放牧强度对荒漠草原土壤温室气体通量的影响

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mengminyan
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草地生态系统对调节土壤-大气之间的气体交换有着十分重要的作用,荒漠草地生态系统土壤二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的吸收与排放对生态系统碳元素的动态平衡有重要影响。放牧作为草地最主要的利用方式,它通过影响草地生态系统碳的动态输入与输出,进而调节土壤温室气体排放,并对气候变化产生重要反馈。本文以内蒙古荒漠草原为研究对象,通过研究对照(CK)、轻度放牧(Light grazing,LG)和重度放牧(Heavy grazing,HG)3种放牧强度下土壤CO2和CH4两种温室气体的变化特征及其稳定同位素值组成;草地植被特征、土壤理化性质、土壤温度和含水量的动态变化;分析不同放牧强度下土壤温室气体通量与土壤温度和含水量、土壤理化性质之间的相关性,进而阐明不同放牧强度影响土壤温室气体排放与吸收的内在机理,主要研究结果如下:1.草地植物的高度、盖度、密度和生物量有随放牧强度增大而降低的趋势,在2021年重度放牧显著降低了植物群落的高度和地上生物量(P<0.05)。轻度放牧提高了植物群落的,高度、盖度和密度,对群落的多样性指数也有增大的趋势。2.与对照和轻度放牧相比,重度放牧处理使土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮含量(Total nitrogen,TN)和碳氮比显著降低(P<0.05),土壤容重显著增大(P<0.05),土壤碳氮同位素值(δ13C、δ15N)降低。随着土壤深度的增加,土壤容重和土壤碳氮同位素值增大,土壤有机碳、全氮含量呈现先增加后减小的单峰变化趋势。3.放牧显著影响了土壤温室气体的排放。重度放牧显著提高了荒漠草原土壤CO2的排放通量,显著降低了土壤CH4的吸收通量(P<0.05)。此外,相比于对照,重度放牧下土壤CO2气体同位素值(δ13CO2)显著增大(P<0.05),对土壤CH4气体同位素值(δ13CH4)也呈现出增大的趋势。4.放牧对荒漠草原土壤环境因子产生了显著影响(P<0.05)。与对照相比,重度放牧显著降低了土壤含水量,对土壤温度有增大的趋势。放牧通过改变土壤环境因子进而对碳土壤温室气体排放和吸收产生调控作用,土壤CO2通量与土壤含水量和土壤温度呈显著正相关,土壤CH4通量与土壤含水量呈显著负相关。
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