【摘 要】
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陆地生态系统碳收支对极端气候变化十分敏感.为探究石生针茅荒漠草原碳收支对土壤极端干旱过程的响应机制,本研究以荒漠草原石生针茅为试验材料,采用遮雨棚人工控水方法模拟土壤的极端干旱过程,测定多项石生针茅碳交换特征参数,分析其变化特征并对比不同参数对干旱的敏感性差异.结果表明:水分利用效率(WUE)与土壤含水量(SWC)呈显著的指数关系,气孔导度(Gs)、最大羧化速率(Vcmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)与SWC呈显著的线性关系,其余特征参数与SWC均呈显著的二次曲线关系,且在干旱胁迫下叶片尺度的特征参数最先
【机 构】
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中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京100093;中国科学院大学,北京100049;中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京100093;中国气象科学研究院,北京100
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陆地生态系统碳收支对极端气候变化十分敏感.为探究石生针茅荒漠草原碳收支对土壤极端干旱过程的响应机制,本研究以荒漠草原石生针茅为试验材料,采用遮雨棚人工控水方法模拟土壤的极端干旱过程,测定多项石生针茅碳交换特征参数,分析其变化特征并对比不同参数对干旱的敏感性差异.结果表明:水分利用效率(WUE)与土壤含水量(SWC)呈显著的指数关系,气孔导度(Gs)、最大羧化速率(Vcmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)与SWC呈显著的线性关系,其余特征参数与SWC均呈显著的二次曲线关系,且在干旱胁迫下叶片尺度的特征参数最先出现下降响应;饱和光强下叶片净光合速率(Asat)、蒸腾速率(E)、最大电子传递速率(Jmax)、PSⅡ的有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)和生态系统净碳交换(NEE)均存在水分阈值;在干旱过程中,Gs、WUE、Vcmax、TPU、生态系统呼吸速率(Re)和生态系统总初级生产力(GEP)最先开始下降,E、NEE和Jmax的整体变化速率较快;导致石生针茅叶片光合速率下降的主要原因由气孔限制转为非气孔限制时的SWC为14.73％,而石生针茅生态系统由碳汇转变为碳源的SWC为7.85％.可见,石生针茅生态系统的碳交换与土壤含水量密切相关,且土壤极端干旱显著降低了其碳吸收.
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本试验以呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原天然打草场为研究对象,设置五种处理:对照(CK),切根(Q),切根+低水平有机肥(QO1),切根+中水平有机肥(QO2)和切根+高水平有机肥(QO3),分析不同处理对天然打草场地上生物量与土壤养分的影响,为退化草地的恢复和改良提供参考和理论依据.结果表明:随着施肥水平的增加,草原植被地上生物量呈现显著上升趋势;群落及羊草的地上生物量的单位增加量和总收入随着施肥水平的增加而增加;切根+中水平有机肥处理对土壤有机碳含量、pH值、全氮含量、速效磷含
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氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)是参与土壤硝化过程的关键微生物.本文以内蒙古3种草地类型(荒漠草原、典型草原和草甸草原)表层土壤为研究对象,利用qPCR技术测定土壤AOA,AOB的丰度,研究其与不同类型草地生物和环境因子之间的关系.结果 表明:不同草地类型间AOA的丰度存在显著差异,典型草原＞荒漠草原＞草甸草原;但是AOB的丰度在不同草地类型间差异不显著.同一类型草地土壤AOA的丰度是AOB
以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象,设置7种氮添加梯度,分别为CK(0 g N·m-2·a-1)、N1(5 g N·m-2·a-1)、N2(10 g N·m-2·a-1)、N3(15 g N·m-2·a-1)、N4(20 g N·m-2·a-1)、N5(25 g N·m-2·a-1)、N6(30 g N·m-2·a-1),应用单因素方差分析(One-way ANOVA)方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素.结果表明:1)氮添加
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土壤活性有机碳能够准确反映土壤有效性,表征土壤质量变化,是探索可持续草地管理措施的关键指标之一.以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,采用围封、放牧和刈割野外控制试验,探讨不同利用方式对土壤有机碳(SOC)和活性有机碳的影响,发现不同利用方式下土壤SOC含量表现为围封>刈割>放牧,其中围封区和刈割区土壤SOC含量显著大于放牧区,围封区与刈割区土壤SOC含量差异不显著,在土壤活性有机碳中土壤可溶性有机碳(DOC)含量表现为放牧>围封>刈割.土壤微生物量碳(MBC)和土壤易氧化有机碳(ROC)含量均表现为围封>刈
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