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模拟气候变化对典型草原温室气体通量的影响

花匠小妙招
2024-11-10 18:12

模拟气候变化对典型草原温室气体通量的影响

【摘要】： 以温度升高和降水变化为主要表现形式的气候变化已成为国际社会关注的热点问题,而大气中二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)、氧化亚氮(N_2O)等温室气体浓度升高导致的温室效应是全球气候变暖的主要原因之一。草地作为陆地生态系统的重要组成部分,其二氧化碳(CO_2)、氧化亚氮(N_2O)、甲烷(CH_4)的排放和吸收过程对调节大气中温室气体的浓度具有重要作用。因此,探究温度升高和降水增加对典型草原温室气体通量及土壤养分含量的影响,进一步了解该区域典型草原对气候变化的反馈,对预测草地生态系统温室气体的收支情况具有重要的科学意义。本文利用开顶式生长室(Open Top Chamber,OTC)于2017-2018年在内蒙古锡林郭勒典型草原进行增温增雨实验,观测典型草原温室气体吸收与排放的规律以及土壤养分的动态,分析典型草原土壤温室气体排放对温度升高和降水变化的响应。主要研究结果如下:1.增温和增雨对典型草原土壤养分的影响不相同,增雨使土壤全氮含量提高22.7%;增温和增温增雨提高土壤NH_4~+-N的比例分别为52.0%和24.9%;增雨使土壤NO_3~--N含量提高139.7%,增温增雨使土壤NO_3~--N含量提高73.3%。增温增雨使土壤微生物量碳(MBC)含量提高53.8%,增雨和增温增雨分别使土壤微生物量氮(MBN)提高17.3%和41.9%;增温增雨使土壤可溶性有机氮(DON)含量增加33.1%。2.典型草原土壤为CO_2和N_2O排放源,CH_4吸收汇;生长季温室气体通量大于非生长季。其中,生长季CO_2通量表现为增雨>增温增雨>对照>增温,CH_4通量为增温>对照>增温增雨>增雨,而N_2O通量则为增雨>增温增雨>对照>增温。3.土壤温度和湿度是影响典型草原土壤CO_2、CH_4和N_2O的主要因子,土壤CO_2通量与土壤温度和湿度均为显著正相关关系(P<0.05),解释度分别为64.5%和13.2%。CH_4与土壤温度呈显著正相关,N_2O通量与土壤湿度呈显著正相关(P<0.05),解释度分别为51.2%和8.4%。4.CO_2排放量占到典型草原温室气体总量的90%以上。温度升高和降水变化使得三种温室气体对排放总量的贡献率有所改变;增雨使得CO_2排放的贡献率增加;增温导致典型草原CH_4对总排放量的贡献高于对照;N_2O的排放占排放总量的比例较小,其贡献率在不同处理间无差异。

【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019

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