中国北方草地生产力对降水事件和氮添加的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭群 |
| 答辩日期 | 2016-07 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 康跃虎 |
| 关键词 | 降水格局 草地生态系统 总初级生产力 气候变化 碳水通量 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 草地占中国国土总面积的40%，其生产力对区域碳水循环、农牧业发展起着举足轻重的作用。草地生态系统主要受水分限制，是对降水改变最为敏感的生态系统，因此全球气候变化背景下降水事件季节分布模式的改变（降水频度降低，单次降水事件量增大，降水间隔延长）将深刻影响草地生态系统碳水循环过程。同时，全球变化背景下氮（N）沉降的增加对陆地生态系统水碳过程产生深远影响，因此研究草地生态系统对降水事件的响应及N添加的影响是预测未来气候变化对草地生态系统影响的重要方面。本研究首先利用野外控制实验获得的总初级生产力（Gross Primary Productivity，GPP）和土壤水分连续数据，定量的量化草地生态系统总初级生产力对单次降水事件的响应格局（响应的持续时间、最大响应幅度、响应的总量），并进一步分析了N添加对其的影响。其次，本研究利用涡度相关系统获得的多年连续的总初级生产力和水循环关键过程（土壤水分、蒸散）数据分析了一年之中多次降水事件的组合特征对中国境内两大主要草原分布区典型草地生态系统（受水分限制的内蒙古温带草原和受温度限制的青藏高原高寒草甸）GPP的影响及机制。本研究共取得以下主要结论： 1）GPP对单次降水响应的持续时间和最大响应（GPPmax）随降水事件的增大而增大，同时，由于GPP对单次降水事件响应的总量（GPPtotal）是由响应的持续时间和最大响应决定的，所以GPPtotal也随降水事件的增大而增加。τR和GPPmax对GPPtotal的相对贡献随降水事件大小的变化而存在差异。当降水事件小于20mm时，GPPmax对GPPtotal的贡献较大；当降水事件大于20mm时，τR对GPPtotal的贡献较大。此外，只有当降水事件达到一定大小时，即降水大小的阈值，GPP才会有显著的响应，本研究中，降水的阈值大小为5mm。 2）降水事件季节分布模式对受水分限制的内蒙古温带草原和受温度限制的青藏高原高寒草甸GPP的影响存在显著差异。大降水事件的次数（>10 mm d-1）对受水分限制的内蒙古温带草原GPP年际变异的影响最大，大降水事件次数越多的年份，GPP越高，大降水事件降水量之和解释了GPP年际变异的83.4%。与内蒙古温带草原截然相反，降水间隔的分布（聚集分布或均匀分布）是影响青藏高寒草甸GPP年际变异的主要因素，少次长时间的降水间隔（聚集分布）更有利于年GPP的提高，该因素解释了GPP年际变异的51.3%。同时，降水事件影响两类草地生态系统的机理也存在显著差异。相对于小降水事件，大降水事件次数的增多显著提高了内蒙古温带草原底层（5-20cm）土壤的水分，而底层土壤水分的提高一方面提高了水分的利用效率（植被蒸腾的比例增加），另一方面缓解了植被的干旱胁迫（高土壤水分的持续时间延长），共同促进内蒙古温带草原GPP增加。延长而集中分布的降水间隔显著提高了高寒草甸的平均空气温度，使生态系处于适宜温度的时间延长，从而促进高寒草地生态系统生产力的增加。 3）N添加显著增加了GPP对单次降水事件响应的总量（GPPtotal），且N添加带来的GPPtotal增加随降水事件的增大而增大。N添加后GPP对单次降水事件响应的持续时间几乎没有影响，但是显著促进了GPP对单次降水事件响应的最大幅度。叶片N含量的增加可能是N添加后GPP对单次降水事件响应显著增加的重要因素。N添加处理和对照处理的GPPtotal均随着降水事件的增大而显著线性增加且在降水轴上具有相同截距（约为5mm，表明具有相同的降水下限，超过该阈值后GPP开始对降水响应），但N添加处理回归的斜率显著高于对照处理。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 70 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/193639]  |
| 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 | 郭群. 中国北方草地生产力对降水事件和氮添加的响应[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2016. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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