不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤呼吸动态研究

第20卷 第2期Vol.20,No.2草 业 学 报

ACTAPRATACULTURAESINICA

219-2262011年4月

不同放牧制度下短花针茅荒漠草原

土壤呼吸动态研究

徐海红

1,3

,侯向阳

2*

,那日苏

2

(1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081;2.中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特010010;

3.中国农业科学院研究生院,北京100081)

摘要:采用动态密闭气室法(IRGA),对短花针茅荒漠草原土壤呼吸进行野外定位观测,分析了生长季不同放牧制度土壤呼吸速率的日变化、季节变化及其与环境因子的关系。结果表明,1)不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤呼吸日、季节动态差异不大,日动态受温度影响呈单峰曲线,季节变化主要受到水分因子的影响;2)与自由放牧土壤呼吸日均速率(0.4497 molCO2/m2 s)相比,划区轮牧(0.5047 molCO2/m2 s)在干旱月份较大,围栏禁牧(0.5295 molCO2/m2 s)除生长季初都显著增大,但纵观整个生长季,不同放牧制度下土壤呼吸均值差异不显著;3)土壤呼吸日均速率与气温的相关性大于与土壤温度的相关性,水温复合模型较单因子模型更好地解释土壤呼吸速率的变化;4)划区轮牧和自由放牧较围栏禁牧增大了土壤呼吸的温度敏感性(水分充足时),降低了土壤水分对土壤呼吸的影响。研究表明,不同的放牧方式对土壤呼吸速率及其环境因子效应影响较小,围栏禁牧较自由放牧改变了土壤呼吸日均速率及水热因子效应。

关键词:荒漠草原;放牧制度;土壤呼吸;土壤水分;温度敏感系数Q10

中图分类号:S812.2 文献标识码:A 文章编号:1004 5759(2011)02 0219 08

我国草地面积4亿hm2,约占国土面积的41%,是我国最大的陆地生态系统[1],其碳循环具有独特的生物地球化学循环过程和作用固碳潜力

[4 8]

[2]

。研究表明,由于过度放牧等原因引起的草地退化,将导致草地净生产力、土壤有机质的

[3]

损失,减弱草地的碳汇功能;而合理的放牧制度,能有效地提高草地植被、土壤有机碳的恢复能力,发挥草地的

。在草地碳循环中,土壤呼吸作用是极为重要的环节,是土壤向大气中释放CO2的主要输出途

径[9,10]。研究草地土壤呼吸及其影响因子,对于理解全球碳循环有着重要的意义。

内蒙古短花针茅荒漠草原(Stipabrevifloradesertsteppe)作为亚洲中部特有的一种草原类型,是最干旱的草原类型,它广泛分布于内蒙古中部、阴山山脉以北的乌兰察布高原地区,生态环境异常严酷,系统极度脆弱,稳定性较差,在自然和人为干扰下极易退化变化致

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,从而影响草地碳收支状况。近年来,草地土壤呼吸研究多集中在日

等方面。放牧对土壤呼吸作用影响的研究较多,但结果不尽一

、季节变化

[13]

以及与水热因子关系

[14,15]

[16 20]

。目前,针对荒漠草原群落土壤呼吸的研究很少,而放牧制度对土壤呼吸影响的研究也报道较少。因此,

本研究定位于短花针茅荒漠草原,系统地分析了不同放牧制度下,土壤呼吸作用的日变化、季节变化及其与环境因子的关系,为进一步研究荒漠草原碳循环以及合理利用天然草地提供基础资料和依据。1 材料与方法1.1 研究区自然概况

研究区位于内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗(42 16 45 N,112 47 44 E),海拔1184m。属偏暖的半干旱气候,年均温6.4 ,年均降水量154.58mm,降水主要集中在6-9月,年均蒸发量1839.17mm,年日照时数2613.2h,无霜期为200d,全年平均大风日数为60d左右。试验区地势略有起伏,土壤为地带性分布的淡栗钙土,腐殖质层厚5~10cm。试验区植被为短花针茅(Stipabreviflora)+无芒隐子草(Cleistogenessongorica)+

*收稿日期:2010 03 11;改回日期:2010 05 10

基金项目:国家自然科学基金重点项目(70933004)和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(中国农业科学院草原研究所:2008 J 1)

资助。

作者简介:徐海红(1984 ),男,河南沈丘人,在读硕士。E mail:xhh1002@163.com

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