本文關鍵詞：高寒沙區(qū)生物土壤結(jié)皮覆蓋對土壤碳通量的影響

  更多相關文章： 生物土壤結(jié)皮 凈碳通量 暗呼吸 模擬降水 碳釋放

【摘要】：生物土壤結(jié)皮是干旱半干旱地區(qū)重要的地表植被覆蓋類型之一,與需要養(yǎng)分水分條件較高的維管束植物相比,它在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中的覆蓋度能夠達到70%以上。作為荒漠生態(tài)系統(tǒng)中重要的組分之一,生物土壤結(jié)皮自身獨特的結(jié)構特征導致了其特殊的光合呼吸特性,能夠在釋放CO_2的同時固定大氣中的碳,從而影響土壤碳釋放以及該地區(qū)的碳循環(huán)。本研究在具有典型高寒沙區(qū)氣候特征的青藏高原東北部的青海共和盆地,以人工植被恢復區(qū)為研究對象,采用野外原位測量和人工模擬控制實驗的方法,研究生物土壤結(jié)皮及其覆蓋土壤的CO_2通量規(guī)律,探討了主要環(huán)境因素對CO_2通量的影響,并初步估算生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤在生長季的累積碳釋放量。以期能夠闡明生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量在該地區(qū)系統(tǒng)碳循環(huán)中扮演的角色。為評價生物土壤結(jié)皮在高寒沙丘區(qū)中的碳源匯關系做出一定的參考。主要結(jié)論如下:(1)生物土壤結(jié)皮的覆蓋增加了土壤向大氣的CO_2排放速率,生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤扮演著碳源的角色。2種生物結(jié)皮覆蓋土壤的凈碳通量(NCF)、呼吸速率(R)和光合速率(Pn)在時間動態(tài)規(guī)律中表現(xiàn)出了較明顯的單峰曲線特征。2種類型生物土壤結(jié)皮和裸地24h日動態(tài)和生長季月動態(tài)凈碳通量和呼吸均表現(xiàn)為單峰趨勢,峰值分別出現(xiàn)在15點左后和7月左右。凈碳通量和呼吸速率的24h日動態(tài)和生長季月動態(tài)在數(shù)值上表現(xiàn)為藻類結(jié)皮高于苔蘚結(jié)皮高于裸地;在光合速率的月動態(tài)變化規(guī)律中,苔蘚結(jié)皮高于藻類結(jié)皮。(2)降水對2種生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤凈碳通量(NCF)和呼吸速率(R)有明顯的激發(fā)作用。降水后2種生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤的凈碳通量和呼吸速率均有明顯增加并逐漸回到背景值。隨著降水量的增加,2種結(jié)皮覆蓋土壤的凈碳通量、呼吸速率、光合速率、48h CO_2通量均值和48h累積碳釋放也隨之增加,各降水處理之間差異不顯著,和對照有顯著差異。在同一降水條件下,苔蘚結(jié)皮的凈碳通量、呼吸速率、光合速率和累積碳釋放增加明顯,而藻結(jié)皮增加不明顯。生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤在模擬降水后總體表現(xiàn)為碳釋放的過程,即該地區(qū)生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤受降水影響在短時間內(nèi)增加了了碳源效應。(3)生物土壤結(jié)皮覆蓋增加了土壤累積碳釋放量。生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤累積碳釋放量有著明顯的季節(jié)性特征,最大值出現(xiàn)在6月,占整個生長季的38%、42%。不同處理間的累積碳釋放量表現(xiàn)為藻類結(jié)皮覆蓋土壤碳釋放量蘚結(jié)皮覆蓋土壤裸地。苔蘚結(jié)皮和藻類結(jié)皮覆蓋土壤碳釋放較裸地分別增加了35%和5%。生物土壤結(jié)皮自身的碳釋放量顯著小于生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤和裸地的碳釋放量,其中苔蘚結(jié)皮層碳釋放量占苔蘚結(jié)皮覆蓋土壤的28%,藻類結(jié)皮層占藻類結(jié)皮土壤碳釋放量的31%。總的來說,在自然干旱條件下,整個生長季尺度中生物土壤結(jié)皮的覆蓋增加土壤向大氣CO_2排放。
【關鍵詞】：生物土壤結(jié)皮 凈碳通量 暗呼吸 模擬降水 碳釋放
【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S154
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 生物土壤結(jié)皮16
• 1.2 生物土壤結(jié)皮的光合呼吸特性16-17
• 1.3 土壤CO_2通量17
• 1.4 生物土壤結(jié)皮CO_2通量的測定17-18
• 1.5 環(huán)境因子對生物土壤結(jié)皮碳吸收與釋放的影響18-19
• 1.5.1 水分對生物土壤結(jié)皮光合呼吸作用的影響18-19
• 1.5.2 溫度對生物土壤結(jié)皮光合呼吸作用的影響19
• 1.6 生物土壤結(jié)皮土壤CO_2通量研究中存在的問題19-20
• 1.7 科學問題的提出20-21
• 1.8 主要研究內(nèi)容21-22
• 1.9 技術路線22-23
• 第二章 研究區(qū)概況與研究方法23-31
• 2.1 研究區(qū)概況23-25
• 2.1.1 地理位置23
• 2.1.2 氣候特征23
• 2.1.3 植被特征23-24
• 2.1.4 生物土壤結(jié)皮特征24-25
• 2.2 實驗設計和研究方法25-31
• 2.2.1 樣地概況25-26
• 2.2.2 樣方設置26-27
• 2.2.3 土壤CO_2通量的測定方法27-29
• 2.2.4 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量的測定方法29-30
• 2.2.5 相關環(huán)境因子的測定30
• 2.2.6 數(shù)據(jù)處理30-31
• 第三章 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量31-45
• 3.1 引言31-32
• 3.2 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤凈碳通量32-33
• 3.2.1 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤凈碳通量日變化32-33
• 3.2.2 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤凈碳通量月變化33
• 3.3 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤呼吸速率變化33-35
• 3.3.1 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤呼吸速率日變化33-34
• 3.3.2 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤呼吸速率月變化34-35
• 3.4 生物土壤結(jié)皮光合速率變化——間接測定法35-37
• 3.4.1 生物土壤結(jié)皮光合速率日變化35-36
• 3.4.2 生物土壤結(jié)皮光合速率生長季月變化36-37
• 3.5 生物土壤結(jié)皮層碳固定和釋放組分變化規(guī)律——直接測定法37-40
• 3.5.1 生物土壤結(jié)皮層碳固定和釋放日變化37-39
• 3.5.2 生物土壤結(jié)皮層碳固定和釋放月變化39-40
• 3.6 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量和環(huán)境因子的關系40-43
• 3.6.1 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量和溫度的關系41-42
• 3.6.2 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量和水分的關系42-43
• 3.7 討論43-45
• 3.7.1 不同種類生物土壤結(jié)皮的CO_2通量的比較43
• 3.7.2 生物土壤結(jié)皮的光合固碳能力的比較43-44
• 3.7.3 生物土壤結(jié)皮CO_2通量直接測定和間接測定的區(qū)別44-45
• 第四章 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤碳通量對模擬降水的響應45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量對模擬降水的響應45-50
• 4.2.1 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤凈碳通量對模擬降水的響應45-47
• 4.2.2 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤呼吸速率對模擬降水的響應47-49
• 4.2.3 生物土壤結(jié)皮光合速率對模擬降水的響應49-50
• 4.3 模擬降水對生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤碳釋放量的影響50-51
• 4.4 模擬降水后生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤CO_2通量和土壤水分、溫度的關系51-53
• 4.5 討論53-55
• 第五章 生物土壤結(jié)皮覆蓋土壤碳釋放量估算55-60
• 5.1 引言55-56
• 5.2 碳釋放量的估算方法56
• 5.3 研究結(jié)果56-58
• 5.4 討論58-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-63
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 研究展望61-63
• 參考文獻63-67
• 在讀期間的學術研究67-68
• 致謝68-69
• 詳細摘要69-70

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本文編號：1101390