青藏高原高寒草地土壤碳变化与酸化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 武文娟 |
| 答辩日期 | 2024-08 |
| 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 | 张扬建 |
| 关键词 | 土壤有机碳 土壤无机碳 空间分布 土壤酸化 时间动态 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 青藏高原是全球最高的高原，其独特的地理和气候条件赋予了该地区土壤碳 动态和酸化特征重要的生态和环境意义。青藏高原的高寒草地生态系统不仅是全 球生态系统的重要组成部分，其土壤碳储量更占到该生态系统碳储量的 90%以上。 然而，目前对青藏高原土壤碳和酸化的时空变化特征仍不清晰，限制了对其碳汇 功能和生态功能的全面评估。这一知识空白也妨碍了科学制定针对该地区土壤管 理和生态保护的措施。为填补这一空白，本研究通过现今广泛的野外样带调查， 结合历史调查数据和随机森林模型，对青藏高原高寒草地表层（0-30 cm）土壤 碳和酸化的空间分布差异及时空变化特征进行了系统分析。研究结果显示： 1. 在青藏高原藏北腹地，土壤无机碳密度（SICD）平均为 5.09 kg C m-2 （0.03-14.35 kg C m-2），大约是土壤有机碳密度（SOCD）2.41 kg C m-2（0.65-4.64 kg C m-2）的两倍。水平空间尺度上，SOCD 随经度增加显著上升，而 SICD 变 化不显著；垂直深度尺度上，SOCD 随土壤深度增加而减少，而 SICD 则随深度 增加而增加。降水和温度的升高可以促进 SOCD 的增加，但对 SICD 无显著影响； 土壤pH 的升高抑制 SOCD 增加，反而促进 SICD 增加；大气氮沉降增加抑制 SICD 增加；地上和地下生物量增加促进 SOCD 增加，但对 SICD 无显著影响。在多因 素综合影响下，氮沉降和土壤 pH 变化对 SOCD 和 SICD 的相对影响要大于其他 因素。 2. 青藏高原藏北腹地的土壤总碳密度（STCD）从 2010s 的 8.85±3.08 kg C m-2 下降到 2020s 的 7.15±2.90 kg C m-2，变化速率（ΔSTCD）为-0.17±0.39 kg C m-2 yr -1。 随着土壤深度增加，两个时期的 STCD 均呈现增加趋势，而上表层和中表层土壤 的ΔSTCD 损失大于下表层。高寒荒漠草地的ΔSTCD 为-0.41±0.48 kg C m-2 yr -1， 高于高寒草地（-0.11±0.31 kg C m-2 yr -1）和高寒草甸（-0.04±0.28 kg C m-2 yr -1）。 2010s STCD 解释了ΔSTCD 差异的 30%以上。气温升高加剧了高寒荒漠草地的 ΔSTCD 损失，而降水增加则减缓了高寒草甸的ΔSTCD 损失。 3. 在空间尺度上，青藏高原高草地的土壤 pH 值呈现东部较低、西北较高的 分布格局；ΔpH 在东部地区下降，而在西北地区上升。时间尺度上，土壤 pH 值 逐渐降低，而ΔpH 变化复杂。预计这些变化在未来仍将持续。在 ssp585 情景下，土壤 pH 变异性最大，ssp245 情景次之，ssp119 情景最小；而ΔpH 的空间变异性 在 ssp585 情景下减弱最显著，ssp245 次之，ssp119 情景下减弱较小。土壤 pH 值 随降水、温度、AGPP 和土壤有机碳增加而降低，随氮沉降增加也呈降低趋势； ΔpH 则随这些因素的变化而复杂。土壤 pH 值在顶层土最低，中层土最高；ΔpH 在中层减少最大，顶层次之，底层最少。最高 pH 值出现在高寒荒漠草地草地， 最低 pH 值出现在高寒草甸；而ΔpH 在不同草地类型之间差异复杂。 本研究系统揭示了青藏高原高寒草地土壤碳储量和酸化特征的空间格局及 时空演变趋势，为该地区的生态系统管理与保护提供了科学依据。研究结果深化 了我们对青藏高原生态系统碳汇功能和土壤酸化过程的理解，凸显了多因素综合 影响下的复杂动态。这些发现不仅为制定更为精准的土壤管理和生态保护政策提 供了重要参考，也为青藏高原高寒草地在全球气候变化背景下的适应性管理和未 来响应研究奠定了基础。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 109 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209410]  |
| 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 | 武文娟. 青藏高原高寒草地土壤碳变化与酸化研究[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. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。