營養(yǎng)元素的添加對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)土壤碳過程的影響.pdf

1、自工業(yè)革命以來，大氣中溫室氣體濃度增加引起的全球環(huán)境變化，嚴(yán)重威脅著人類生存與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，成為全球強(qiáng)烈關(guān)注的重大環(huán)境問題。草地作為響應(yīng)全球變化和人類活動(dòng)較為敏感的生態(tài)系統(tǒng)之一，其溫室氣體通量以及與全球環(huán)境的關(guān)系正日益受到人們的重視。開展草地生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體及其影響機(jī)制的研究，既是草地生態(tài)系統(tǒng)地——?dú)庀嗷プ饔玫闹匾h(huán)節(jié)，又是保證我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、促進(jìn)我國生存環(huán)境改善及履行氣候變化公約的基礎(chǔ)研究。
　　本文以位于內(nèi)蒙古自

2、治區(qū)錫林郭勒盟多倫縣——中國科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)試驗(yàn)示范研究站十三里灘實(shí)驗(yàn)基地為研究區(qū)域，通過野外試驗(yàn)和室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，研究營養(yǎng)元素的添加對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳過程的影響:通過野外試驗(yàn)，對(duì)營養(yǎng)元素添加對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)植物生物量及碳貯量和含碳溫室氣體通量進(jìn)行了研究；通過室內(nèi)模擬培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究了營養(yǎng)元素的添加對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物量碳、氮和有機(jī)碳礦化的影響。為利用草地資源改善我國溫室氣體排放現(xiàn)狀，揭示草地生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體的“源/匯”功

3、能的轉(zhuǎn)變提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　本文獲得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.添加營養(yǎng)元素后，各個(gè)處理間生物量的差異大多不顯著，對(duì)照的生物量是最低的，群落的生物量隨著營養(yǎng)元素添加量的增加而增加，添加營養(yǎng)元素能夠促進(jìn)植物的生長，但當(dāng) N素超過一定量時(shí)，植物的生長受到抑制。地下各層生物量表現(xiàn)為逐級(jí)遞減的趨勢(shì)，即“倒金字塔”型。地下生物量主要分布在0～10cm土壤層，占地下各層總生物量的52.13％～62.43％。植物總碳貯量、地上與地下碳貯

4、量的動(dòng)態(tài)變化與植物總生物量、地上和地下生物量表現(xiàn)出同樣的變化規(guī)律。
　　2.營養(yǎng)元素添加后，土壤中的有機(jī)碳沒有顯著的變化，土壤全氮含量顯著增加；土壤的微生物量碳、氮發(fā)生顯著的變化，各個(gè)處理微生物生物量的大小順序?yàn)?0NPK>20NPK>PK>對(duì)照。
　　3.營養(yǎng)元素添加后，不同處理間 CO2產(chǎn)生速率顯著不同，處理10NPK的CO2產(chǎn)生速率顯著高于其它處理；培養(yǎng)期間不同處理土壤CO2產(chǎn)生速率隨培養(yǎng)時(shí)間的變化符合對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系；有

5、機(jī)碳的礦化速率在不同月份有所不同，七八月份土壤 CO2產(chǎn)生速率明顯低于五六月份，這與采樣時(shí)的土壤溫度、水分條件成負(fù)相關(guān)關(guān)系。不同處理土壤 CO2的累積排放量存在一定的差異，營養(yǎng)元素的添加均促進(jìn)了土壤 CO2的排放，不同處理的平均累積礦化量的大小順序?yàn)?0NPK>20NPK>PK>對(duì)照。土壤有機(jī)碳礦化速率與微生物量碳成顯著的正相關(guān)關(guān)系。
　　4.不同處理土壤CO2的通量特征在生長季的變化規(guī)律基本相同，添加營養(yǎng)元素并未改變土壤CO2排