O ．0 0 0 3 9 9g ／m 2 ．h 、0 ．0 0 0 2 2 8g ／Ⅲ2 ．h ；自然放牧条件下高山草甸和亚高山草甸生态系统是C H 的弱汇，平均排放通量分别为一0 ．o 0 0 2 5 1g ／Ⅲz ．h ，一0 ．0 0 0 9 7 8g ／m 2 ，h 4 ．围栏内的植物碳通量均高于围栏外，增加幅度高山草甸> 山地草原> 亚高山草甸，山地草原围栏内外植物碳通量分别为0 ．8 8 4 5k g ／m z 、O ．5 6 6 6k g ／m 2 ；亚高山草甸围栏内外植物碳通量分别为1 - 2 5 0 6k g 艋、1 ．0 1 9 2k g 府：高山草旬围栏内外植物碳通量分别为2 ．3 0 5 5k g ／m 2 、1 ．4 4 5 4k g ／m 2 。

5 ．围栏时间较长的高山草甸围栏内土壤有机碳通量高于围栏外，围栏时间较短的亚高山草甸和围栏割草的山地草原围栏内土壤有机碳通量均低于围栏外这表明，围栏导致了初级生产固定碳显著增加，而土壤有机碳的积累相对很慢在短期内围栏对土壤无机碳通量影响不大关键字：天然草地，碳循环，围栏，O 如排放，碳密度A b s t r a c tx 埘i a n gi so n eo f 也el a r g e s tn a t u r a lg r a s s l a n dr e 百o n a ld i s 研b u d o ni I lc h i 工l a ，w h o s ea r e ao f 血en a n 】r a l 哪s s l a l l da c c o u n t sf o r1 4 ．5 8 ％o fm a to fc h i n a ．N o ww ea r cc o n ￡r o m o dw i 血o n em a j o re c 0 1 0 9 i c a lp r o b l e mi 1 1x 蠲i a n g —也ed e g r a d 撕o no f 也en a t I l r eF a s s l a n dg e n e m t e db yo v e 唱r a z i I l g ，T h i st e s ti so n eo fⅡ1 ci I n p o n 船tt o p i c so f 也eG l o b a lE n v i r o n m ∞tF l l n d ，I t sm a i no b j e c 石v ci s 山ea d 叩廿0 no fag l o b a ls i 弘i 6 c a n c et ot l l ep r o j e c ta r e aA 1 t a y 柚dT i a n s h a nm o l I n t a i n s “a n de c o l o 百c “z o n 船o f 血e 撕dz o n e 孕a s s e c o s y s t 鼬c a r b o nc y c l er e s e a r c h ．na i m st op r o v i d et h es u s t a i n a b l ed e V e l o p m e n to ft h en a 咖1g r a s s l a n dw i _ [ hat b o r e d c a lb a s i si nx 画i a n gt h r ∞g ht h ec a r b o nc y c l er e S 髓r c ho ft 1 1 e 蓼a s s l a n de c o s y s t e mo f 出ei n t e r i o ra r i dr e 百o ni nt h ep r o j e c ta r e aT i a n s h a nm o u n t a i na n dA J 乜yT h i st e s th a sm a d e 也ef 0 1 1 0 w i n gm 血c o n c h I s i o Ⅱs ．1 ．A c c o r d i n gt ot h e ㈣l t so f ( h i st e s t ，f 缸c i n ga d d 乎％t l yt o 也ep r a { r i eb i o m a s sa n d 也es o i lo 唱柚i c ．h 也em e a n 、Ⅳh n e ，m ec h 柚g eo r 也es o i le c 0 1 0 垂c a lc o n d i t i o np r o m o t e s 也ef 0 越a d o no f 血es o i lo r g a n i ca n di n c 豫觞e sm er e s e n ，i n go f 也es o no 唱a n i cc a r b o n 蚰dn i 仃o g ∞．ni so f 争e a tb e n e 丘tt 0t h ee n h a n c e m e ma n dt h er ∞t o 觚o no f s o i lo r g a n i cc a 工b o na n dn i 自f o g e ni n 也e 瑾m l r a lg r a s s l a n d ．W h n ed u et o 也e8 l o w n e s si n 也ea c c u m u l 撕o no f t h es o i lo r g a n i cc a r b o n 锄dn i 仃o g e n ，山em a j o r i t yo f 也a tr e m a i n si nm es o 丑s u m c el a y e r _ mt l l i sc 私e ，f 【l 曲e rr e s e a r c hs h o u l db ed o n eo nt h e 血es c a l ef b r 蜘c i n g ． 2 ．1 kc 0 2f l u x e s 怕mt h ep l a n tc o m 玎m i 石器o f o u t s i d e 缅c eo f A J p 沁m e a d o wa n ds u b a l p 址m e a d o wa r es i g I l i 丘c a n t l yp o s i d 、r e l yc o r r e l a f e dw i 血也ea i rt e m p e 扭t l | ：r e 壮d5 c ma n d1 0 c ms o i ld e p mt e m p e r a 咖a n d h a v en oc o r r e l 撕o n 谢t h1 5 c ma n d2 0 c ma n d2 5 c ms 甜d 印血t e m p e r a t l l r e 耽e C 0 2n u x 髓舶m 血ep l a n tc o I 籼i d e so fi ns i d ef b n c eo fA l p i n em e a d o wa r eo n l ys 适n i f i c 缸m yp o s i t i v e l yc o r r d a t e d 、聃也t h ea i rt 即聊船t u r ca n d5 c ms o i ld 印血t 即1 p 盯a t l l r 它．T h eC H 4 丑1 Ⅸe sh a v en oc o r r e l a d o Ⅱ谢t h 血ea i rt e m p e r a t u r ea n d5 c ma n dl O c ms o i ld c p t ht e m p 盯a t l l r e ．1 1 1 ea 、，盯a g e c 0 2n u xo f i n s i d e 缸c e 黜h i 衄也衄m a to f o u t s i d e i nA 1 p m w l l i c h f c n c e da l o n g血d e ，b u t 她to f i n s i d e f 缸c e a r e l o w e r 也a n 血a to r o u t s i d e i ns u b a l p i n e w h i c h 航c e das h o n 缸e ，M o r e o V 盯，o u rr e s l l l t sa l s os h o w e dt h a t 血e r ea r e7 1 ％o f 血ec 0 2n u xe m i t t e di nA 】p i n eo u t s i d e 也e 缅c ec o m 咄舶m 血es o i lb r e a 也a n d 也e r ea r e6 4 ％o f 也e m a n i t 跚i nA J p i n e i n s i d e 也e 缅c ec o m i n g 劬mt h ea b o v cm e n d o n e dt h i n g ．T 慨m6 7 ％o f 山锄e r n i 钍e di ns u b 咖i n eo u 忸i d et h e 缸c ec o m 地丘o m t h es 衄b r e a 血a n d i ns u b a l p i n e i n s i d e 血e 缅c e 也c r e a r e 6 5 ％o f 血锄c o m 堍舶m t h a t ．3 ．u n d e r 也ec o n d i d o no fa n i m a lr a i s i n gs h u tw i t hf 醯c i n g ，t h eA 珏妇e 蛆ds u b 山i n em e a d o we c o s y s t e ma r c 血ew e a ks o u r c eo f c H 4 ．1 1 1 ea v c r a g ec H 4n u xo f l h 锄盯eO ．0 0 0 3 9 9 咖飞0 m 0 2 2 8 咖2 h ．u n d 盯也en a 仰砌p a s t u r i n gc o n d m o n ，t h eA 1 p i n e 锄ds u b a l p i n em ∞d a we c o s y。