内蒙古温带典型草原主要温室气体（GHG，CH4、CO2）通量的变化特征

论文摘要

草地生态系统是陆地生态系统的一个重要类型。温带典型草原具有各种不同的生态系统环境,其中羊草草原生态系统和荒漠草原生态系统是主要的生态系统之一。本文采用静态箱（暗箱）技术和气相色谱法,对内蒙古温带典型草原生态系统中羊草样地和沙地样地的主要温室气体通量日变化和年变化特征进行了分析与比较,为探究羊草草原生态系统和荒漠草原生态系统对温室气体排放总预算量的影响及深入了解生态系统对温室气体通量变化的影响提供有效的实验数据。研究结果如下:1.在沙地样地中,CH4的通量值为负值,2008年9月19日,CH4通量值日变化范围从-0.1315到-0.02841 mg CH4·m-2·h-1,CH4日通量平均值为-0.0684 mg CH4·m-2·h-1;2009年8月23日,CH4通量值日变化范围从-0.25782到-0.02225 mg CH4·m-2·h-1,CH4日通量平均值为-0.1148 mg CH4·m-2·h-1。在沙地样地中,CO2的通量值为正值,2008年9月19日,CO2通量值日变化范围从89.31595到191.1538 mg CO2·m-2·h-1,CO2日通量平均值为131.6391mg CO2·m-2·h-1;2009年8月23日,CO2通量值日变化范围从205.0719到529.149 mg CO2·m-2·h-1,CO2日通量平均值为347.7160mg CO2·m-2·h-1。根据一个昼夜变化规律,在草原植物生长季节,09:00-10:00和16:00-17:00两个时间段的温室气体通量值的平均值可以代表24小时周期时的平均值。植物生长季节,温度越高,CH4的通量绝对值越低,CO2的通量绝对值越高。沙地中CH4的吸收与气温有一定关联,极限值分别出现在午后上下和清晨。从8月到9月,绿色植物逐渐凋落,绿色植物凋落对CO2的排放通量影响较大,而对CH4的吸收通量影响较小。2.在羊草样地中,CH4的通量值也为负值。草地对照小区CH4通量值年变化范围从-0.2200到-0.0648 mg CH4·m-2·h-1,CH4年通量平均值为-0.1602 mg CH4·m-2·h-1;裸地小区CH4通量值年变化范围从-0.1534到-0.0890 mg CH4·m-2·h-1,CH4年通量平均值为-0.1336 mg CH4·m-2·h-1。羊草草原可以作为大气中的CH4的汇。草地对照小区CO2通量值年变化范围是从27.3008到325.2815 mg CO2·m-2·h-1,CO2年通量平均值为216.4107 mg CO2·m-2·h-1;裸地小区CO2通量值年变化范围从30.4408到215.7496 mg CO2·m-2·h-1,CO2年通量平均值为144.4512 mg CO2·m-2·h-1。CH4吸收通量和CO2排放通量的变化趋势是春夏两季明显大于秋冬两季;草地对照小区的各月份和年平均CO2排放通量值基本都大于裸地小区,并且在两小区间部分月份间具有显著性差异。因此植物的生长状况对于CO2排放通量会产生明显影响。3.沙地CH4通量值年变化范围从-0.1020到-0.0334 mg CH4·m-2·h-1,CH4年通量平均值为-0.0654 mg CH4·m-2·h-1;沙地CO2通量值年变化范围从24.3079到448.7114 mg CO2·m-2·h-1,CO2年通量平均值为213.9506 mg CO2·m-2·h-1。在评估温带典型草原生态系统对温室气体总量影响时,沙地的CH4吸收通量的影响明显,而沙地的CO2排放通量的影响不明显。在温带典型草原生态系统中,草地和沙地都是温室气体CH4的汇。分析表明,植物生物量和生长以及土壤理化性质和土壤微生物都对CH4和CO2的通量产生重大的影响,其中对CH4通量的影响尤为突出。生态环境的变化对主要温室气体CH4的吸收通量和CO2的排放通量的影响较大,应引起高度重视。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 温室气体在生态系统中的响应的研究进展和试验样地概况
• 1 温室气体在生态系统中的响应的研究进展
• 1.1 全球气候变化、生态系统和温室气体三者的关系
• 1.2 草地生态系统和荒漠化概况
• 1.3 生态系统中二氧化碳的研究概况
• 1.4 生态系统中甲烷的研究概况
• 2 实验样地概况
• 2.1 内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站概况
• 2.2 羊草样地概况
• 2.3 沙地样地概况
• 2,CH₄）通量日变化'>第二章 内蒙古温带典型草原风成沙地温室气体（C0₂,CH₄）通量日变化
• 1 研究区域和研究方法
• 1.1 研究区域概况
• 1.2 实验样地的设计与气体样品的采集
• 1.3 样品的分析
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 沙地样地土壤的含水量、温度和pH 值
• 2.2 沙地温室气体通量日变化
• 4 通量日变化'>2.2.1 沙地CH₄通量日变化
• 2 通量日变化'>2.2.2 沙地CO₂通量日变化
• 2.3 沙地气温和温室气体气体的关系
• 3 讨论
• 2,CH₄）通量变化'>第三章 内蒙古羊草草原生态系统中温室气体（C0₂,CH₄）通量变化
• 1 研究区域和研究方法
• 1.1 研究区域概况
• 1.2 实验样地的设计与气体样品的采集
• 1.3 样品的分析
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 样地内温室气体通量年变化
• 2.2 样地间温室气体通量年变化
• 3 讨论
• 2,CH₄） 通量的影响'>第四章 典型草原转变成荒漠草原对内蒙古草原温室气体（C0₂,CH₄） 通量的影响
• 1 研究区域和研究方法
• 1.1 研究区域概况
• 1.2 实验样地的设计与气体样品的采集
• 1.3 样品的分析
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 样地内温室气体通量年变化
• 2.2 样地间温室气体通量年变化
• 3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢（ACKNOWLEDGEMENT）
• 附：发表论文和获奖情况以及参加课题
• 本人在读期间发表科研论文及获奖情况一览表
• 参加课题