祁连山天涝池流域亚高山草地生态系统土壤呼吸研究

发布时间：2018-03-26 10:49

本文选题：祁连山　切入点：亚高山草地　出处：《兰州大学》2015年硕士论文

【摘要】：天涝池流域位于祁连山区深处,降水量较多,是祁连山区植被较丰富、生物群落较完整的水源涵养林区。亚高山草地占流域总面积的7.45%,生态环境十分脆弱,过度的放牧和频繁的鼠害等活动导致土壤呼吸作用对环境因子的变化非常敏感,因此,对流域亚高山草地土壤呼吸的机制和过程及其影响因子的研究是十分必要的。本研究利用LI-8100 A土壤碳通量自动测量系统对亚高山草地生态系统进行了以下四方面的观测：1、生长季和非生长季期间生态系统和土壤呼吸速率动态变化及其影响因子；2、生长季植被生长旺盛期土壤呼吸不同组分呼吸速率的动态变化及其影响因子；3、呼吸速率对降雨的响应；4、雪覆盖对呼吸速率及环境因子的影响。主要得出以下结论：1、亚高山草地生态系统的呼吸速率具有明显的日变化和月变化模式。生长季和非生长季呼吸速率日变化表现为先增大后减小的趋势,在生长季土壤呼吸和生态系统呼吸速率日均值分别为5.06μmol·m-2·s-1和7.73μmol·m-2·-1,非生长季土壤呼吸和生态系统呼吸速率日均值分别为1.22μmol·m-2·-1。和1.38μmol·m-2·s-1。月变化模式表现为：呼吸速率从5月份开始逐渐增大,7月份达到最大值,随后呈减小趋势,至1月份降到最小,之后又随温度的升高而增加。呼吸速率在生长季呈现明显的波动变化,而在非生长季变化范围较小。土壤呼吸速率最大值和最小值分别为6.25μmol·m-2·s-1,和0.19μmol·m-2·s-1,生态系统呼吸速率最大值和最小值分别为13.56μmol·m-2·s-1。和0.11μmol·m-2·s-1。非生长季土壤呼吸量占年呼吸总量的25.04%,生态系统呼吸量占年呼吸总量的19.83%。呼吸速率与温度呈指数相关关系,且与地表温度和大气温度的相关性高于土壤温度,非生长季呼吸速率与温度的相关性大于生长季,非生长季Q1o值范围在2.72-6.05之间,生长季Q1o值范围在1.49-2.46之间。呼吸速率与地表相对湿度呈负线性相关,与风速呈显著线性正相关。生长季呼吸速率与太阳辐射呈显著正相关,非生长季呼吸速率与太阳辐射呈线性负相关,且相关性不显著。不论是在生长季还是非生长季,0-60cm土壤的水热状况均在很大程度上影响了呼吸速率,其次是土壤表层环境因子的影响,最后为太阳辐射。2.生态系统呼吸、土壤呼吸、自养和异养呼吸速率的变化趋势均表现为单峰型曲线。生态系统呼吸速率(10.45μmol·m-2·s-1)土壤呼吸速率(8.51μmol·m-2·s-1)异养呼吸速率(7.13μmol·m-2·s-1)自养呼吸速率(1.39μmol·m-2·s-1)。冠层呼吸速率大于根系自养呼吸速率,是根系呼吸速率的2.5倍。亚高山草地白天呼吸速率高于夜间呼吸速率,夜间呼吸速率表现为：生态系统呼吸速率土壤呼吸速率微生物异养呼吸速率。呼吸速率对土壤温度的敏感性表现为异养呼吸速率土壤呼吸速率生态系统呼吸速率。地上生物量和呼吸速率之间呈显著线性正相关关系,地下生物量与呼吸速率之间呈二次回归关系。刈割年限越长,土壤呼吸速率越小。3.降雨结束后降雨处理组土壤呼吸速率和生态系统呼吸速率明显减小,在之后两个多小时内又呈快速上升趋势,而非降雨处理组呼吸速率随地表温度和土壤温度的变化而变化。降雨后土壤呼吸速率减少66.87%,生态系统呼吸速率减少9.88%。雨后降雨处理组呼吸速率增大的倍数明显大于非降雨处理组,降雨对土壤呼吸的激发效应在次日及以后才能体现出来,而抑制效应则表现在降雨后的几小时内。在降雨强度相同的情况下,随着降雨时间的增加,降雨对呼吸速率的抑制强度越大。降雨对呼吸速率的抑制强度随着降雨量的增加而增大,但当降雨量增大到一定程度时抑制强度减小,降雨量在8-30mm时对呼吸速率的抑制较大,当超过30mm时降雨对呼吸速率的抑制开始减小。不同强度的降雨对呼吸速率的影响并没有较大的差异。4.生态系统和土壤呼吸速率在无雪覆盖时均大于有雪覆盖,土壤温度和地表温度也表现为无雪覆盖高于有雪覆盖,地表相对湿度则表现相反。虽然有雪覆盖处理生态系统呼吸速率小,但是增大率明显大于无雪覆盖处理。生态系统和土壤呼吸速率的动态变化在土壤融化状态时大于冻融期。有雪覆盖组呼吸速率与土壤温度的相关性大于无雪覆盖组,对温度的敏感性Q1o值也表现为有雪覆盖组明显大于无雪覆盖组。无雪覆盖时呼吸速率随温度的变化而变化,有雪覆盖时呼吸速率在温度开始降低时并未表现出减小的趋势,而是随着积雪融化时地表相对湿度的增大而呈继续增大的变化趋势。非生长季刈割年限对呼吸速率的影响与生长季表现相反,刈割时间越长,呼吸速率越大。
[Abstract]:The results showed that the respiration rate of the soil respiration and ecosystem in the growing season was 5.06 渭mol 路 m - 2 路 s - 1 and 0 . 19渭mol 路 m - 2 路 s - 1 respectively . The respiration rate and respiration rate of soil were significantly higher than those in the non - rainfall treatment group , but the rate of respiration decreased by 66.87 % and the rate of respiration decreased by 9.88 % .

【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812.2

【参考文献】