模擬氣候變化對高寒草地物候期、生產(chǎn)力和碳收支的影響.pdf

1、物候期是影響高寒草地植物生產(chǎn)力和碳收支過程的關(guān)鍵因素。氣候變化條件下，厘清高寒草地物候期、生產(chǎn)力、群落結(jié)構(gòu)以及碳收支之間的關(guān)系，有助于確定高寒草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能對氣候變化的響應(yīng)機(jī)制。為了明確氣候變化對高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的綜合影響，揭示高寒草甸和人工草地對氣候變化的差異性響應(yīng)，本文對藏北高寒草甸和人工草地進(jìn)行了為期5年的模擬增溫和2年的春季增溫增水實(shí)驗(yàn)，測定了植物物候期、葉片性狀、群落結(jié)構(gòu)與組成、生產(chǎn)力、土壤碳氮含量、CO2交換和凋落物

2、分解速率。發(fā)現(xiàn)春季溫度和水分共同決定植物物候期。在春季豐水年，增溫促進(jìn)植物返青期和繁殖期提前(p＜0.05)，增水則對其無顯著影響(p＞0.05);在春早年份，增溫導(dǎo)致植物物候期推遲，生長季長度顯著縮短，而增水可以部分抵消增溫對返青期的負(fù)面影響。增溫和增水均不同程度增加高寒草甸植物植株高度和葉面積。增溫導(dǎo)致莎草科植物比例縮小，并被禾本科植物和雜類草替代。在高寒草地，由于增溫導(dǎo)致植株高度升高，從而使生產(chǎn)力增加;但隨著增溫年限延長，高梯度增

3、溫處理?xiàng)l件下種間競爭加劇、土壤水分大幅降低，導(dǎo)致植被蓋度降低，從而降低甚至抵消了植株高度升高對生產(chǎn)力的正效應(yīng)。春季增水對植物生產(chǎn)力也具有促進(jìn)作用，并且在春季干旱年份的增水效應(yīng)顯著高于春季豐水年。增溫顯著增加了高寒草甸和人工草地生產(chǎn)力穩(wěn)定性(p＜0.05)，說明增溫不僅維持了較高的高寒草地生產(chǎn)力，并且降低了其年際波動。植物返青期對植物生產(chǎn)力和多樣性的影響較小，植物生產(chǎn)力主要受環(huán)境因子的直接影響以及溫濕度改變引起的群落結(jié)構(gòu)變化的間接影響。增

4、溫條件下高寒草甸NEE(生態(tài)系統(tǒng)凈交換，Netecosystem CO2 exchange)無顯著變化(p＞0.05)，人工草地NEE顯著降低(p＜0.05);天然草甸在開墾為人工草地后由于其土壤理化性質(zhì)發(fā)生顯著改變，土壤呼吸和冠層呼吸均顯著升高，從而其碳排放明顯增加;而增溫引起的土壤水分降低導(dǎo)致其碳儲存能力進(jìn)一步降低。綜上所述，在增溫引起的干旱導(dǎo)致植物物候期推遲的情況下，高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)迅速反應(yīng)，充分利用雨季的水熱條件，通