荒漠草原灌丛化过程中土壤质量变化及有机碳固存机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵亚楠 |
| 答辩日期 | 2024-11 |
| 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 | 江东 ; 付晶莹 |
| 关键词 | 灌丛化 稳态转化 荒漠草原 土壤质量指数 土壤有机碳 微生物残体 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 草地灌丛化/木本植物入侵广泛发生在全球原生草原生态系统，形成了大量草地-灌丛镶嵌体，对草原生态系统结构、功能与服务产生重要影响。为此，本研究基于国际草地灌丛化热点问题和国内人工植被恢复实践，以灌丛入侵过程理论和景观生态界面理论为指导，应用R 包Biblioshiny 对全球草地灌丛化研究领域进行全面的文献综述和文献计量学分析；以荒漠草原灌丛人为转变形成的典型草原-灌丛镶嵌体为研究对象，根据灌丛盖度将其划分为荒漠草地、草地边缘、灌丛地边缘和灌丛地，采用“空间代替时间”方法模拟荒漠草原向灌丛转变的生态过程；开展野外原位观测与试验，评价荒漠草原灌丛人为转变过程中土壤质量变化；利用生物标志物技术和碳库管理指数，探究土壤有机碳库分组、生物来源和稳定性特征，以期为荒漠草原的可持续管理提供科学依据和数据支撑。主要结论如下： （1）1951 年至2023 年全球草地灌丛化研究快速增加，美国、澳大利亚、南非和中国是灌丛化领域发文量和被引量最多的国家。研究主题随着时间演变已从灌丛入侵驱动因素及其对生态系统结构的影响逐渐转变为关注生态系统功能和服务。通过文献计量分析，确定了草地灌丛化研究的6 个关键领域：驱动因素、反馈机制、入侵过程、生态后果、灌丛管理和量化监测。 （2）荒漠草原向灌丛转变过程降低了土壤水分、养分含量和微生物活性，而过氧化物酶、粉粒和砂粒含量逐渐增加。建立适用于荒漠草原灌丛转变的土壤质量综合评价方法最优组合方式是将改进的最小数据集和非线性评分方法相结合。研究发现荒漠草原向灌丛地转变过程中土壤质量呈现显著降低趋势。土壤含水量的减少加剧了灌丛和草本植物之间的竞争，导致多年生草本植物（尤其是根系功能方面）的衰败和裸地面积的增加，从而加速了荒漠草原土壤退化。 （3）荒漠草原向灌丛地转变减少了有机碳库和土壤总氮，但溶解有机碳组分显著升高。增加的溶解有机碳库在灌丛地维持了较高的土壤呼吸与碳矿化，表明来源于灌丛地的有机物是不稳定且易被微生物群落分解。荒漠草地和灌丛地土壤微生物群落在将有效碳转化为生物量方面效率一致。然而，微生物代谢商（qCO2）表明灌丛地于荒漠草地土壤微生物群落碳利用效率较低，土壤有机碳在灌丛地的平均停留时间更短。此外，荒漠草原灌丛人为转变过程土壤有机碳主要来源于植物残体碳而不是微生物残体碳，并且植物源碳在有机碳的比例中显著增加，干旱导致的异养微生物活性降低可能是出现这一现象的主要原因。总体上，荒漠草原向灌丛转变过程土壤有机碳库变得更加不稳定，周转速率更快。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 159 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/217367]  |
| 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 | 赵亚楠. 荒漠草原灌丛化过程中土壤质量变化及有机碳固存机制[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
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