營養(yǎng)元素的添加對草原生態(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，嚴重威脅著人類生存與社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，成為全球強烈關(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制的研究，既是草地生態(tài)系統(tǒng)地——氣相互作用的重要環(huán)節(jié)，又是保證我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展、促進我國生存環(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——中國科學院植物研究所多倫恢復生態(tài)學試驗示范研究站十三里灘實驗基地為研究區(qū)域，通過野外試驗和室內(nèi)模擬實驗，研究營養(yǎng)元素的添加對草地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳過程的影響:通過野外試驗，對營養(yǎng)元素添加對草地生態(tài)系統(tǒng)植物生物量及碳貯量和含碳溫室氣體通量進行了研究；通過室內(nèi)模擬培養(yǎng)實驗，研究了營養(yǎng)元素的添加對草地生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物量碳、氮和有機碳礦化的影響。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，各個處理間生物量的差異大多不顯著，對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)元素能夠促進植物的生長，但當 N素超過一定量時，植物的生長受到抑制。地下各層生物量表現(xiàn)為逐級遞減的趨勢，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，各個處理微生物生物量的大小順序為10NPK>20NPK>PK>對照。
　　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)時間的變化符合對數(shù)函數(shù)關(guān)系；有

5、機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，這與采樣時的土壤溫度、水分條件成負相關(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)元素的添加均促進了土壤 CO2的排放，不同處理的平均累積礦化量的大小順序為10NPK>20NPK>PK>對照。土壤有機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