額濟納三角洲典型植被群落土壤有機碳動態(tài)研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖，碳循環(huán)研究引起了各國科學家的重視。土壤有機碳作為碳循環(huán)的重要組成部分是一個巨大的碳庫，據(jù)估計有機碳含量是1500PgC，大約是大氣碳的2倍，土壤碳的微小變化都會對大氣CO2濃度起到很大的影響。
　　 因此對區(qū)域土壤碳動態(tài)的研究是碳循環(huán)研究的必不可少的環(huán)節(jié)。位于黑河流域下游的額濟納，氣候極端干旱，自然條件極為嚴酷，生態(tài)環(huán)境極端脆弱。黑河在穿越河西走廊以后是唯一一條進入該區(qū)的河流，河水漫溢處形成了現(xiàn)代荒漠河岸綠洲。

2、而荒漠河喬灌木林則是下游綠洲的主體，其主要任務是維護和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，在區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展中具有重要的作用和地位。但近幾十年來，隨著氣候變暖、黑河流域上中游用水量增加，導致下泄水量減少、河道斷流期加長、尾閭湖干涸、地下水位下降、土地沙化、鹽漬化加劇，這些勢必影響到荒漠綠洲植物根系的呼吸、微生物的群落組成等。在這種情況下，各種群落的土壤碳循環(huán)過程也會發(fā)生強烈的變化。土壤碳作為生態(tài)系統(tǒng)能量和物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，與森林光能利用狀況及生物量

3、和生產(chǎn)力有直接的關(guān)系。因此，在全球變暖和人類活動影響強烈的背景下，深入了解干旱區(qū)荒漠綠洲生態(tài)系統(tǒng)土壤碳動態(tài)不僅為確定干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的源/匯屬性提供直接的實驗支持，對評價干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)中的地位具有重大的價值；同時為維護區(qū)域生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，制定區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展等重大的決策方面提供理論依據(jù)。
　　 本文以額濟納綠洲典型植被群落土壤碳為研究對象，應用土壤學原理，通過野外實驗與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，對額濟納綠洲土壤碳的

4、貯存環(huán)境、地表CO2通量的日變化、季節(jié)變化以及不同土壤類型多年碳動態(tài)做了分析，同時應用土壤碳循環(huán)模型，對額濟納綠洲建群種-胡楊林土壤碳循環(huán)做了模擬并對未來50年對氣候的響應做了探討，主要工作和結(jié)論如下：
　　 (1)在各類植被類型的土壤中挖取了9個剖面，深1m，分析了土壤的機械組成和養(yǎng)分、鹽分特征，發(fā)現(xiàn)土壤屬于堿性沙質(zhì)土，不利于土壤有機碳的貯存和有機質(zhì)分解；土壤養(yǎng)分缺乏，鹽分表聚現(xiàn)象的土壤類型較多，不利于土壤有機碳的積累;說明研

5、究區(qū)土壤有機碳的儲存環(huán)境差。
　　 (2)利用Li-6400-09土壤呼吸室觀測了各種典型植被群落的土壤表面CO2通量在不同的季節(jié)日變、季節(jié)變化趨勢。由于受水分和溫度的共同作用，胡楊林地地表CO2通量在5、7、9月均為雙峰曲線，檉柳林地在5、7、9月均呈單峰曲線，而沙棗在5月和7月呈雙峰曲線，而在9月則呈單峰曲線；同時在整個生長季月均地表CO2通量的大小順序是：7月＞8月＞6月＞9月＞5月。從整個區(qū)域來看，受水分和植被類型影響土

6、壤呼吸速率值普遍比其它濕潤地方的呼吸速率要小。
　　 (3)應用土壤呼吸與溫度、濕度以及溫-濕度的各種模擬關(guān)系，擬合了它們之間的關(guān)系，當土壤溫度是一個獨立控制因素時，胡楊和檉柳林地用冪函數(shù)(F=a(T+10)b和F=a(T-Tmin)b)和指數(shù)函數(shù)(F=aexp(bT+cT2))能較好的擬合溫度與土壤呼吸之間的關(guān)系，各種林地的呼吸速率與土壤深度的關(guān)系密切；當濕度成為獨立控制因子時，二次方模型對沙棗和檉柳林地土壤呼吸擬合比其它模型

7、更好，而胡楊林地的土壤呼吸用三次方模型擬合的較好；當溫度和水分同時成為控制因素時，F(xiàn)=a+bT+cW+dTW這一線性擬合方程能夠更好的反映出胡楊林地和沙棗林地土壤呼吸與土壤溫-濕度之間的相關(guān)關(guān)系，檉柳林地土壤呼吸與溫-濕度的相關(guān)性用指數(shù)模型(LnF=a+bT+cW+dTW)模擬更為準確。
　　 (4)研究了各類土壤的有機碳貯量和密度，認為儲量和密度均比較小，土壤有機碳密度最小的土壤是風沙土；根據(jù)估算，在近20年來，河岸喬灌木林、