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《干旱半干旱区co_2浓度升高对生态系统的影响及碳氮耦合研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷第2期地球科学进展Vo.l26No.22011年2月ADVANCESINEARTHSCIENCEFeb.,2011文章编号:10018166(2011)02023510干旱半干旱区CO2浓度升高对生态系统的*影响及碳氮耦合研究进展111,2*1111尹飞虎,李晓兰,董云社,谢宗铭,高志建,何帅,刘长勇(1.新疆农垦科学院,新疆石河子832000;2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)摘要:大气CO2浓度升高已成为全球备受关注的环境问题。CO2排放量的增加加剧了地球表层的温室效应,也对生态系统的结构和功能产生了重要影
2、响。生态系统对CO2浓度升高的响应是一个长期的过程。在干旱半干旱区,CO2浓度的升高对生态系统生产力、植物、土壤和微生物等都有影响,尤其改变了生态系统中的碳循环,并加剧了生态系统对氮的需求。碳循环是生态系统重要的能量流通渠道;氮是生态系统最重要的营养元素之一,也是生态系统固碳能力的限制因子。因此,加强碳氮耦合关系的探讨对研究全球气候及生态系统变化具有重要意义。对干旱半干旱区CO2浓度升高对生态系统的影响及碳氮耦合的研究进展进行了综述和讨论,为进一步研究干旱半干旱区碳、氮循环提供参考。关键词:干旱半干旱区;CO2浓度;生态系统;碳氮耦合中图分类号:S153
3、.621文献标志码:A干旱区是干燥度小于0.50的生态气候区(干利用方式的改变,加剧了土地的干旱化,植物受干旱燥度<0.03为极端干旱;干燥度0.03~0.20为干胁迫的影响呈现加重趋势。陆生植物为了适应这些旱区;干燥度0.20~0.50之间为半干旱区)。这些变化,在生理生态过程、碳氮等元素在各器官中的分地区一年中大部分时间雨水稀少,强光照伴随着高配、植物形态等方面发生着改变。CO2是大气中最[1]温,大气干燥,多风,水分蒸发强烈。全球约有主要的温室气体之一。大气中CO2浓度已经由工业[2]40%的土地是干旱土地,主要分布在干旱区。我革命前的280
4、mol/mol增加到现在的372mol/[3][5]国干旱半干旱土地面积占国土面积的52.5%。mo,l并且每年还以1~2mol/mol的速度增加。无论从全球尺度还是区域尺度,干旱区的环境变化CO2浓度升高影响了陆地生态系统碳贮量和碳通问题都不容忽视,更由于其对环境变化的敏感性高、量,同时碳贮量和碳通量又受氮循环的密切调[6]变化过程快、幅度大等特点,干旱区成为广大学者研控。氮素会影响植物的光合作用、有机质的分究全球变化的重要场所。干旱地区由于严酷的自然解、同化产物的分配等过程。在大气CO2浓度增加条件和频繁的人类活动造成了土壤和植被退化,从的情况下,
5、大部分陆地生态系统均表现为氮匮[4][7]而加速了温室气体的排放。乏。在干旱半干旱地区,干旱灾害和CO2浓度升近年来,由于温室气体排放量的增加以及土地高是影响其生态系统发展的重要因素。在我国的西*收稿日期:20100512;修回日期:20100827.*基金项目:国家自然科学基金项目CO2浓度升高对新疆干旱区棉花土壤系统的影响机制及其与氮素的耦合作用!(编号:40973061);国家高技术研究发展计划项目新疆干旱区现代节水农业技术研究与集成!(编号:2006AA100218);兵团科技攻关计划项目碳素对棉花生长及产量影响机制的试验与示范!(编
6、号:2006YD25)资助.作者简介:尹飞虎(1954),男,湖南平江人,研究员,主要从事植物营养方面研究.Emai:lnkyyfh@sohu.com*通讯作者:董云社(1961),男,陕西武功人,研究员,主要从事陆地表层生命元素环境生物地球化学循环研究.Emai:ldongys@igsnrr.ac.cn236地球科学进展第26卷北、内蒙古西部和西藏北部等地区,干旱现象比较严在自然生态系统中,草地生态系统和荒漠生态重,这里的自然景观多为极端干旱的沙漠和戈壁。系统是干旱半干旱地
7、区面积最大的2种类型。已有在干旱半干旱地区,自然降水是除农田生态系统外许多学者对这2种生态系统中的优势植物进行了高各类陆地生态系统的主要或者唯一的水分来源,而浓度CO2处理和干旱胁迫的模拟试验研究,并得出[16]在农业生态系统中,人类为了应对干旱环境产生了了相关结论。高素华等的研究结果表明,相同的灌溉农业和旱地农业。本文对干旱半干旱区CO2浓土壤湿度下,高浓度CO2下羊草和贝加尔针茅的生度升高对生态系统的影响及碳氮耦合的相关研究进物量比低浓度CO2的大;只增加CO2浓度时,其生物行论述,为干旱半干旱区CO2浓度升高对生态系统量、光合速率、气孔阻力和水分利用效
8、率均增大,但的影响等相关研究提供参考。蒸腾速率减小;
