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《青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、160-168草业学报第19卷第2期2010年4月ACTAPRATACULTURAESINICAVol.19,No.2青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究1,21*342李东,黄耀,吴琴,明珠,靳代樱(1.南京农业大学资源与环境科学学院,江苏南京210095;2.青海省林业局森林资源管理处,青海西宁810008;3.江西师范大学地理与环境学院,江西南昌330022;4.西南林学院园林系,云南昆明650224)摘要:利用高寒草甸区植被、土壤和气候等资料,借助Century模型研究了青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的
2、动态。以2003年7月-2005年7月逐月气象观测资料为输入变量,模拟了自然条件下高寒矮嵩草草甸0~20cm土壤微生物呼吸CO22-C通量季节变化。模拟值与观测值进行的回归分析显示,二者具有较好的一致性(R=0.89,P<0.05)。土壤有机碳动态模拟表明:1)自然条件下高寒草甸土壤有机碳在经历了一个快速积累过程后,积累速率逐渐趋于缓和,最终达到并接近稳定状态。稳定状态下0~20cm土壤总有机碳库约7597.50~7694.102gC/m。其中活性、缓性和惰性土壤有机碳组分占土壤总有机碳储量的2.80%,58.50%和38.70%。2)过去45年(1960
3、-2005)高寒草甸土壤有机碳呈振幅较为稳定的波动变化,但这种变化主要是土壤有机碳各组分波动变化的结果。气候波动对土壤有机碳影响主要与温度变化引起的惰性土壤有机碳库的变化有关,二者呈显著负相关(r=-0.548,P<0.01)。降水量对土壤有机碳及有机碳各组分的影响不显著。关键词:高寒草甸;土壤有机碳;Century模型;青藏高原中图分类号:S812.2文献标识码:A文章编号:10045759(2010)02016009*草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,也是世界上分布面积最广的植被类型之一,其净初级生产力[1,2]8约占全球陆地生
4、态系统净初级生产力的1/3,土壤有机碳储量占1/4以上。我国约有各类草地面积4102[3][4]hm,有机碳储量达44.09PgC,其中草地土壤碳储量41.03PgC,占草地系统有机碳总储量的93.6%。由于天然草地多分布于生态环境相对较为脆弱的干旱半干旱地区,也是受人类活动影响最为严重的区域之一,其功[5]能的正常发挥对维持全球及区域生态平衡具有极其重要的作用。高寒草甸是青藏高原区主要的草地类型,约[6]占高原面积的33%,其下发育形成的草毡寒冻雏形土有机质含量高,是碳素的巨大储存库。目前,有关高寒草甸土壤有机碳的研究和报道多集中在储量估测及土地利用变
5、化对其的响应等方面。但由于研究方法和采样深度[711]的不统一,加之不同亚类的寒冻雏形土表层有机碳含量差异较大,各研究者所报道的结果不尽一致。因此,研究高寒草甸生态系统土壤有机碳库组成、储量及动态变化对于科学评价青藏高原生物地球化学循环具有重要意义。土壤有机质数学模型能够模拟现实状态下土壤有机质的变化,这为大的时间尺度上研究土壤有机碳提供了另外一种有效且必不可少的手段,在当前气候变化和全球碳循环研究中起到了重要作用,并获得了广泛的认[12]可。Century模型最初是从研究草地生态系统C、N等元素循环而建立起来的综合模型,是目前应用比较广泛的土壤有机质动
6、态模型之一。模型采纳了土壤有机质分为3个库的理论,通过模拟土壤有机物质在各库中的积累或流失过程,实现对土壤C、N等元素的动态模拟。本研究利用该模型,对自然状态下高寒草甸土壤有机碳库的积累及储量进行初步估测,并研究气候波动干扰下土壤有机碳及各组分库的动态响应过程。旨在为研究高寒草甸生态系统土壤有机碳动态变化提供依据。*收稿日期:20090422;改回日期:20090518基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KZCX2YW4324)资助。作者简介:李东(1977),男,青海西宁人,在读博士。Email:dongl2005@sina
7、.com*通讯作者。Email:huangy@mail.iap.ac.cn第19卷第2期草业学报2010年1611材料与方法1.1研究地区概况研究地位于中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站(海北站)。该站地处青藏高原东北隅的青海省海北藏族自治州门源回族自治县境内的大通河河谷西段。地理位置为3729!~3745!N,10112!~10123!E,山地平均海拔4000m,站内以滩地和丘陵低地为主,平均海拔3200m,具有典型的高原大陆性气候特征,冷季漫长而寒冷,暖季短暂而湿润,年平均气温-1.7∀,年降水量618mm,主要集中于6-8月,占全年降水量的8
8、0%左右。植被以莎草科嵩草属(Kobresia)植物为主建群种,如
