王艳芬[1]2001年在《人类活动干扰下草原温室气体地-气交换特征及碳平衡研究》文中认为放牧和开垦目前是内蒙古草原最主要的两种人类生产活动，采用静态箱-气象色谱法对这两种土地利用方式下草原主要温室气体（CH_4、N_2O和CO_2）地-气交换通量进行了原位观测，同时结合草原生态系统碳循环特征对放牧生态系统碳素收支状况进行了初步探讨，首次对开垦前后内蒙古草原CH_4吸收和N_2O排放的季节、昼夜变化特征进行了分析研究，对不同牧压梯度下内蒙古草原碳的损失进行了估算。主要研究结果包括以下4个方面： 1．内蒙古草甸草原开垦是大气CH_4的汇，开垦为农田后，土壤-植物系统吸收大气CH_4的能力增强。测定期间，农田与邻近的天然草原CH_4平均吸收通量为23.38和24.57ugCm~(-2)h~(-1)；尽管农业活动改变了草原CH_4地-气交换通量，但是通量的量级仍是由当地季节性变化的气候条件决定的，其CH_4吸收通量具有强烈的季节变化规律，表现为“春秋季高，夏季低”的特点；耕作使得土壤-植物系统CH_4吸收通量的季节变化趋于平缓。 2．内蒙古天然草甸草原是大气N_2O的源。测定期间的平均排放通量为1.922ugNm~(-2)h~(-1)，通量范围为-0.484～7.425ugNm~(-1)h~(-1)；天然草原N_2O排放具有明显的昼夜变化规律和季节变化特征，排放通量出现两个高峰期，整个生长季表现为高（5月中旬）—低（5月下旬至7月中下旬）—高（7月下旬至8月中旬）—低（8月下旬至9月）的趋势；农垦增强了土壤-植物系统排放N_2O的能力。观测期间平均排放通量为2.914ugNm~(-2)h~(-1) ，比天然草原高52％，排放通量的季节规律性减弱，整个生长季呈现波动性变化，通量变化与天然草原相比趋于平缓。 3．内蒙古冷蒿-小禾草草原与天然草甸草原一样，起着CH_4汇、N_2O源的功能。主要温室气体CH_4、N_2O和CO_2的地-气交换通量受水热因子控制，与温度之间存在显着相关关系，具有季节变化特征；时间尺度对于讨论不同放牧压力下甲烷通量具有重要意义，不同放牧率处理9年后，土壤吸收甲烷的能力在当地自然气候条件下没有显着变化；放牧对草原N_2O排放通量影响显着，依次是轻度放牧＜围栏封育＜中度放牧＜重度放牧；放牧增大了CO_2排放通量，观测期间四种处理间CO_2通量差异显着，CO_2排放通量四种处理依次为：围栏封育＜轻牧＜重牧＜中牧。 4．对内蒙古草原放牧条件下碳收支状况的研究表明，冷蒿-小禾草草原受自然条件和人为因素双重作用存在由碳库（积累碳）向碳源（释放碳）转化的可能性。
徐淑新[2]2011年在《营养元素的添加对草原生态系统土壤碳过程的影响》文中认为自工业革命以来,大气中温室气体浓度增加引起的全球环境变化,严重威胁着人类生存与社会经济的可持续发展,成为全球强烈关注的重大环境问题。草地作为响应全球变化和人类活动较为敏感的生态系统之一,其温室气体通量以及与全球环境的关系正日益受到人们的重视。开展草地生态系统温室气体及其影响机制的研究,既是草地生态系统地——气相互作用的重要环节,又是保证我国社会经济高速发展、促进我国生存环境改善及履行气候变化公约的基础研究。本文以位于内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县——中国科学院植物研究所多伦恢复生态学试验示范研究站十叁里滩实验基地为研究区域,通过野外试验和室内模拟实验,研究营养元素的添加对草地生态系统土壤碳过程的影响:通过野外试验,对营养元素添加对草地生态系统植物生物量及碳贮量和含碳温室气体通量进行了研究;通过室内模拟培养实验,研究了营养元素的添加对草地生态系统土壤微生物量碳、氮和有机碳矿化的影响。为利用草地资源改善我国温室气体排放现状,揭示草地生态系统温室气体的“源/汇”功能的转变提供基础数据。本文获得的主要研究结果如下:1.添加营养元素后,各个处理间生物量的差异大多不显着,对照的生物量是最低的,群落的生物量随着营养元素添加量的增加而增加,添加营养元素能够促进植物的生长,但当N素超过一定量时,植物的生长受到抑制。地下各层生物量表现为逐级递减的趋势,即“倒金字塔”型。地下生物量主要分布在0~10cm土壤层,占地下各层总生物量的52.13%~62.43%。植物总碳贮量、地上与地下碳贮量的动态变化与植物总生物量、地上和地下生物量表现出同样的变化规律。2.营养元素添加后,土壤中的有机碳没有显着的变化,土壤全氮含量显着增加;土壤的微生物量碳、氮发生显着的变化,各个处理微生物生物量的大小顺序为10NPK>20NPK>PK>对照。3.营养元素添加后,不同处理间CO_2产生速率显着不同,处理10NPK的CO_2产生速率显着高于其它处理;培养期间不同处理土壤CO_2产生速率随培养时间的变化符合对数函数关系;有机碳的矿化速率在不同月份有所不同,七八月份土壤CO_2产生速率明显低于五六月份,这与采样时的土壤温度、水分条件成负相关关系。不同处理土壤CO_2的累积排放量存在一定的差异,营养元素的添加均促进了土壤CO_2的排放,不同处理的平均累积矿化量的大小顺序为10NPK>20NPK>PK>对照。土壤有机碳矿化速率与微生物量碳成显着的正相关关系。4.不同处理土壤CO_2的通量特征在生长季的变化规律基本相同,添加营养元素并未改变土壤CO_2排放通量的变化型式。在不同的处理中,处理10NPK的平均排放量显着高于其它处理,其次是处理10N,当N超过一定量是,CO_2的排放量减少,即CO_2的排放受到了一定的抑制。不同处理土壤CH_4的平均通量为负值,表现为大气CH_4的汇。在整个观测期,呈现出生长季初和生长季末吸收CH_4能力强,六七八月份土壤吸收CH_4能力弱的特征。添加营养元素均能促进土壤对CH_4的吸收,其中,处理PK吸收大气CH_4的能力最强。
郝庆菊[3]2005年在《叁江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究》文中进行了进一步梳理叁江平原是我国最大的低海拔淡水沼泽湿地集中分布区,但在人类活动的影响下,大面积的湿地遭到开垦和破坏,温室气体排放也随之发生变化。本文主要研究了沼泽湿地土地利用变化对温室气体排放的影响。沼泽湿地CH_4和N_2O排放通量以及生态系统总呼吸速率具有明显的季节和年际变化特征,毛果苔草沼泽2003和2004年CH_4排放量分别为347.65和550.95 kg·ha~(-1),小叶章草甸分别为220.52和199.12 kg·ha~(-1); 毛果苔草沼泽2003和2004年N_2O排放量分别为0.81和1.80 kg ha~(-1),小叶章草甸分别为1.05和4.07 kg ha~(-1); 毛果苔草沼泽2003和2004年通过生态系统呼吸排放的CO2量分别为19.29和20.03 t·ha~(-1),小叶章草甸分别为27.62和38.01 t·ha~(-1)。温室气体排放的季节变化主要受温度、沼泽水深以及植物的影响,年际变化主要受降雨的调控; 不同类型沼泽湿地CH_4和N2O排放通量以及生态系统总呼吸速率具有显着的差异,积水环境是引起差异的主要因素,CH_4排放通量随沼泽水深的增加而增加,N2O排放通量和生态系统总呼吸速率则随沼泽水深的增加而降低;沼泽湿地开垦为水田后CH_4排放量降低,为94.82 kg·ha~(-1)·a~(-1),开垦为旱田后则由CH_4排放源转变为较弱的CH_4吸收汇,排放量为~(-1).37 kg·ha~(-1)·a~(-1); 沼泽湿地开垦为水田后N2O排放略有减少,为2.09 kg·ha~(-1)·a~(-1),而开垦为旱田后N2O排放则显着上升,为4.90 kg·ha~(-1)·a~(-1)。在只考虑CH_4和N2O两种温室气体排放的综合GWP下,湿地开垦有助于降低温室效应,水田综合GWP占沼泽湿地的0.27-0.32,而旱田综合GWP占沼泽湿地的0.05-0.24; 1949到1999年是叁江平原大规模开垦时期,沼泽湿地开垦导致CH_4排放量每年减少1482.46Gg,而N2O排放量每年增加1.71Gg。土壤呼吸速率是反映土壤肥力、微生物活性以及通透性的重要指标,沼泽湿地退化和恢复均导致土壤呼吸速率升高; 沼泽湿地开垦为水田,土壤呼吸速率下降; 小叶章草甸开垦为旱田土壤呼吸速率下降,而毛果苔草沼泽开垦为旱田土壤呼吸速率升高,这是由土壤水分含量以及土壤有机碳含量共同决定的。叁江平原农田生态系统在植物的生长季内表现为大气的碳汇,而在非生长季表现为碳源。非生长季内水田和旱田NEE分别为0.80和1.12 t·ha~(-1),生长季内分别为-6.19和-3.55 t·ha~(-1),通过植物光合作用固定的碳分别为10.09和7.87 t·ha~(-1)。
贾庆堂[4]2012年在《井冈山自然保护区不同森林类型土壤呼吸综合模拟研究》文中研究指明随着土壤碳循环效应在全球气候变化研究中的地位已日益突出,土壤呼吸在土壤碳库碳研究中具有越来越重要的地位。其作为碳元素进入大气的主要路径，是全球气候变化的研究热点。本文将江西省井冈山自然保护区作为研究区域，结合“GIS”技术手段，通过野外调查数据采集，模拟井冈山自然保护区的土壤呼吸过程，分析了主要影响因子对土壤呼吸的影响程度。推导出井冈山国家自然保护区土壤呼吸经验模型。研究结果表明：各个森林类型的土壤呼吸作用在白天比较活跃，夜晚波动很小。峰值一般出现在上午10点到下午14点之间。日土壤呼吸强度曲线基本遵循倒U型。提出了各个森林类型基于水热因子的土壤呼吸模型，模型普遍显示８,９月份土壤呼吸作用与热量因子相关性不大，而与土壤含水量关系较为密切。分析了土壤碳氮含量与土壤呼吸的关系，发现土壤呼吸作用与第一层（０－１０ｃｍ）土壤碳含量相关性密切，与各个土层氮含量以及碳氮比关系不大。耦合出了基于土壤含水量，土壤温度，土壤全碳因子的井冈山土壤呼吸模型，发现增加土壤层碳含量作为影响因子后，模型精度获得了很大的提高。
参考文献：
[1]. 人类活动干扰下草原温室气体地-气交换特征及碳平衡研究[D]. 王艳芬. 中国科学院植物研究所. 2001
[2]. 营养元素的添加对草原生态系统土壤碳过程的影响[D]. 徐淑新. 山东师范大学. 2011
[3]. 叁江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究[D]. 郝庆菊. 中国科学院研究生院（大气物理研究所）. 2005
[4]. 井冈山自然保护区不同森林类型土壤呼吸综合模拟研究[D]. 贾庆堂. 河北师范大学. 2012
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