青藏高原高寒草地碳氮磷积累特征及其控制要素

发布时间：2020-07-06 17:09

【摘要】：陆地草地生态系统的元素积累过程是重要的生态过程。它主要受到外界环境因子的调控,包括气候因子、土壤因子与植物本身。探究植物群落元素积累过程的格局及其影响因素,能够推进人类对生态过程的认识与理解。叶片碳氮磷积累的特征与格局为我们提供了一个研究群落元素积累过程和影响因素的途径。然而,目前针对分布在极端环境下的青藏高原高寒草地生态系统的相关研究极其匮乏,缺少相关方面的知识理论。本研究利用青藏高原高寒草地样带(共115个样地)在2015年的调查,对高寒草地叶片群落水平碳氮磷积累特征及其影响因素进行了研究。同时,考虑到植物生长过程中各元素的积累是相互影响耦合的,本研究还分析了青藏高寒草地碳氮磷元素积累的比值。本研究结果表明:1)青藏高寒草地群落水平碳积累速率(The accumulate rate of carbon,CAR)、氮积累速率(The accumulate rate of nitrogen,NAR)和磷积累速率(The accumulate rate of phosphorus,PAR)的算数平均值分别为0.50 g/day/m~2、0.02 g/day/m~2和0.20×10~(-2) g/day/m~2。通过拐点分析确定了碳和氮磷积累分别存在三个和两个显著差异的积累模式,通过不同模式下CAR、NAR、PAR分别与气候因子和土壤因子的相关性和控制效应进行分析,发现水热差异是碳氮磷元素积累速率的主要调控因素。水热的差异显著改变了土壤的含水率,同时,水热同期促进了土壤养分的矿化,显著提高了土壤中有效元素的含量和增加了土壤养分的可利用性。因此,对于青藏高寒草地碳氮磷积累速率的差异,成因主要归结为元素积累的差异与青藏地区整体气候格局在空间上具有一致性。2)青藏高寒草地群落水平CAR:NAR:PAR=250:10:1,CAR/NAR、CAR/PAR和NAR/PAR的算数平均值分别为22.72、281.44和12.39。其中,PAR是草地群落水平碳氮磷元素积累的主要控制因子。由于叶片的元素积累和土壤的元素含量紧密相关,叶片的元素积累主要反应了植物对生境土壤条件的适应。因此,可能的解释是对青藏高寒草地生态系统而言,植物生长相对较大程度受到了土壤磷元素的限制。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S812
【图文】：

生态化学,基本理论,计量学,生物学

程能够创建较高层次的生态学过程和格局(曾德慧和陈广生《生态化学计量学：从分子到生物圈的元素生物学》著作的出学计量学理论基本得到完善。目前，生态化学计量学理论已经接受(Schindler, 2003a；Schindler, 2003b)，生态化学计量学理，有差别的生物群系与不同领域的生物学有机联系在了一起

技术路线图,拐点,拟解,科学问题

3.3 拟解决的关键科学问题针对以上研究内容，我们提出以下三个拟解决的关键科学问题：(1)青藏高原 C、N、P 积累速率是怎样的？区域 C、N、P 积累的影响因纬度地带性？垂直地带性？还是气候土壤或者其他什么？区域 C、N、P 关键因子与控制机制是否一致？(2) 青藏高原 C、N、P 积累是否存在拐点？拐点是否一致？拐点前后 C、累的机制是否存在差异？如果是，差异的成因机制是什么？(3) 青藏高原区域 C、N、P 积累速率是否存在一定的比值？如果是，比少？此外，C、N、P 积累速率比值是否存在拐点？如果是，不同模式下 C、累速率比值是多少？3.4 技术路线本研究整体技术路线如图 1-3-1：

青藏高原,雅鲁藏布江,高原,季节

2.1.1 研究区地理位置青藏高原(图 2-1-1)位于中国西南部，北起喀拉-昆仑山脉、东北止于祁连山脉(Wang et al., 2006b；孙建, 2013)、东为横断山脉，向南、向西为喜马拉雅山脉。东西间距长达 2000 km，南北最宽距离超过 1400 km，主要包括我国青海省与西藏自治区，各地形区主要包括羌塘高原、雅鲁藏布江谷地、柴达木盆地和一系列高山山脉。青藏高原约占我国陆地面积的 25%，平均海拔大于 4000 m，地形地貌复杂，海拔高度变化大，地区气温降雨差异显著(Yao et al., 2012)；温度在各季节间的差异明显，降水在季节间极端多变而分配极不均匀，旱季和雨季之间分异明显，降雨量从北到南、从西到东呈现递增的趋势，冻土分布很广，永久性冻土主要连续分布在西藏北部和西北部高原(Cheng et al., 2011)，多年冻土面积高达2.15×106km2(金会军等., 2000)。高原上分布着众多的湖泊(尤其是羌塘盆地)和冰川，亚洲几条大河均发源于青藏高原, 如长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江等(Gaoet al., 2009)。

【参考文献】