西藏高原草原化嵩草草甸生态系统呼吸及碳平衡
文献类型：学位论文
| 作者 | 张东秋 |
| 答辩日期 | 2005-09-07 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 石培礼 |
| 关键词 | 西藏高原草原化嵩草草甸 土壤呼吸 生态系统呼吸 土壤温度 涡度相关 净生态系统CO2交换 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 本文以西藏当雄县草原化小嵩草草甸生态系统为研究对象，利用Li6400－09野外定点连续半年测定经过不同处理的土壤呼吸，来定量描述其日变化、年变化的特征，探讨环境因子对经过不同处理的土壤呼吸的影响，建立土壤温度与土壤呼吸的回归方程，分析了根系呼吸对土壤呼吸中的贡献；同时也研究了利用涡度相关仪器测定的生态系统净交换量（NEE）日变化、季节变化特征， 建立 NEE与土壤温度之间的回归方程。在上述研究的基础上，通过人工测定生物量的季节变化推测植被的净初级生产力并结合土壤异养呼吸估测NEP，判断该生态系统的碳源、汇关系，主要研究结论如下： （一）地上生物量从5 月初的返青开始积累；到9 月7 日达到最大值；随后植物生长缓慢，物质积累速率降低。经过计算草原化嵩草草甸地上部分年净初级生产力为150.9 g m-2。嵩草草甸地下生物量在返青期较低，生长旺期也很低，枯黄期最高。植被根系的80%以上分布在0～20cm 土层内。经计算嵩草草甸地下根系净生产力为1235.04g m-2；地上、地下净生产力之比为1：8.1；嵩草草甸年净初级生产力为1385.92 g m-2，合有机碳6236.64 kg C ha-1。 （二）返青期、生长期以及枯黄期，土壤呼吸日变化为单峰，而且波峰值均出现在中午12：00 左右，在凌晨4：00～6：00 达到最低值。6、7、8 月份土壤呼吸值从最小值到最大值的变幅很快，而在9、10 月份则相对平缓。 土壤呼吸与气温和土壤温度皆呈显著相关，其中与5cm 地温相关性最强，而与气温、地表温度、10cm 土壤湿度相关性较弱，但是从9 月9 日～10 日（旱季）以来，土壤呼吸与 5cm 土壤湿度呈现出较强的相关性。把每天的数据分为白天和晚上后除了 10 月23 日以及9 月27 日夜间那次根系生物量与土壤呼吸之间没有显著相关外，其余的几次（6 月30 日、8 月20 日、9 月27 日白天）都有明显的显著性，其中7 月21、7 月30 以及9 月10 日在去除了2～3 个变异点以外也有很好的显著性，能解释土壤呼吸12～36％的变异，而且呈线性相关关系。用 5cm 土壤温度与土壤呼吸进行回归模拟并用呼吸－温度模型来推测旱、雨季的土壤呼吸变化。雨季(6～8 月)：模拟方程为Y=0.592exp0.0932x，土壤呼吸的Q10 值为2.54，土壤日呼吸量为7.80gCO2m-2,呼吸总量为717.4gCO2m-2；旱季：Y=0.34exp0.085x，日呼吸量为3.36gCO2m-2，呼吸总量为308.6gCO2m-2，Q10 值为2.34。因此2004 年生长季（5～10 月）土壤呼吸总量达 1026.1 gCO2m-2。 （三）土壤异养呼吸与温度变化趋势一致，进行相关性分析以后发现两者的相关性较强，尤其是5cm 地温与土壤呼吸的相关系数最大。将生长季分为旱、雨季两种情况下分别分析温度对土壤异养呼吸的影响。把5cm 土壤温度与土壤异养呼吸数值拟合：雨季(6～8 月)时，两者的拟合曲线是Y=0.106exp0.133x；旱季(5, 9～10 月)时，两者的拟合曲线为Y=0.18exp0.0833x。雨季异养呼吸总量为219.6gCO2m-2，Q10 为3.78。旱季呼吸总量为286.2gCO2m-2，Q10 值为2.3。2004 年土壤异养呼吸总量达1379.4 kg C ha-1。 （四）根据观测计算得到的土壤呼吸以及土壤异养呼吸推测植被的根系呼吸。根系呼吸在不同物候期占总呼吸的比例：返青期—48%，生长季—69%，枯黄期—48%。由于根系呼吸占据的比例很大，因此根系呼吸对环境因子的响应与土壤呼吸对环境因子的相应有着很好的一致性。 （五）5～10 月份的生态系统呼吸值较高，全年总量的97.4%。全年生态系统呼吸总量为3.7×103kg CO2 ha-1。利用晚间的NEE 和土壤呼吸之差得出夜间植物呼吸模拟方程，然后根据白天的温度数据估算出白天的植物呼吸，再加上晚上的NEE 和白天的土壤呼吸就能得出生系统呼吸。但是经过比较发现：晚上的NEE相对于晚上的土壤呼吸数值小很多，因此，这种方法论文中存在很大的不闭合性。 （六）我们利用人工测量的植被年净生产力和土壤呼吸可以估测生态系统全年CO2净交换量。NEP＝4857.3kg C ha-1，该嵩草草甸是碳汇区。与涡度相关仪器测定的NEE为98.47kg C·ha-1的测量结果之间有一定的误差。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 84 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/144]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张东秋. 西藏高原草原化嵩草草甸生态系统呼吸及碳平衡[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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