水氮添加对内蒙古典型草原放牧生态系统碳交换的影响

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1、学校代码：10126分类号：——学号：31108078编号：——论文题目水氮添加对内蒙古典型草原放牧生态系统碳交换的影响学院：生命奉l-q：学院专业：生态学研究方向：草地生态学姓名：乔丽青指导教师：宝音陶格涛教授潘庆民副教授内蒙古大学2014年5月DissertationofMasterDegree：College：￡Q!!星g曼Q￡Li鱼S坌i曼坠垒星墨Major：ECOLOGYResearchDirection：鱼堑墨!堑鱼星鱼Q!Q殴GraduateCandidate：Q!△QLi：Q迫gSupervisor：￡￡Q鱼墨墨Q￡旦垦Q堑逊垦Qg曼±垒Q—．AssociatePro

2、fessorPanQingminDepartmentofEcology，CollegeofLifeScience，InnerMongoliaUniversity，Hohhot，010021，P．R．ChinaMay，2014原创性声明本人声明：所旱交的学位论文是本人在导师的指导1：进行的研究!I：作及取得的研究成果。除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内苤查丕堂及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者魏叠函煎指导刻币虢日期：竺f坚乙色兰}日期

3、：垂翅妫圭型丝金：兰2在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意：若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。学位论文作者签名：指导教师签名：童圣幽日期：趔致上．Z7／It期：211竺：羔：三2水氮

4、添加对内蒙古典型草原放牧生态系统碳交换的影响摘要放牧是内蒙古草原最主要的利用方式。近些年来，由于长期高强度的放牧导致草地土壤养分含量降低、持水能力下降，加速了草地的退化速度，从而使草地生态系统的碳汇潜力降低。水氮成为了内蒙古典型草原生态系统碳循环过程的两大主要限制因子。碳氮元素作为陆地生态系统中最基本的两大生源要素，两者的循环过程相互耦合，互相影响。二者在植物有机体内和土壤中的比例关系在很大程度上控制着生态系统碳循环的平衡，决定着草地生态系统碳源与汇的转化。氮素在生态系统碳交换过程中的效应通常会依赖于水分条件。因此，在影响草地碳交换过程的各因子中，水氮输入的影响不容忽视。本研究在内蒙

5、典型草原长期放牧实验区，设计了水氮添加实验。首先探讨不同放牧强度对我国温带典型草原碳交换的影响。进而研究水氮添加对长期放牧干扰下的草原生态系统碳交换的影响。特别是不同放牧梯度下，典型草原生态系统碳交换对水氮添加的响应。取得如下主要结果：(1)长期的放牧干扰导致生态系统净碳交换(NetEcosystemC02Exchanges，NEE)、生态系统总初级生产力(GrossEcosystemProductivity,GEP)和生态系统呼吸(EcosystemRespiration，ER)均降低，但各放牧梯度间无显著差异。放牧干扰没有改变生态系统碳源与碳汇的关系。(2)放牧对典型草原群落的两

6、个优势种羊草和大针茅的比例变化有显著影响。随着放牧强度的增加大针茅在群落中的比例显著增加，而羊草的比例显著下降。(3)坡地生态系统净碳交换(NEE)显著高于平地，而地形(平地和坡地)对生态系统初级生产力(GEP)没有显著影响。(4)水氮添加对生态系统碳交换有促进作用，水氮互作效应尤为显著。水氮同时添加使平地系统的NEE，ER和GEP分别增加了28％，9％和18％，坡地分别增加了2％，14％和21％。(5)草地生态系统的净碳吸收在连续两个测定年份均表现为单峰曲线。生长季初期较低，随着牧草的生长逐渐增加，碳吸收的峰值均出现在8月初，之后逐渐降低，在生长季末期甚至转变为碳源。生态系统碳交换

7、的季节动态与降雨量和温度的季节变化模型相吻合。(6)氮素添加与水氮同时添加都显著增加了群落的地上生物量，而对群落优势种羊草和大针茅的在群落中比例变化没有显著影响。(7)生态系统碳交换指标NEE、ER和GEP均与土壤温度呈显著正相关关系，但是与土壤水分关系不显著。分析不同放牧强度干扰下，草地生态系统碳交换对水氮添加的响应，以及在全球C02浓度升高的大背景下，通过水氮添加对退化草原恢复的研究，为阐明水氮添加与放牧干扰对草地碳交换机理的影响具有重要的理论意义，以