锡林河中游河漫滩湿地植物群落土壤呼吸特性研究

摘要

湿地的研究已成为生态学的重点,而湿地土壤呼吸CO2通量研究则是该领域研究热点问题之一。本文采用 LI-8100土壤碳通量测量系统,测定了锡林河流域湿地土壤呼吸速率,分析了土壤温度、土壤含水量和地下根生物量等对其影响,并且分析了不同利用方式(围封保育与自由放牧)下,土壤呼吸的变化及不同因素对土壤呼吸的影响。本文主要结论如下：
　　 ⑴湿地植物群落土壤呼吸日变化均呈现不对称单峰型曲线,其主要受土壤温度的影响。围封保育湿地植物群落土壤呼吸速率和日变化幅度均低于自由放牧样地,但其 Q10值高于自由放牧样地,均值分别为2.848和2.250。
　　 ⑵在0-50cm各层土壤温度中,围封样地湿地植物群落土壤呼吸速率与地下10cm的土壤温度拟合最好,而自由放牧样地则与地下15cm的温度拟合最好。在围封湿地植物群落中土壤温度可以解释呼吸变化速率的57.2-86.3％,而在自由放牧湿地植物群落中土壤温度则可以解释呼吸变化速率的57.7-88.9％。
　　 ⑶在湿地植物群落中,土壤温度是水分含量高(≥50％)的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子,最高温时其呼吸速率达到峰值；而土壤水分是水分含量低(≤10％)的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子,其土壤呼吸速率峰值出现在生长季水分含量最高月份。
　　 ⑷将土壤呼吸通量季动态进行拟合、积分,得到在6个植物群落在生长季8月15-9月16日,羊草+芦苇群落(围封)、内蒙古扁穗草+细叶苔草群落、内蒙古扁穗草+早熟禾群落、羊草+芦苇群落(放牧)、灰麦苔草+狭叶甜茅、灰麦苔草+鹅绒萎陵菜群落土壤呼吸 CO2总量分别为203.8602、490.4553、482.1654、210.0495、579.8994、535.0884(g.m-2／m)。
　　 ⑸放牧使得湿地植物群落土壤含水率下降,土壤不同程度沙化、退化,土壤呼吸速率升高。在围封区域,植物根呼吸作用在整个土壤呼吸中的比重超过93.0％,微生物呼吸作用所占比例小于7.0％；而放牧区域,植物根量无显著变化,但植物根呼吸所占比重下降至37.5-85.7％,微生物呼吸所占比重上升为14.3-62.5％,并且土壤含水量与微生物呼吸强度呈反比。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 土壤呼吸研究进展

1.3.1 土壤呼吸概念以及测定方法比较

1.3.2 影响土壤呼吸的因素

1.3.3 土壤呼吸的时空变化

1.4 研究目的与意义

第二章 研究区概况和样地自然概况

2.1 研究区域的自然概况

2.1.1 气候特征

2.1.2 地貌

2.1.3 植被特征

2.2 样地的选择和分布

2.2.1 地理位置

2.2.2 湿地植被选择

2.2.3 植被带高差的变化

第三章 实验设计和数据处理

3.1 实验原理

3.2 实验方法

3.3 土壤呼吸速率测定

3.4 环境因子的测定

3.5 地上生物量

3.6 地下生物量

3.7 土壤微生物生物量碳和氮的测定

3.8 数据处理方法

第四章 围封湿地不同植物群落土壤呼吸特征及因子的分析

4.1 不同群落类型基本概况

4.2 内蒙古扁穗草+早熟禾群落土壤呼吸特征

4.2.1 内蒙古扁穗草+早熟禾群落土壤呼吸速率日变化动态

4.2.2 内蒙古扁穗草+早熟禾群落土壤呼吸速率月变化特征

4.3 内蒙古扁穗草+细叶苔草群落土壤呼吸特征

4.3.1 内蒙古扁穗草+细叶苔草群落土壤呼吸速率日变化动态

4.3.2 内蒙古扁穗草+细叶苔草群落土壤呼吸月变化特征

4.4 老鹳草群落土壤呼吸特征

4.4.1 老鹳草群落土壤呼吸速率日变化动态

4.4.2 老鹳草群落土壤呼吸速率月变化特征

4.5 水甜茅+木贼群落土壤呼吸特征

4.5.1 水甜茅+木贼群落土壤呼吸速率日变化动态

4.5.2 水甜茅+木贼群落土壤呼吸速率月变化特征

4.6 羊草+芦苇群落土壤呼吸特征

4.6.1 羊草+芦苇群落土壤呼吸日变化动态

4.6.2 羊草+芦苇群落土壤呼吸月变化特征

第五章 主要影响因子对土壤呼吸速率的影响及其贡献率

5.1 各植物群落土壤呼吸速率与温度之间的关系

5.2 各植物群落土壤呼吸速率与土壤含水量之间的关系

5.3 各植物群落土壤呼吸速率与植物根量之间的关系

5.4 各植物群落土壤呼吸速率与土壤微生物含量之间的关系

5.5 各植物群落土壤呼吸速率与微生物含量、植物根量的协同关系

5.6 土壤水分与土壤微生物含量、植物根量的关系

5.7 本章小结

第六章 放牧对湿地植物群落土壤呼吸的影响

6.1 比较区域的划分及依据

6.2 研究区域的主要群落类型之间的生态图示及演替模式

6.3 围封与放牧区域土壤呼吸动态

6.3.1 生长季的土壤呼吸日动态

6.3.2 生长季的土壤呼吸月动态

6.4 围封与放牧湿地Q10值

6.5 围封与放牧区域土壤呼吸比较

6.8 本章小结

第七章 主要结论与讨论

7.1 主要结论

7.2 讨论

7.2.1 土壤呼吸与温度间的关系

7.2.2 土壤呼吸与土壤含水量间的关系

7.2.3 土壤根量、水分、微生物量关系

7.2.4 土壤呼吸量日进程

参考文献

致谢