不同草地利用方式对内蒙古典型草原温室气体通量和草地生态系统碳平衡的影响

发布时间：2020-04-05 04:58

【摘要】：全球变暖已是毋庸置疑,减少人类活动引起的二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)等温室气体的排放,是减缓气候变暖的主要措施。认识温室气体排放规律和机制及其在人类活动下的变化,是制定低排放管理体系的基础,是当前的研究热点。草地占全球陆地面积1/5,放牧和割草是草地最主要的土地利用方式,也是人类活动在草地上的主要表现形式。草地利用对温室气体排放的影响,与草地放牧的强度、季节和方式,或草地的割草频率和强度、以及家畜组成和养分添加等相关。当前国内相关研究多集中在放牧强度与温室气体排放关系,而少有放牧方式(季节和时间分配)影响,以及放牧和割草等不同利用方式影响的比较研究。本研究在内蒙古典型草原区,利用草地利用实验平台,研究放牧、割草和围封条件下草地温室气体排放和生态系统碳平衡的影响,探索其可能的影响机制;其中放牧处理包括全植物生长季放牧5次(全季放牧AG,5-9月每月1次)和2次(春夏放牧SG,6月和8月)两种频率,但两种处理的放牧强度(全植物生长季放牧的“畜数·天数”)适中且保持一致。结果显示:(1)四种处理的生态系统呼吸ER、CH_4、N_2O生长季通量范围分别是(66.46±10.96)mg·m~(-2)·h~(-1)至(93.68±13.32)mg·m~(-2)·h~(-1)、(-61.94±2.63)ug·m~(-2)·h~(-1)至(-68.29±3.25)ug·m~(-2)·h~(-1)、(2.18±0.23)ug·m~(-2)·h~(-1)至(1.35±0.29)ug·m~(-2)·h~(-1)。ER分别贡献了全球增温潜势(GWP)和全球温变潜势(GTP)的97%和99%;(2)与围封对比,强度适中的放牧会减低整个生长季温室气体通量的20%至30%,而割草会增加温室气体的通量;(3)相同适度放牧强度下,高放牧频率(全季放牧)比低放牧频率(春夏放牧)温室气体排放少12%。结果也显示,典型草原土壤水分与温室气体通量、生态系统碳平衡和生态系统初级生产力密切相关,不同的草地利用方式主要通过影响土壤水分和其它性质来影响温室气体排放。适度放牧促进甲烷氧化菌活性,进而促进CH_4氧化,这是高放牧频率增强草原CH_4吸收的主要机制。本研究结果可为制定低排放草原生态畜牧业管理体系提供基础科学数据。
【图文】：

丰富度,烷氧化,植物生长季

物生长季不同阶段不同草地利用下甲烷氧化菌 pmoA 丰富度。AG、SG、M 和 F 分别表示割草和围封处理。June、July、Aug、Sep 分别为 2017 年 5 月 31 日、7 月 5 日、8的 4 次日进程。 The diurnal curves of grassland Methanotrophs pmoA abundance at four measuremenents. AG, SG, M and F refers to All-season Grazing, Spring&Summer Grazing, Mowing ly; June, July, Aug, Sep refers to the 4 diurnal curves measured on the 31 May, 5 July, 5 Ar of 2017.地甲烷氧化菌丰度与环境因子的关系结果显示（图 5-2），甲烷吸收通量与甲烷氧化菌丰富度呈极显著正相关；和土壤水分呈显著负相关，与土壤温度无显著关系；甲烷氧化菌丰富度与著正相关，与土壤粉粒呈显著负相关；甲烷氧化菌丰富度与 NO3--N 和 N关；甲烷氧化菌丰富度和植物地上生物量（不含凋落物与立枯）呈显著负相

植被生物量,土壤粒度,甲烷吸收,硝态氮

30 5-2 草地甲烷氧化菌 pmoA 丰富度与甲烷吸收通量、土壤湿度(SM)、土壤粒度（SG）、植被生物量（pliomass）及土壤氨硝态氮(NO3--N、NH4+-N)的关系。igure 5-2 The relationship between grassland Methanotrophs pmoA abundance and CH4absorption flux,oisture (SM), soil grades (SG) , plant biomass and soil NO3--N、NH4+-N.
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S812

【参考文献】