内蒙古典型草原生物量碳分配格局

发布时间：2019-10-28 18:20

【摘要】：以内蒙古呼伦贝尔草原、科尔沁草原、锡林郭勒草原等为研究区域,借助群落分层取样方法,科学估测内蒙古典型草原的生物量碳分配情况,主要结论如下:1)我国内蒙古典型草原的平均生物量碳密度为400.56 g C/m~2,其中羊草-杂类草(585.18 g C/m~2)、冷蒿-其他小禾草(505.68 g C/m~2)以及克氏针茅群落(501.45 g C/m~2)具有较高的地下生物量碳密度。2)内蒙古典型草原拥有32.26×106hm~2的面积,贡献了112.76 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳20.42 Tg,地下生物量碳92.34 Tg。3)根冠比(R∶S)分布上,内蒙古典型草原的平均根冠比数值为4.52,要大于一般草地类型。4)地下生物量碳(BGB)沿土壤深度的分布情况,糙隐子草、克氏针茅、羊草-杂类草、羊草-丛生禾草、大针茅、冰草等草本群落均属于"指数型",即BGB沿深度分布符合指数函数,主要分布在0~10 cm土壤层;冷蒿-糙隐子草、冷蒿-其他小禾草、差巴嘎蒿群落等灌丛群落的BGB分布曲线为"抛物线形",其地下生物量碳主要分布于20~40 cm土壤层,不符合指数函数但符合二次函数。
【图文】：

草地,碳分配,固碳,碳循环

onnaturalgrasslandsinnorthernChina．Keywords:carbondensity;biomass;root∶shoot;exponentialfunction一直以来，生物量碳分配是生态环境保护、植被恢复和固碳潜力研究的核心问题［1-2］，在草地碳循环、草原生态保护和土壤潜力研究中得到广泛的应用［3-4］。受过度放牧、气候变化等影响，我国草地特别是牧草生产面临重大挑战，影响着草原畜牧业的可持续发展，而在影响牧草生物量碳分配的诸多因素中，环境异质性是影响植物生物量碳分配的重要因子［5-6］，其通过影响群落结构的变化，进而影响整个碳库储量的变化(图1)。图1环境异质性与生物量碳分配Fig．1Therelationshipbetweenenvironmentalheterogeneityandbiomassdistribution草地生态系统占世界陆地总面积的1/5左右，不仅为人类提供食物、衣服材料、洁净空气等服务，同时具有涵养水源、保持水土、固碳释氧等功能，对畜牧业发展、生物多样性保护和生态系统平衡有着重要作用［7］。然而，受限于草地生态系统的内部异质性，以往研究多数考虑了草地相对于其他景观(如森林、农田等)的功能差异，，往往忽视草原的内部群落组成以及群落生物多样性间的巨大差别，忽视这样的差别无疑会影响评估的最终效果［8］。草地生物量碳的80%以上集中在地下，地上生物量碳则是土壤有机碳的最主要输入源，在草地生态系统碳循环中起着关键性作用。然而，受限于采样方法和监测技术，人们对地下生物量碳的认识比较有限。目前主要通过两种方法来估算地下生物量碳:一是模型方法，即通过引入一定的环境变量(如气候、土壤养分、水分等)来估算地下生物量碳。该方法虽然加入模型要素，但对于草地、灌丛等空间异质性较大的景观来说，环境因素的变动性太大，借助环境因素来解释地下生物量碳的可行性较低;二?

温带典型草原,群落分布

1．1群落类型选择借助ArcGIS群落资料，宏观把握草地群落类型的比例，选择10个草原群落(图2)，这些群落类型面积占内蒙古典型草原面积的90%以上，可以很好地代表整个草原特征。取样时间为2011年7－8月，自沈阳出发，经左翼中旗到扎鲁特旗，后至呼伦贝尔草原后横穿锡林郭勒盟，再经克什克腾旗返回通辽，完成典型草原的取样工作。图2温带典型草原取样群落分布Fig．2Thedistributionofsamplingcommunitiesintemperatetypicalsteppe1．2样地布设样地布设上，每个群落选择5个500m×500m典型区域作为取样样地(各样地的距离间隔原则上为2km以上，但根据群落自身的分布特点，若某些群落分布比较集中的话，至少应有500m的间隔)，同时，每个样地中再随机设置2个1m×1m的样方，间隔100m以上。因此，每个群落将设置有5(样地)×2(样方)=10个样方，温带典型草原共设置样方数为:10(群落)×5(样地)×2(样方)=100个。1．3样方取样1．3．1地上植被采集将样方内植物地面以上的所有绿色部分用镰刀齐地面割下，称取总重后选取部分植物装入自封袋，该部分称取重量后用记号笔做好标记，带回实验室65℃烘干后称量干重。地上活体生物量(plant)的样本总数为10(群落)×5(样地)×2(样方)=100个。1．3．2地表凋落物采集用钉耙收集样方内地表凋落物和立枯，小心去掉凋落物上附着的细土粒，按样方称重后分别装入自封袋内并编上样方号，带回实验室65℃烘干后称量干重。凋落物生物量(litter)的样本总数为10(群落)×5(样地)×2(样方)=100个。1．3．3地下根系采集在取过地上生物量的样方内，将土壤表层的残留物和杂质清理干净，用直径5cm土钻取3钻土，3钻合并在一起，分0～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm和80～100cm计6层依次取样。取好的样品，此时是土样和根系的混合体
【作者单位】：环境保护部南京环境科学研究所;北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西师范学院;南京大学生物系;中国科学院沈阳应用生态研究所;
【基金】：广西地表过程与智能模拟重点实验室开放基金(2015GXESPKF01) 中央级公益性科研院所基本科研业务专项(20160404) 江苏省青年基金(BK20140116)资助
【分类号】：S812

【参考文献】