围封对祁连山东段高寒灌草交错系统碳交换的影响

发布时间：2021-05-11 16:09

　　祁连山是我国西部重要生态安全屏障,是黄河及内陆河流域重要水源产流地,对维护河西走廊绿洲生态系统的平衡和遏制荒漠化有着不可替代的作用。高寒灌丛是祁连山的优势植被类型,具有碳储存和水源涵养等重要生态服务功能。灌草交错区既是高生物多样性的出现区和边缘效应的表达区,又是放大外界干扰信号的特殊响应区,是敏感响应人为干扰和预测气候变化的理想研究区。在气候变化和人为干扰的双重影响下,高寒灌丛退化严重,这不仅影响当地经济发展,甚至威胁着区域生态安全。围栏封育是草地管理的基本方式,也是应用最广泛的退化草地生态恢复途径。围封可能通过影响草地碳交换过程的各个途径,进而影响草地固碳功能,深入理解围封对草地生态系统碳交换的作用与调控机制,对恢复和提高草地生态服务功能有重要的理论价值与实践指导作用。此外,祁连山国家公园对灌丛草地是延续传统放牧利用还是作为重要的碳库和水源涵养林进行围封保护,仍缺少固碳功能等相关基础科学数据的支撑。因此,本研究以灌草交错区的特殊灌草系统为对象,从碳通量和碳库两个角度,研究为期4-5年的围栏封育对祁连山轻度和重度退化高寒灌草交错系统各生态区（草甸区、交错区和灌丛区）碳交换的影响,揭示围... 

【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省

【文章页数】：204 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
SUMMARY
缩略词表
第1章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状与分析
        1.2.1 围封对灌草交错系统植被和土壤特征的影响
        1.2.2 围封对灌草交错系统生态系统呼吸的影响
        1.2.3 围封对灌草交错系统净碳交换量的影响
        1.2.4 围封对灌草交错系统碳储量的影响
    1.3 科学问题的提出
    1.4 研究目的和意义
    1.5 研究内容
    1.6 技术路线
第2章 材料与方法
    2.1 研究区概况
    2.2 试验设计
    2.3 取样方法和测定指标
        2.3.1 植被调查及取样
        2.3.2 土壤取样及分析
        2.3.3 生态系统CO2通量测定
        2.3.4 净生态系统CO2交换量测定
    2.4 数据分析
        2.4.1 植物群落多样性指数计算
        2.4.2 碳储量计算
第3章 围封对祁连山高寒灌草交错系统植被和土壤特征的影响
    3.1 .结果分析
        3.1.1 植被特征变化
            3.1.1.1 草本和灌木植物高度变化
            3.1.1.2 草本和灌木植物盖度变化
            3.1.1.3 草本和灌木植物地上、地下生物量变化
            3.1.1.4 草本和灌木植物多样性变化
        3.1.2 土壤物理性质变化
            3.1.2.1 土壤容重、紧实度和含水量变化
            3.1.2.2 土壤团聚体变化
        3.1.3 土壤化学性质变化
            3.1.3.1 土壤有机碳含量变化
            3.1.3.2 土壤全氮、全磷和全钾含量变化
            3.1.3.3 土壤速效氮、速效磷和速效钾含量变化
            3.1.3.4 土壤硝态氮和铵态氮含量变化
        3.1.4 土壤生物特性变化
            3.1.4.1 土壤微生物量碳、氮变化
            3.1.4.2 土壤脲酶活性变化
            3.1.4.3 土壤过氧化氢酶活性变化
            3.1.4.4 土壤碱性磷酸酶活性变化
            3.1.4.5 土壤蔗糖酶活性变化
            3.1.4.6 土壤纤维素酶活性变化
        3.1.5 植物群落特征与土壤特征间关系
    3.2 讨论
        3.2.1 围封对高寒灌草交错系统植被特征的影响
        3.2.2 围封对高寒灌草交错系统土壤特征的影响
        3.2.3 高寒灌草交错系统植被特征与土壤特征间的关系
    3.3 小结
第4章 围封对祁连山灌草交错系统土壤细菌群落特征的影响
    4.1 结果分析
        4.1.1 细菌群落多样性变化
        4.1.2 门分类水平组成变化
        4.1.3 纲分类水平组成变化
        4.1.4 属分类水平组成变化
        4.1.5 细菌群落与环境因子间的关系
    4.2 讨论
        4.2.1 高寒灌草交错系统细菌群落组成和多样性
        4.2.2 高寒灌草交错系统细菌群落与环境因子间的关系
    4.3 小结
第5章 围封对祁连山高寒灌草交错系统碳交换的影响
    5.1 结果分析
        5.1.1 碳输入变化
            5.1.1.1 总初级生产力季节动态
            5.1.1.2 总初级生产力与植被和土壤特征间的关系
        5.1.2 碳输出变化
            5.1.2.1 异氧呼吸季节动态
            5.1.2.2 植物根系呼吸季节动态
            5.1.2.3 植物呼吸季节动态
            5.1.2.4 土壤呼吸季节动态
            5.1.2.5 生态系统呼吸季节动态
            5.1.2.6 土壤温度和土壤含水量季节动态
            5.1.2.7 呼吸组分所占比例
            5.1.2.8 呼吸组分与植被和土壤特征间的关系
        5.1.3 净生态系统CO_2交换变化
            5.1.3.1 净生态系统CO_2交换季节动态
            5.1.3.2 净生态系统CO_2交换与植被和土壤特征间的关系
        5.1.4 碳交换与植被和土壤特征间的关系
    5.2 讨论
        5.2.1 围封对高寒灌草交错系统碳输出的影响
        5.2.2 围封对高寒灌草交错系统初级生产力的影响
        5.2.3 围封对高寒灌草交错系统净碳交换的影响
    5.3 小结
第6章 围封对祁连山高寒灌草交错系统有机碳库的影响
    6.1 结果分析
        6.1.1 植被有机碳库变化
        6.1.2 土壤有机碳库变化
        6.1.3 生态系统有机碳库变化
    6.2 讨论
    6.3 小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 存在的问题及展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
在读期间发表论文和研究成果
导师简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]高寒草甸退化对祁连山土壤微生物生物量和氮矿化速率的影响[J]. 马源,杨洁,张德罡,周恒,周会程,陈建纲.  生态学报. 2020(08)
[2]祁连山东段不同类型灌丛斑块土壤特征对围封的响应[J]. 刘玉祯,曹文侠,王金兰,李文,辛雨琼,王世林,王小军.  草业学报. 2019(11)
[3]青藏高原典型草地植被退化与土壤退化研究[J]. 郝爱华,薛娴,彭飞,尤全刚,廖杰,段翰晨,黄翠华,董斯扬.  生态学报. 2020(03)
[4]干旱风沙区灌丛林地地面节肢动物群落对放牧管理的响应[J]. 张安宁,常海涛,陈蔚,刘任涛.  应用生态学报. 2019(11)
[5]放牧高寒嵩草草地不同演替阶段土壤酶活性及养分演变特征[J]. 李茜,孙亚男,林丽,李以康,杜岩功,郭小伟,杨永胜,曹广民.  应用生态学报. 2019(07)
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[9]桂西北喀斯特不同植被演替阶段土壤微生物群落多样性[J]. 杨泽良,任建行,况园园,李萍芳,向国红,薛涛.  水土保持研究. 2019(03)
[10]东北5种温带人工林表层土壤碳氮含量的分异[J]. 王薪琪,王传宽.  应用生态学报. 2019(06)

博士论文
[1]放牧对草地固碳功能的作用及调控机制[D]. 常青.东北师范大学 2018
[2]模拟增温和围栏封育对青海湖北岸高寒草甸化草原生态系统碳交换影响[D]. 陈骥.中国科学院研究生院(地球环境研究所) 2015



本文编号：3181706