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青藏高原纳木错高寒草原温室气体通量及与环境因子关系研究 总被引：6，自引：0，他引：6
青藏高原广泛分布着以高寒草甸和高寒草原为主的陆地生态系统。由于高寒草地生态系统异质性较大,对高寒草地主要温室气体通量的估算具有较大的不确定性。为研究高寒草原温室气体通量规律及其驱动因子,并为动态碳-氮耦合模式在高寒生态系统的参数化与检验提供数据支持,于2008年7-9月,使用静态箱-气相色谱法在位于青藏高原腹地的纳木错高寒草原开展了主要温室气体通量(CO2,CH4,N2O)及环境因子的同步观测。结果表明:纳木错高寒草原生态系统CH4,N2O通量和CO2排放分别为:-0.047 mg·m-2·h-1,0.49μg·m-2·h-1和208.2 mg·m-2·h-1;在季节尺度上,土壤温度与CO2排放呈显著正相关,与N2O和CH4通量线性关系不显著;土壤含水量与CH4和N2O通量呈正相关关系,但与CO2通量无显著相关。在日变化尺度上,土壤湿度稳定,土壤温度变化与N2O和CO2通量成正相关,对CH4通量影响不显著。 相似文献
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为探究栽培草地生长季N2O释放规律与其土壤水分、温度及土壤硝态氮、铵态氮含量的关系,在黄土高原旱塬区,采用静态箱-气相色谱法,研究早熟禾(Poa pratensis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)和红豆草(Onobrychis viciaefolia)草地生长季N2O释放通量季节动态。结果表明:3种栽培草地生长季N2O释放通量差异显著(P <0.05)。早熟禾草地N2O释放通量最高,红豆草草地次之,紫花苜蓿草地最小。通量变化范围分别为-0.3185~0.4943,-0.4962~0.4755,-0.3167~0.4620 mg·m-2·h-1。生长季内早熟禾草地N2O累积释放通量显著高于紫花苜蓿和红豆草草地。3种栽培草地N2O释放通量在花期出现峰值,在再生期出现吸收现象。早熟禾草地N2O释放通量主要受土壤水分影响。2种豆科栽培草地N2O释放通量主要与土壤硝态氮、铵态氮含量相关联。 相似文献
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内蒙古草地净初级生产力时空变化及其对干旱的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究内蒙古草地生长季净初级生产力（Net primary productivity,NPP）的变化及其与干旱的关系,本文通过趋势变化和相关性计算对2001-2015年内蒙古草地NPP和标准化降水蒸散指数（Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI）的时空变化进行研究。结果表明：内蒙古草地生长季NPP平均增长率为2.20 g C·m-2·a-1,其中草甸草原为3.73 g C·m-2·a-1,典型草原为1.69 g C·m-2·a-1,荒漠草原为0.30 g C·m-2·a-1。NPP均值整体上自西南向东北逐渐增加,其中草甸草原最高,其次为典型草原,荒漠草原最低,年均NPP分别为387.90 g C·m-2·a-1,291.26 g C·m-2·a-1,133.70 g C·m-2·a-1。NPP整体上与SPEI-1相关性最强,其中,草甸草原与SPEI-1最强相关性最强,典型草原、荒漠草原与SPEI-3相关性最强。干旱对荒漠草原的影响最大,对典型草原的影响次之,对草甸草原的影响最小。 相似文献
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为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm-2·生长季-1)、轻度(2.35羊单位·hm-2·生长季-1)、中度(4.80羊单位·hm-2·生长季-1)和重度(7.85羊单位·hm-2·生长季-1)4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后，于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明：4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响，但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05)，具有明显的季节动态，说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响，需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。 相似文献
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为深入了解高寒湿地生态系统氧化亚氮(N2O)排放对气候变暖及氮沉降的响应，以青藏高原尕海湿地区沼泽草甸为研究对象，利用开顶箱(Open top chamber, OTC)增温和外源氮素添加来模拟未来气候变暖以及氮沉降，布设对照(CK),增温(W),施氮(N)和增温+施氮(WN)4种处理，采用静态箱—气相色谱法监测不同处理下植物生长季N2O排放，并探究了N2O排放与环境因子之间的关系。结果表明：仅W与WN处理的N2O排放通量始终高于对照，日均排放通量高出对照组22.41%和56.90%;WN,N,W和CK处理下N2O累计排放量分别为0.87,1.07,1.09和1.37 kg·hm-2 N;生长季末期土壤N2O短暂的由“源”向“汇”转变；N2O排放通量与地下生物量显著负相关(P<0.05),与含水量和硝酸酶活性显著正相关(P<0.05),与温度、硝态氮和铵态氮极显著正相关(P<0.01)。本研究可... 相似文献
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外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明：刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P < 0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P < 0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m-2·a-1时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g· m-2·a-1氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。 相似文献
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本研究以位于山西省右玉县农牧交错带的半干旱草地生态系统为研究对象,探究短期内不同水平的氮添加对半干旱草地生态系统CO_2交换的影响。试验设置8个梯度0、1、2、4、8、16、24和32 g N·m-2(分别表示为N_0、N_1、N_2、N_4、N_8、N16、N24和N32)。采用静态箱法对草地净生态系统CO_2交换量(NEE)、生态系统呼吸(ER)进行测定,同时监测10 cm表层土壤温度和含水量。试验结果表明:短期氮添加(N32除外)显著增加农牧交错带半干旱草地生态系统净碳交换,NEE、ER和生态系统总初级生产力(GEP)在整个生长季均随氮素添加水平的上升呈单峰型变化趋势,在N16和N24处理下的生态系统CO_2交换达到最高,而N32显著降低了NEE;不同氮添加水平下,ER和GEP相对NEE更为敏感;表层(0～10 cm)土壤温度与含水量影响生态系统CO_2交换,表现为:土壤温度(10 cm)与ER呈显著正相关(R^2>0.1,P<0.05),表层(0～10 cm)土壤含水量与NEE和GEP分别呈显著正相关和显著负相关(R^2>0.1,P<0.05)。因此,短期不同水平氮添加增加了农牧交错带半干旱草地生态系统净碳吸收,对该地区草地生态系统碳的源/汇功能具有一定的参考意义。 相似文献
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本研究以内蒙古武川县燕麦(Avena sativa)人工草地为研究对象,采用静态箱法,通过无氮施肥为对照(CK),设置常规施氮(NN),控释施氮(CN)2个施肥处理,研究旱作燕麦人工草地N2O排放规律,探讨N2O排放对不同施肥种类的响应。结果表明：与无氮施肥相比,常规施氮的地上生物量显著提高37.8%,控释施氮的地上生物量显著提高64.5%(P<0.05);与常规施肥相比控释肥氮素利用率显著提升了71.0%(P<0.05);不同施肥处理下,燕麦人工草地生长季的N2O排放通量均表现为先增加后降低的趋势,并在苗期和拔节期出现峰值;与无氮施肥相比,常规施氮的N2O排放量(0.85 kg·hm-2)显著提高44.1%,控释施氮的单位产量N2O排放量(0.86×10-4 g·g-1)显著降低37.2%(P<0.05)。本研究发现相较于常规施肥,控释氮肥提高了燕麦产量且降低了N2O的排... 相似文献
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冻融通过改变土壤理化和生物学特性成为影响土壤氮转化及N2O排放的重要因素。冻融期外源氮输入将进一步改变土壤氮素有效性，从而可能对土壤氮转化过程及N2O排放产生更为复杂的影响。但关于土壤冻融与氮输入耦合作用对草地土壤氮转化和N2O排放的影响效应和作用机制尚不清楚。本文系统论述了冻融作用、外源氮输入以及两者耦合作用的特性及其影响下的草地土壤氮转化和N2O排放特征，指出土壤冻融格局与氮转化过程关系密切，春季冻融期是N2O排放的关键期，对全年N2O排放具有重要贡献。冻融频次增加、冻结强度增大以及冻结持续时间延长有利于土壤氮矿化速率加快。氮输入通过增加土壤氮素供应，增强微生物活性进而促进氮的矿化、硝化及N2O排放。冻融与外源氮的耦合效应具有复杂性，气候条件、冻融格局、以及外源氮含量和类型等的不同易导致草地土壤氮转化和N2O排放通量的差异性响应。研究结论有助于加深关于土壤冻融与氮输入对草地生态系统氮素生物地球化学循环影响效应... 相似文献
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为探究氮磷添加对黄土丘陵区典型草地群落冠层结构和多样性特征的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为研究对象,采用裂区试验设计,主区设4个氮(N)处理(0,25,50,100kg·hm-2·a-1),副区设4个磷(P2O5)处理(0,20,40,80kg·hm-2·a-1),测定了群落高度、叶面积指数、光合有效辐射百分比、光不对称性、地上生物量和Shannon-Wiener指数。结果表明：氮添加显著增加了群落高度和叶面积指数;氮磷添加显著增加了光合有效辐射百分比、光不对称性和地上生物量,降低了Shannon-Wiener指数。单施氮和磷分别增加了矮多年生禾本科草和多年生豆科草生物量贡献比;50和100kg·hm-2·a-1的氮添加水平与磷配施增加了高多年生杂类草生物量贡献比。结构方程模型表明,氮磷添加下光不对称性的增加对物种多样性的影响不显著。综上所述,黄土丘陵区在采取施肥措施促进退化草地恢复过程中,要权衡地上生物量提高和物种多样性下降的关系。 相似文献
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为利用草地群落光谱参数来评价氮磷施肥效应,本研究以安塞纸坊沟流域内白羊草（Bothriochloa ischaemum）群落为研究对象,测定计算不同氮磷添加[N处理：0（N0）,25（N25）,50（N50）和100（N100） kg N·hm-2·a-1;P处理（以P2O5计）：0（P0）,20（P20）,40（P40）和 80（P80） kg P2O5·hm-2·a-1]的草地群落光谱特征,同步测定草地群落地上生物量和盖度并计算群落多样性指数。结果表明：施氮显著增大群落地上生物量和盖度,施磷显著增加盖度,氮磷添加对群落多样性无显著影响;氮磷添加后,光谱在“蓝谷”,“绿峰”和“红谷”处的反射率均显著降低;单施氮对红边参数无显著影响,单施磷显著增大红边斜率及面积;植被指数在施氮或施磷后均显著增大,且磷添加的增幅大于氮。总体研究表明,施氮和施磷对草地生物量和盖度的影响不同,施磷能有效提高白羊草群落盖度和群体光合能力,N50P40处理提升群落光合能力最强。 相似文献
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设置节节麦和小麦单种及混种2种模式,以NH4NO3为外加氮源,研究N0、N5、N10及N15（分别为0、5、10、15 g·m-2·a-1）4个梯度氮沉降量对节节麦表型可塑性及竞争能力的影响,为氮沉降背景下节节麦的入侵风险预测提供参考依据。结果表明：无竞争条件下,节节麦形态指标（株高、叶面积及分蘖数）和生物量指标（地上部分、地下部分及总生物量）均随氮沉降量的增加而增加,表明氮沉降促进了节节麦生长。此外,节节麦形态及生物量指标的可塑性指数均值明显高于小麦;竞争条件下,至N15处理时节节麦生物量的各指标较CK增幅均明显高于小麦,表明节节麦较高的氮利率。基于生物量变化的竞争效应及竞争响应结果显示,氮沉降量的增加对节节麦竞争能力的提高主要体现在其对小麦的竞争效应上。综上所述,氮沉降量的增加促进了节节麦竞争能力的提升,加剧了其入侵的危害性。 相似文献
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氮添加控制实验是研究全球氮沉降对陆地生态系统影响的最有效手段之一。目前数百个氮添加实验由于其实验设计和方法的差异给不同实验结果之间的比较以及全球数据整合分析带来很大的不确定性。我们搜集全球302个氮添加控制实验,并定量分析其实验设计方法和现状,发现全球氮添加控制实验中仅有8%的实验数量分布于苔原、湿地和荒漠;氮添加量低于2g·m-2·a-1的实验仅占到4.4%;单独使用NH+4或NO-3态肥料的实验占17.5%;超过每年6次氮添加的实验数量仅占1.4%;氮添加实验持续时间基本小于5年,大于20年的实验占13.6%;全球84.9%的实验中氮添加水平数目在2个以内,4个以上的实验仅占5.1%。针对目前氮添加实验的设计方法和现状,我们对未来氮添加实验设计和方法提出了参考建议。 相似文献
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为研究氮添加对高寒人工草地垂穗披碱草(Elymus nutans)生长及光合特性的影响,试验以高寒生态条件下垂穗披碱草为研究对象,通过施加不同水平氮素[0 kg·hm-2·a-1(N0),12 kg·hm-2·a-1(N1),24 kg·hm-2·a-1(N2),48 kg·hm-2·a-1(N3),96 kg·hm-2·a-1(N4)],探讨氮素对人工建植垂穗披碱草生长以及光合特性的影响,以期揭示垂穗披碱草对氮添加的响应规律。结果表明：N2,N3处理明显提高了垂穗披碱草株高、叶长、叶宽以及单叶面积;整个生育时期,随着氮肥施用量的增加,垂穗披碱草的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率呈现先增后降的趋势,胞间CO2浓度大体呈上升趋势,气孔导度变化不显著。综上,N2,N3处理可提高垂穗披碱草生长性能,促进其光合特性和水分利用效率。试验结果为垂穗披碱草的生长以及光合特性对氮沉降的响应提供理论基础。 相似文献