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腾格里沙漠东南缘荒漠草地不同群落类型土壤有机碳分布及储量特征

本站小编 Free考研考试/2022-01-01

杨昊天, 王增如,*, 贾荣亮*中国科学院西北生态环境资源研究院, 沙坡头沙漠研究试验站, 兰州 730000

Distribution and storage of soil organic carbon across the desert grasslands in the southeastern fringe of the Tengger Desert, China

YANG Hao-Tian, WANG Zeng-Ru,*, JIA Rong-Liang*Shapotou Desert Research and Experiment Station, Northwest Institute of Eco-environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China

通讯作者: wangzengru2@163.com

编委: 黄建辉
责任编辑: 王葳
基金资助:中国科学院战略性先导科技专项(XDA05050406-1)
国家自然科学基金(41501110)
中国科学院“西部之光”人才培养引进计划(41401112)


Online:2018-03-20
Supported by: SupportedbytheStrategicPriorityResearchProgramoftheChineseAcademyofSciences(XDA05050406-1)
the National Natural Science Foundation of China(41501110)
the West Light Program for Talent Cultivation of Chinese Academy of Sciences.(41401112)


摘要
荒漠生态系统环境的复杂性及其高度的空间异质性是土壤碳储量估算结果不确定性的重要因素。通过调查取样和室内分析, 研究了腾格里沙漠东南缘10种主要荒漠草地群落各土壤层(0-5、5-10、10-20、20-30、30-50、50-70和70-100 cm土层)的土壤有机碳(SOC)含量、垂直分布特征和影响因素, 以及0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层剖面的土壤有机碳密度(SOCD)。结果显示, 灌木群落是SOC含量的重要影响因素, 各土层SOC含量在10种群落间均存在显著差异。从土壤表层到深层, SOC含量主要表现为由高至低和先升高后降低两种特征。SOC含量与黏粉粒含量、全氮(N)、全磷(P)和电导率呈显著的正相关关系, 与砂粒含量呈显著的负相关关系。各群落之间, 0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层剖面的SOCD均存在显著差异, 其平均值分别为0.118、0.478、1.159和1.936 kg·m -2。这一结果低于全球和全国草地SOCD的平均值, 利用全国数据或该研究的平均值可能会高估或低估区域土壤有机碳储量, 因此利用不同群落的SOCD能增加荒漠地区土壤有机碳储量估算的确定性。
关键词: 腾格里沙漠;荒漠草地;土壤有机碳含量;土壤有机碳密度

Abstract
Aims The complexity of environments and high spatial heterogeneity of desert ecosystems are important factors contributing to the uncertainty in the estimation of soil organic carbon storage.Methods Ten types of desert grassland communities in the southeastern fringe of the Tengger Desert, China were investigated. The content and vertical distribution of soil organic carbon (SOC) content in seven soil depths (0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-50, 50-70 and 70-100 cm) and the underlying drivers were examined. Soil organic carbon density (SOCD) of four soil profiles (0-5, 0-20, 0-50 and 0-100 cm) were quantified.Important findings We found significant differences in SOC content among the 10 vegetation communities, and the shrub community type was an important factor affecting SOC content. Two types of trends in SOC content changes with soil depth were observed: 1) monotonic decrease, 2) increase followed by decrease. The SOC content was significantly positively correlated with clay content, total N, total P and conductivity, but negatively correlated with sand content. There were significant differences in SOCD for soil profiles of 0-5, 0-20, 0-50 and 0-100 cm among different communities, of which the mean values of SOCD were 0.118, 0.478, 1.159 and 1.936 kg·m-2, respectively. Our results show that SOCD is far below the mean value of global or national grasslands. Using the average values of SOCD across either global or national grasslands (including the grassland in this study) to estimate the SOC storage of desert ecosystems may lead to the overestimation or underestimation. Using the SOCD of specific communities may greatly increase the accuracy of SOC storage estimation in desert grasslands.
Keywords:the Tengger Desert;desert grassland;soil organic carbon content;soil organic carbon density


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引用本文
杨昊天, 王增如, 贾荣亮. 腾格里沙漠东南缘荒漠草地不同群落类型土壤有机碳分布及储量特征. 植物生态学报, 2018, 42(3): 288-296 doi:10.17521/cjpe.2017.0068
YANG Hao-Tian, WANG Zeng-Ru, JIA Rong-Liang. Distribution and storage of soil organic carbon across the desert grasslands in the southeastern fringe of the Tengger Desert, China. Chinese Journal of Plant Ecology, 2018, 42(3): 288-296 doi:10.17521/cjpe.2017.0068


土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统中最大的有机碳库, 其微小的变化都会影响大气中CO2的浓度, 因而在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用(Post et al., 1990; Davidson et al., 2000)。SOC储量是土壤碳输入和输出之间的净差值, 输入主要来自叶和根的凋落物, 输出主要为根呼吸及有机物分解释放的CO2 (Kirschbaum, 2000)。不同的植被类型伴随着不同的生境条件和不同的生理生态特征, 形成了不同的土壤有机质的输入和输出方式, 进而影响SOC密度分布和土壤碳储量的大小(丁越岿等, 2012)。目前植被类型与SOC密度分布特征和SOC储量关系的相关研究主要集中在森林、草地和湿地生态系统, 而荒漠植被类型因其具有较小的碳密度而受到较少的关注。

荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008)。由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用。有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009)。环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012)。近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征。现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍。腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富。由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表。其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016)。研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义。本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

研究区位于腾格里沙漠东南缘, 属典型的温带大陆性干旱气候和季风气候。这一区域的年降水量为180 mm, 降水量年际变率大, 80.0%集中于6-9月, 年平均气温9.6 ℃, 1月平均气温为-6.9 ℃, 7月平均气温为24.3 ℃, ≥10 ℃年有效积温3 000 ℃以上, 年蒸发量为3 200 mm, 年平均风速4. 2 m·s-1, 每年的大风扬沙日数为80-90天, 沙暴日数16-25天, 多发生于4-6月, 风向以西北风为主。土壤基质主要为疏松、贫瘠的流动风沙土。该区主要的植被类型有草原化荒漠、灌木荒漠, 以及半灌木、小半灌木荒漠, 其中草原化荒漠有短花针茅(Stipa breviflora)、猫头刺(Oxytropis aciphylla)、冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)等植物群落; 灌木荒漠主要有沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、油蒿(即黑沙蒿(Artemisia ordosica))、白刺(Nitraria tangutorum)等植物群落; 半灌木、小半灌木荒漠主要有红砂(Reaumuria songarica)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina)、驼绒藜(Ceratoides latens)、合头草(Sympegma regelii)、盐爪爪(Kalidium foliatum)、绵刺(Potaninia mongolica)等植物群落。

1.2 研究方法

1.2.1 采样点设置

在植被类型图(侯学煜, 1982)及预调查信息的基础上, 我们于2013年生长季7-9月在腾格里沙漠东南缘荒漠草地选取并调查了10个不同类型的灌木群落样地, 分别为红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落、猫头刺群落、霸王群落、沙冬青群落、盐爪爪群落、白刺群落、红砂群落、绵刺群落。这些样地基本上覆盖了研究区的荒漠草地类型, 可以较好地代表研究区的天然植被特征。在每个样地内, 依据典型性原则, 选择能够代表整个样地的植被、地形及土壤等特征的地段, 按一定方向设置300 m样线, 每隔20 m布设一个10 m × 10 m的灌木样方用于灌木群落的调查和取样, 共10个灌木样方, 编号为G1-G10。每个灌木样方内设置一个1 m × 1 m的草本样方用于草本群落的调查和取样, 共10个草本样方, 编号为C1-C10。

1.2.2 样品采集与测定

1.2.2.1 灌木和草本调查 灌木调查: 灌木样方大小为10 m × 10 m, 调查样方内所有灌木的总盖度, 分物种调查所有灌木的株高及冠幅。草本调查: 草本样方大小为1 m × 1 m, 调查样方内所有草本植物的总盖度、群落高度。并分物种调查高度、株(丛)数量。用收获法获得样方内所有草本地上部分活体生物量、凋落物生物量和半分解层生物量。

1.2.2.2 土壤取样 在5个取过地上草本生物量的样方(C1、C3、C5、C7和C9)内将土壤表层的残留物和杂质清理干净, 在样方四角及中心部位设置5个取样点(5个重复), 利用内径为5 cm的土钻分0- 5、5-10、10-20、20-30、30-50、50-70和70-100 cm共7个土层获取土壤样品。获得的样品按层分装在自封袋中, 带回室内置于牛皮纸上晾开风干后, 过2 mm土壤筛并剔除植物残体。

1.2.2.3 容重取样 每个样地在灌木样方G5中设置一个容重坑, 挖出一个1.5 m × 1.0 m × 1.0 m (长×宽× 深)的取样坑。将样方土壤表面的植物残留物和杂质清理干净, 用环刀按照0-5-10-20-30-50-70- 100 cm的深度从上至下取样, 每层取5个重复。环刀的高度为5 cm, 体积为100 cm3。分层次取好后, 做好标记带回室内, 在105 ℃条件下烘干至恒质量, 称量。土壤容重(g·cm-3) = W/V; 其中W =烘干土壤质量(g), V =环刀容积(cm3)。使用容重测定后的土壤样品进行土壤砾石含量(砾石与土壤的比值)的测定。

1.2.2.4 样品理化性质测定 SOC采用重铬酸钾氧化-外加热法测定(鲍士旦, 2000)。土壤颗粒组成采用激光粒度仪(Microtrac s3500, Microtrac, Montgomeryville, USA)测定。土壤pH值采用电位法测定。土壤电导率采用电导仪(Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA)测定。全氮采用半微量凯氏定氮法测定, 全磷采用钼锑抗比色法测定(鲍士旦, 2000)。

1.2.3 数据分析

土壤有机碳密度(SOCD (kg·m-2))是指单位面积内一定深度土层中的SOC储量。SOCD不仅是估算和评价SOC储量的重要指标, 而且是反映土壤特性的重要指标。它由SOC含量、砾石含量及容重共同确定。本文采用Batjes (1996)的计算方式获得SOCD。

首先计算某一土层i的有机碳密度:

SOCi = Ci × Ti × ρi × (1 - τi)/10 (1)

式中, SOCi是土层i的土壤有机碳密度, Ci为土层i的有机碳含量(%), Ti是土层i的厚度(cm), ρi是土壤容重(g·cm-3), τi是直径> 2 mm的砾石含量百分比。

如果土体剖面由j层组成, 那么该剖面的有机碳密度为:

SOCD =$\sum\limits_{i=1}^{j}{{{C}_{i}}}$× Ti × ρi × (1 - τi)/10 (2)

数据统计分析在Excel和SPSS 19.0中进行。

2 结果和分析

2.1 不同植被类型的土壤有机碳含量特征

在自然条件下, 植被是SOC的重要来源, 植被类型会影响SOC的输入和输出方式, 进而影响SOC含量。本研究显示, 在腾格里沙漠南缘的荒漠化草地, 灌木群落类型是SOC含量的重要影响因素。对于7个土层(0-5、5-10、10-20、20-30、30-50、50-70和70-100 cm土层)的SOC含量, 10个以灌木为优势种的典型荒漠植物群落之间均存在显著差异(表1), 0-5 cm土层SOC含量, F = 26.549, p ? 0.05; 5-10 cm土层SOC含量, F = 8.651, p ? 0.05; 10-20 cm土层SOC含量, F = 21.810, p ? 0.05; 20-30 cm土层SOC含量, F = 15.652, p ? 0.05; 30- 50 cm土层SOC含量, F = 7.488, p ? 0.05; 50-70 cm土层SOC含量, F = 23.374, p ? 0.05; 70-100 cm土层SOC含量, F = 6.992, p ? 0.05 (表1)。

Table 1
表1
表1不同类型群落土壤有机碳含量(g·kg-1) (平均值±标准偏差)
Table 1Soil organic carbon content (g·kg-1) of different communities (mean ± SD)
群落类型
Community type
土壤深度 Soil depth (cm)
0-55-1010-2020-3030-5050-7070-100
AM1.014 ± 0.186de0.951 ± 0.183de0.846 ± 0.154fg0.913 ± 0.463de0.663 ± 0.140d0.591 ± 0.471e0.649 ± 0.470bc
CLA3.440 ± 1.312bc2.411 ± 1.104bc1.962 ± 0.738de1.796 ± 0.922cd1.469 ± 0.443cd0.912 ± 0.199de1.288 ± 0.533b
KF2.960 ± 1.050c3.700 ± 1.667a4.660 ± 1.228a5.460 ± 2.281a4.040 ± 1.504a4.080 ± 1.270a2.420 ± 1.240a
NT1.200 ± 0.346de1.350 ± 0.311cde1.200 ± 0.245ef0.960 ± 0.288de0.880 ± 0.295d0.900 ± 0.361de0.760 ± 0.114bc
OAL0.439 ± 0.113e0.278 ± 0.050e0.254 ± 0.057g0.300 ± 0.101e0.438 ± 0.122d0.323 ± 0.075e0.393 ± 0.157c
PM1.720 ± 0.396d2.880 ± 0.814ab3.720 ± 0.444b3.780 ± 0.476b2.280 ± 0.228bc1.780 ± 0.311bc1.180 ± 0.476b
RS0.838 ± 0.094e1.700 ± 1.144cd2.445 ± 1.094cd3.376 ± 0.255b2.959 ± 0.313ab2.227 ± 0.213b2.322 ± 0.200a
RSK4.660 ± 0.720a3.760 ± 1.064a2.980 ± 0.268bc2.180 ± 0.192c2.580 ± 1.972bc1.180 ± 0.217cde1.080 ± 0.444bc
SP3.860 ± 0.684ab2.880 ± 0.676ab3.180 ± 0.756bc2.800 ± 1.037bc2.400 ± 1.384bc1.400 ± 0.447cd1.100 ± 0.728bc
ZX0.887 ± 0.265e1.301 ± 0.404cde1.511 ± 0.416ef1.703 ± 0.129cd1.571 ± 0.197cd1.352 ± 0.228cd1.166 ± 0.193b
AM, Ammopiptanthus mongolicus community; CLA, Ceratoides latens, Caragana korshinsikii, and Caragana ordosica community; KF, Kalidium foliatum community; NT, Nitraria tangutorum community; OAL, Oxytropis aciphylla community; PM, Potaninia mongolica community; RS, Reaumuria songarica community; RSK, Reaumuria songarica, Salsola passerine, and Kalidium foliatum community; SP, Salsola passerine community; ZX, Zygophyllum xanthoxylon community. Different superscript letters indicate significant difference of soil organic carbon content between different communities (p < 0.05).
AM, 沙冬青群落; CLA, 驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落; KF, 盐爪爪群落; NT, 白刺群落; OAL, 猫头刺群落; PM, 绵刺群落; RS, 红砂群落; RSK, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落; SP, 珍珠猪毛菜群落; ZX, 霸王群落。不同字母表示不同群落土壤有机碳含量差异显著(p < 0.05)。

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2.2 不同植被类型对土壤有机碳含量垂直分布的影响

不同群落的SOC含量在土壤剖面上的垂直分布特征存在差异, 具体表现为: 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落、沙冬青群落和白刺群落的SOC含量在土壤剖面上表现为从表层至深层逐渐减少的规律; 霸王群落、盐爪爪群落、红砂群落和绵刺群落的SOC含量从表层至深层的土壤剖面上表现为先升高再降低的规律; 猫头刺群落的SOC含量在土壤剖面上的规律不明显(表1)。

2.3 典型荒漠群落土壤有机碳含量的影响因素

SOC含量的大小受各种因素的影响, 在本研究中我们分析了SOC含量与pH值、电导率、砂粒 (2.00-0.05 mm)含量、黏粉粒(?0.05 mm)含量、全氮(N)和全磷(P)含量的相关性。结果显示SOC含量与pH值和砂粒含量呈显著的负相关关系, 而与电导率、黏粉粒含量、全N和全P含量呈显著的正相关关系(图1)。

图1

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图1土壤有机碳含量与pH值、电导率、砂粒含量、黏粉粒含量、全氮(N)和磷(P)含量的关系。

Fig. 1The relationships between soil organic carbon content and pH value, conductivity, sand content, clay and silt content, total nitrogen (N) and total phosphorus (P) content.



2.4 不同植被类型的土壤有机碳密度特征

为了与其他的研究有可比性, 我们分别分析了0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层剖面的SOCD。不同类型群落之间, SOCD差异显著, 不同深度土壤剖面有机碳密度在各样地间的差异表现为: 0-5 cm土层SOCD, F = 33.066, p ? 0.05; 0-20 cm土层SOCD, F = 23.676, p ? 0.05; 0-50 cm土层SOCD, F = 17.461, p ? 0.05; 0-100 cm土层SOCD, F = 29.852, p ? 0.05。群落间SOCD的差异可以达到7-10倍。10个群落0-5、0-20、0-50和0- 100 cm土层剖面的SOCD平均值分别为(0.118 ± 0.028)、(0.478 ± 0.110)、(1.159 ± 0.265)和(1.936 ± 0.358) kg·m-2。0-5 cm土层SOCD表现为红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落最大, 驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、盐爪爪群落和珍珠猪毛菜群落次之, 猫头刺群落、霸王群落、沙冬青群落、白刺群落、红砂群落和绵刺群落较小。0-20 cm土层SOCD表现为红 砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落最大, 盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落和绵刺群落次之, 猫头刺群落、霸王群落、沙冬青群落、白刺群落和红砂群落较小。0-50 cm土层SOCD表现为盐爪爪群落和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落最大, 红砂群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落和绵刺群落次之, 猫头刺群落、霸王群落、沙冬青群落和白刺群落较小。0-100 cm土层SOCD表现为盐爪爪群落((3.958 ± 0.321) kg·m-2)和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落((2.778 ± 0.258) kg·m-2)最大, 红砂群落((2.578 ± 0.109) kg·m-2)、珍珠猪毛菜群落((2.108 ± 0.301) kg·m-2 )和绵刺群落((2.150 ± 0.073) kg·m-2)次之, 猫头刺群落((0.561 ± 0.068) kg·m-2)、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落((1.639 ± 0.176) kg·m-2)、霸王群落((1.629 ± 0.082) kg·m-2)、沙冬青群落((0.862 ± 0.090) kg·m-2)和白刺群落((1.096 ± 0.125) kg·m-2)较小 (图2)。

图2

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图2不同类型群落土壤有机碳密度特征(平均值±标准偏差)。群落类型代码见表1。不同字母表示不同群落土壤有机碳密度差异显著(p < 0.05)。

Fig. 2Soil organic carbon density in different depth for different community types (mean ± SD). The abbreviations of community types are the same as in Table 1. Different superscript letters indicate significant difference of soil organic carbon density between different communities (p < 0.05).



0-5、0-20和0-50 cm土层有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率分别为6.1%、24.7%和59.9%。但各群落之间存在差异, 对0-5 cm土层而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的比率达到11.3%和10.4%, 而霸王群落的比率仅为3.3%; 这是因为红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落土壤表层有生物土壤结皮层发育生长, 增加了SOC的输入, 而霸王群落土壤表层有流沙覆盖, 生物生长较少; 对0-20 cm土层而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落和珍珠猪毛菜群落的占比较高, 分别达到了34.8%、30.6%和29.9%, 远远高于平均水平, 而猫头刺群落和红砂群落仅为17.4%和15.1%, 远低于平均水平; 对0-50 cm土层而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、珍珠猪毛菜群落和绵刺群落的占比较高, 分别达到了72.5%、68.2%和67.4%, 而猫头刺群落仅占50.0% (表2)。

Table 2
表2
表2不同土层土壤有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率
Table 2The ratio of soil organic carbon density of 0-5, 0-20, and 0-50 cm soil profile to soil organic carbon density of 0-100 cm soil profile
群落类型
Community type
土层
Soil layer
0-50-200-50
AM0.0710.2560.562
CLA0.1040.3060.622
KF0.0360.1970.535
NT0.0630.2480.541
OAL0.0620.1740.500
PM0.0460.2840.674
RS0.0180.1510.520
RSK0.1130.3480.715
SP0.0890.2990.682
ZX0.0330.1930.543
平均值 Mean0.0610.2470.599
The abbreviations of community types are the same as in Table 1.
群落类型代码见表1

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3 讨论

增加土壤碳储量是缓解温室效应加剧的一个有效方法, 是陆地生态系统碳循环研究的热点问题。荒漠生态系统具有高度的空间异质性, 对其SOC储量的估算结果具有很大的不确定性, 有可能是未来增加碳汇的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014)。

本研究结果显示, 植物群落类型是SOC含量的重要影响因子, 荒漠生态系统SOC含量在水平方向和垂直方向上均具有高度的空间异质性, 不同类型植物群落间各土层(0-5、5-10、10-20、20-30、30-50、50-70和70-100 cm)的SOC含量差异显著, SOC含量在土壤剖面的分布特征也具有特殊性, 各群落之间存在差异。表土层(0-5、5-10和10-20 cm) SOC含量表现为红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落和盐爪爪群落较高, 这4个群落除灌木盖度较高外, 草本种类和数量也相对较多, 且有部分生物土壤结皮覆盖, 因此表层土壤具有较高的有机碳含量。猫头刺群落、霸王群落和红砂群落有机碳含量较低, 主要是因为这几个群落表层受风蚀影响, 表层覆沙较多, 影响了草本植物和生物土壤结皮的发育和繁殖, 故而有机碳的输入较少。下层土壤(20-30、30-50、50-70和70-100 cm) SOC含量主要表现为盐爪爪群落、红砂群落和绵刺群落较大, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、霸王群落和珍珠猪毛菜群落次之, 猫头刺群落、沙冬青群落和白刺群落较小, 下层土壤有机碳的输入与输出主要受灌木根系的生长、呼吸、根际微生物活动以及土壤动物活动等影响, 而不同灌木类型的根系分布特征、生理生态特征以及根区微生物群落和土壤动物群落特征可能存在差异, 因此灌木类型可能是下层SOC含量的重要生物影响因子。

SOC含量还受自然因子(温度、水分、土壤理化性质等)、人类活动(开垦耕作、放牧、火烧、围封、植被重建等)以及气候变化(气候变暖和CO2浓度升高)等因素的影响。土壤中的砂粒和黏粉粒含量会通过影响养分循环和微生物活性等, 进而影响有机质的稳定性和分解速率。本研究显示典型的荒漠生态系统SOC含量与土壤黏粉粒含量呈正相关关系, 而与土壤砂粒含量呈负相关关系, 我们的研究支持李新荣等(2016)的研究结果。因此有效地防止沙漠化, 并通过人为措施促进荒漠生态系统土壤黏粉粒含量的增加对提升荒漠生态系统SOC含量具有重要意义。土壤pH值通过影响土壤微生物的活性影响土壤碳素的输出, 本研究中10个群落的土壤均偏碱性, 差异不大, 仅与有机碳含量呈弱负相关关系。N和P是SOC的重要影响因子, 本研究显示SOC含量与全N和全P含量呈显著的正相关关系。

SOC储量估算中的不确定性主要是由于缺少土壤剖面数据以及现有的土壤剖面数据不统一(方精云等, 2010)。本研究中选取的10个群落类型在腾格里沙漠东南缘广泛分布且具有很好的代表性, 这些土壤剖面可以很好地代表研究区的SOCD分布特征。SOCD受SOC含量、土壤容重和砾石含量的综合影响。本研究显示, 研究区荒漠生态系统0-100 cm土壤剖面的SOCD约为1.936 kg·m-2, 这一结果与其他地区荒漠生态系统都显著低于全国草地0-100 cm土层SOCD平均水平(8.00 kg·m-2)(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982)。如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况。草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010)。荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小。

不同类型群落0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层土壤剖面的SOCD差异显著, 最大的群落与最小的群落相差7-10倍, 鉴于不同群落面积不同, 如果利用平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠生态系统土壤碳储量, 可能会出现高估或低估的情况, 增加了区域碳储量结果的不确定性。因此在本研究的基础上, 按群落类型估算土壤碳储量是增加区域土壤碳储量精确性的有效方法。同时我们发现0-100 cm土层土壤剖面有机碳密度最高的盐爪爪群落和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落的SOCD分别达到3.958和2.778 kg·m-2, 而最小的猫头刺群落的SOCD仅为0.561 kg·m-2, 这也就意味着腾格里沙漠南缘的一些植被类型还具有巨大的固碳潜力, 采取合理的人工管理措施, 如禁止放牧、采伐以减少沙漠化、人工促进植被土壤系统恢复等, 都可以增加荒漠生态系统的土壤碳储量, 这已在沙坡头人工固沙植被区得到验证(Li et al., 2007a, 2007b; Yang et al., 2014)。

土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响。揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008)。在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000)。在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006)。总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm。本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%。但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平。不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素。其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例。由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012)。这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%。

4 结论

群落类型是荒漠生态系统土壤有机碳含量和有机碳密度的重要影响因素, 各群落之间土壤有机碳含量和有机碳密度均存在显著差异, 主要表现为盐爪爪群落和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落最大, 红砂群落、珍珠猪毛菜群落和绵刺群落次之, 驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、霸王群落、白刺群落和沙冬青群落较小, 猫头刺群落最小的特征。按群落类型进行荒漠生态系统SOC储量的估算是减小区域碳储量不确定性的重要方法。SOC含量与黏粉粒含量、全N含量、全P含量和电导率呈显著的正相关关系, 通过人工促进提高荒漠生态系统黏粉粒含量、全N和全P含量是增加荒漠生态系统碳储量的重要方法。腾格里沙漠南缘荒漠草地表层的土壤碳密度小于全球平均水平和其他地区, 而且表层SOC库的占比较小, 本研究中分布在0-20 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层的24.7%, 远低于全球水平(33%)。这就意味着这一区域是一个潜在而巨大的碳库, 在合理的管理措施下, 可能会增加该地区的SOC库。荒漠生态系统表层土壤易受干扰而沙化, 因此减少强烈的人为干扰破坏, 并适当地进行人工干预以稳定土壤表面, 有助于维持土壤碳库的稳定性。



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Soils store two or three times more carbon than exists in the atmosphere as CO, and it is thought that the temperature sensitivity of decomposing organic matter in soil partly determines how much carbon will be transferred to the atmosphere as a result of global warming. Giardina and Ryan have questioned whether turnover times of soil carbon depend on temperature, however, on the basis of experiments involving isotope analysis and laboratory incubation of soils. We believe that their conclusions are undermined by methodological factors and also by their turnover times being estimated on the assumption that soil carbon exists as a single homogeneous pool, which can mask the dynamics of a smaller, temperature-dependent soil-carbon fraction. The real issue about release of carbon from soils to the atmosphere, however, is how temperature, soil water content and other factors interact to influence decomposition of soil organic matter. And, contrary to one interpretation of Giardina and Ryan's results, we believe that positive feedback to global warming is still a concern.

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通过对比分析毛乌素沙地9种主要植被类型样地中的土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上的分布差异,研究了不同植被类型对毛乌素沙地土壤有机碳的影响。结果表明,0~80cm 深度的土壤有机碳密度与平均土壤有机碳含量的大小关系均为:马蔺群落>芨芨草群落>旱柳群落>固定沙地油蒿群落>沙柳群落>半固定沙地油蒿群落>农田>中间锦鸡儿群落>流动沙地。随着土层加深,固定沙地油蒿群落、中间锦鸡儿群落、旱柳群落、芨芨草群落、马蔺群落和农田的有机碳含量均显著增加,而半固定沙地油蒿群落、流动沙地、沙柳群落的土壤有机碳含量随土层加深逐渐减少。各植被类型土壤有机碳密度在土壤剖面上的垂直分布格局和有机碳含量相似,但二者变化幅度不同。在流动沙地上进行植被建设有助于土壤固碳,且油蒿群落和沙柳群落的固碳效果较好。应尽量减少和避免强烈的人为干扰,以防止浅层土壤碳发生变化,维持土壤碳库稳定。
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通过对比分析毛乌素沙地9种主要植被类型样地中的土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上的分布差异,研究了不同植被类型对毛乌素沙地土壤有机碳的影响。结果表明,0~80cm 深度的土壤有机碳密度与平均土壤有机碳含量的大小关系均为:马蔺群落>芨芨草群落>旱柳群落>固定沙地油蒿群落>沙柳群落>半固定沙地油蒿群落>农田>中间锦鸡儿群落>流动沙地。随着土层加深,固定沙地油蒿群落、中间锦鸡儿群落、旱柳群落、芨芨草群落、马蔺群落和农田的有机碳含量均显著增加,而半固定沙地油蒿群落、流动沙地、沙柳群落的土壤有机碳含量随土层加深逐渐减少。各植被类型土壤有机碳密度在土壤剖面上的垂直分布格局和有机碳含量相似,但二者变化幅度不同。在流动沙地上进行植被建设有助于土壤固碳,且油蒿群落和沙柳群落的固碳效果较好。应尽量减少和避免强烈的人为干扰,以防止浅层土壤碳发生变化,维持土壤碳库稳定。

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Carbon dioxide is the main greenhouse gas inducing climate change. Increased global CO2 emissions, estimated at 8.4 Pg C yr611 at present, have accelerated from 1% yr611 during 1990–1999 to 2.5% yr611 during 2000–2009 (ref. 1). The carbon balance of terrestrial ecosystems is the greatest unknown in the global C budget because the actual magnitude, location and causes of terrestrial sinks are uncertain2; estimates of terrestrial C uptake, therefore, are often based on the residuals between direct measurements of the atmospheric sink and well-constrained models of ocean uptake of CO2...

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Revegetation is a common method to combat desertification and to reduce soil carbon loss in arid and semi-arid areas worldwide. Revegetated areas in the temperate arid Shapotou area of Northern China were established to stabilize sand dunes in an area subject to wind erosion. The objective of this study was to characterize the carbon flux of a 20-year old revegetated area. During the measurement period from May 2008 to December 2010 carbon flux was measured by the eddy covariance technique, and rainfall, temperature, and soil water content were monitored simultaneously with the aim of understanding the relationship between carbon flux and meteorological factors. We found that the revegetated ecosystem is a carbon sink during the growing season when most of the annual precipitation falls. The revegetated area changed from being a carbon source to a sink in the 1 or 2 days following an effective rainfall event. In the non-growing season the ecosystem was a carbon source. The soil water content (SWC) affected the relationship between ecosystem respiration and temperature. The nighttime respiration rate increased with soil temperature. When the SWC was 3% the correlation between respiration rate and soil temperature was stronger (R2=0.23) than when SWC was <3% (R2=0.08). Although the net ecosystem carbon flux (NEE) in temperate arid desert areas is relatively small compared to that of humid areas, it represents huge carbon fixation potential because of the very large area of desert in northern China. Further research is required to clarify the effects of climatic factors on the various components of temperate arid ecosystems, especially the roles of cryptogam and biological soil crusts in the carbon exchange processes.

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Abstract Estimates of net ecosystem exchange (NEE) of CO 2 have been measured on a variety of ecosystems world wide including grasslands, savannahs, boreal, pine, deciduous, Mediterranean and tropical rain forests as well as arctic tundra. While there have been numerous comparisons between net primary productivity of arid and semiarid grasslands and shrublands, notably lacking are estimates of NEE with a few exceptions. The objective of this study was to characterize the seasonal and annual carbon flux of a desert shrub ecosystem using the eddy covariance technique to determine the sensitivity of the system to the timing and varying amounts of precipitation. Measurements began in July of 2001, a year with 339mm of rainfall, considerably above the long-term average of 174mm and preceded by 2 years of below average rainfall (50–62mm). Over the 2 complete years of measurements, precipitation was 147 and 197mm in 2002 and 2003, respectively. In all years, the majority of the precipitation fell between August and September. The site was a sink of 6139gCm 612 yr 611 in 2002 with a relatively strong uptake in the early part of the year and reduced uptake after the suboptimal rainfall in September. This contrasts with 2003 when the ecosystem took up 6152gCm 612 yr 611 concentrated in the fall after significant rain in August and September. Likely, extremely low rainfall years would result in a carbon loss while a strengthening of the typical winter secondary peak in precipitation (notably absent in the 2 years of measurements) may extend uptake into the spring resulting in more carbon accumulation. The system appears to be buffered against variations in annual rainfall attributed to water storage in the stems and roots.

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The changing carbon cycle poses new questions for scientists. Now we will be asked, not how things are, but how they will be. For example: How will changes in CO 2 alter flows of carbon through biological carbon stocks? Can we manage ecosystems to hold more carbon? Are current carbon stores vulnerable should the earth warm, or water cycles shift, or nitrogen flows be altered? What will the C cycle look like a century from now; and will it then still provide all that we expect from it? These and other new questions may elicit from us fresh insights and approaches. We may learn to look more broadly at the C cycle, seeing all the ‘ecosystem services’ (not just C sequestration). We may insist on studies yielding deeper understanding of the C cycle, relevant beyond current issues. We may further emphasize ‘time’ in our studies, looking more at flows and changes than at describing what is—and looking long enough to see even subtle shifts. We may learn to follow C beyond the usual boundaries set by arbitrary disciplines. And we may come to see, more than before, how the carbon cycle weaves through our fields and skies and forests—and find new ways to reveal its grandeur to those who have not yet seen it. And then, it may happen that our successors, a century from now, will look back, almost in envy, at the urgent, enticing questions we were given to solve.

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Abstract Arid ecosystems, which occupy about 35% of the Earth's terrestrial surface area, are believed to be among the most responsive to elevated [CO 2 ]. Net ecosystem CO 2 exchange (NEE) was measured in the eighth year of CO 2 enrichment at the Nevada Desert Free-Air CO 2 Enrichment (FACE) Facility between the months of December 2003–December 2004. On most dates mean daily NEE (24h) (μmolCO 2 m 612 s 611 ) of ecosystems exposed to elevated atmospheric CO 2 were similar to those maintained at current ambient CO 2 levels. However, on sampling dates following rains, mean daily NEEs of ecosystems exposed to elevated [CO 2 ] averaged 23 to 56% lower than mean daily NEEs of ecosystems maintained at ambient [CO 2 ]. Mean daily NEE varied seasonally across both CO 2 treatments, increasing from about 0.1μmolCO 2 m 612 s 611 in December to a maximum of 0.5–0.6μmolCO 2 m 612 s 611 in early spring. Maximum NEE in ecosystems exposed to elevated CO 2 occurred 1 month earlier than it did in ecosystems exposed to ambient CO 2 , with declines in both treatments to lowest seasonal levels by early October (0.09±0.03μmolCO 2 m 612 s 611 ), but then increasing to near peak levels in late October (0.36±0.08μmolCO 2 m 612 s 611 ), November (0.28±0.03μmolCO 2 m 612 s 611 ), and December (0.54±0.06μmolCO 2 m 612 s 611 ). Seasonal patterns of mean daily NEE primarily resulted from larger seasonal fluctuations in rates of daytime net ecosystem CO 2 uptake which were closely tied to plant community phenology and precipitation. Photosynthesis in the autotrophic crust community (lichens, mosses, and free-living cyanobacteria) following rains were probably responsible for the high NEEs observed in January, February, and late October 2004 when vascular plant photosynthesis was low. Both CO 2 treatments were net CO 2 sinks in 2004, but exposure to elevated CO 2 reduced CO 2 sink strength by 30% (positive net ecosystem productivity=127±17gCm 612 yr 611 ambient CO 2 and 90±11gCm 612 yr 611 elevated CO 2 , P =0.011). This level of net C uptake rivals or exceeds levels observed in some forested and grassland ecosystems. Thus, the decrease in C sequestration seen in our study under elevated CO 2 – along with the extensive coverage of arid and semi-arid ecosystems globally – points to a significant drop in global C sequestration potential in the next several decades because of responses of heretofore overlooked dryland ecosystems.

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We studied the temporal dynamics of aboveground net primary production (ANPP) and senescence in a semiarid steppe representative of the Occidental District of Patagonia. We focused on the association of ANPP and senescence with climatic fluctuations at annual and seasonal scales. We estimated annual ANPP based on biomass harvests of grasses and shrubs (the dominant functional groups) at the peak of the growing season (January). The ANPP and senescence of grasses alone were also estimated for several periods within each year. The mean annual ANPP of the studied community for 10 years was 56 g m-2 yr-1, and the coefficient of variation was 26%. Grass and shrub mean annual ANPP had similar levels. Annual shrub production was associated with cumulative precipitation for the whole year, whereas annual grass production was not associated with precipitation. The average seasonal dynamics of grass ANPP showed its peak during spring, and there was no grass production during late summer and early fall. The peak green biomass of grass was achieved in early summer. Average senescence rates were more constant throughout the year, except for winter, when senescence was almost interrupted. Winter grass ANPP was positively associated with fall temperature, spring grass ANPP was positively related to winter precipitation, and summer grass ANPP was positively related to spring precipitation. Grass senescence during spring was negatively related to precipitation in the same season. Our results highlight the importance of separating functional types in productivity studies. The differential effect of precipitation on grass and shrub ANPP masked the association when these functional groups were pooled. ANPP association with climatic variables in the Occidental District of the Patagonian steppe shifted from precipitation alone to precipitation and temperature when the temporal scale of analysis changed from annual to seasonal.

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The world's soils contain about 1500 Gt of organic carbon to a depth of 1m and a further 900 Gt from 1--2m. A change of total soil organic carbon by just 10% would thus be equivalent to all the anthropogenic CO 2 emitted over 30 years. Warming is likely to increase both the rate of decomposition and net primary production (NPP), with a fraction of NPP forming new organic carbon. Evidence from various sources can be used to assess whether NPP or the rate of decomposition has the greater temperature sensitivity, and, hence, whether warming is likely to lead to an increase or decrease in soil organic carbon.Evidence is reviewed from laboratory-based incubations, field measurements of organic carbon storage, carbon isotope ratios and soil respiration with either naturally varying temperatures or after experimentally increasing soil temperatures. Estimates of terrestrial carbon stored at the Last Glacial Maximum are also reviewed. The review concludes that the temperature dependence of organic matter decomposition can be best described as: d(T) = exp[3.36 (T 61 40)/(T + 31.79)] where d(T) is the normalised decomposition rate at temperature T (in °C). In this equation, decomposition rate is normalised to ‘1’ at 40 °C.The review concludes by simulating the likely changes in soil organic carbon with warming. In summary, it appears likely that warming will have the effect of reducing soil organic carbon by stimulating decomposition rates more than NPP. However, increasing CO 2 is likely to simultaneously have the effect of increasing soil organic carbon through increases in NPP. Any changes are also likely to be very slow. The net effect of changes in soil organic carbon on atmospheric CO 2 loading over the next decades to centuries is, therefore, likely to be small.

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Abstract Central Asia has a land area of 5.602×0210602km2 and contains 80–90% of the world's temperate deserts. Yet it is one of the least characterized areas in the estimation of the global carbon (C) stock/balance. This study assessed the sizes and spatiotemporal patterns of C pools in Central Asia using both inventory (based on 353 biomass and 284 soil samples) and process-based modeling approaches. The results showed that the C stock in Central Asia was 31.34–34.1602Pg in the top 1-m soil with another 10.42–11.4302Pg stored in deep soil (1–302m) of the temperate deserts. They amounted to 18–24% of the global C stock in deserts and dry shrublands. The C stock was comparable to that of the neighboring regions in Eurasia or major drylands around the world (e.g. Australia). However, 90% of Central Asia C pool was stored in soil, and the fraction was much higher than in other regions. Compared to hot deserts of the world, the temperate deserts in Central Asia had relatively high soil organic carbon density. The C stock in Central Asia is under threat from dramatic climate change. During a decadal drought between 1998 and 2008, which was possibly related to protracted La Ni09a episodes, the dryland lost approximately 0.4602Pg C from 1979 to 2011. The largest C losses were found in northern Kazakhstan, where annual precipitation declined at a rate of 9002mm02decade611. The regional C dynamics were mainly determined by changes in the vegetation C pool, and the SOC pool was stable due to the balance between reduced plant-derived C influx and inhibited respiration.

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Acta Prataculturae Sinica, 19(2), 160-168.

DOI:10.11686/cyxb20100223Magsci [本文引用: 1]
<FONT face=Verdana>利用高寒草甸区植被、土壤和气候等资料,借助Century模型研究了青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的动态。以2003年7月-2005年7月逐月气象观测资料为输入变量,模拟了自然条件下高寒矮嵩草草甸0~20cm 土壤微生物呼吸CO2-C 通量季节变化。模拟值与观测值进行的回归分析显示,二者具有较好的一致性(<EM>R</EM><SUP>2</SUP>=0.89,<EM>P</EM><0.05)。土壤有机碳动态模拟表明:1)自然条件下高寒草甸土壤有机碳在经历了一个快速积累过程后,积累速率逐渐趋于缓和,最终达到并接近稳定状态。稳定状态下0~20cm 土壤总有机碳库约7597.50~7694.10gC/m<SUP>2</SUP>。其中活性、缓性和惰性土壤有机碳组分占土壤总有机碳储量的2.80%,58.50% 和38.70%。2)过去45年(1960-2005)高寒草甸土壤有机碳呈振幅较为稳定的波动变化,但这种变化主要是土壤有机碳各组分波动变化的结果。气候波动对土壤有机碳影响主要与温度变化引起的惰性土壤有机碳库的变化有关,二者呈显著负相关(<EM>r</EM>=-0.548,<EM>P</EM><0.01)。降水量对土壤有机碳及有机碳各组分的影响不显著。</FONT>
李东, 黄耀, 吴琴, 明珠, 靳代樱 ( 2010). 青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究
草业学报, 19(2), 160-168.

DOI:10.11686/cyxb20100223Magsci [本文引用: 1]
<FONT face=Verdana>利用高寒草甸区植被、土壤和气候等资料,借助Century模型研究了青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的动态。以2003年7月-2005年7月逐月气象观测资料为输入变量,模拟了自然条件下高寒矮嵩草草甸0~20cm 土壤微生物呼吸CO2-C 通量季节变化。模拟值与观测值进行的回归分析显示,二者具有较好的一致性(<EM>R</EM><SUP>2</SUP>=0.89,<EM>P</EM><0.05)。土壤有机碳动态模拟表明:1)自然条件下高寒草甸土壤有机碳在经历了一个快速积累过程后,积累速率逐渐趋于缓和,最终达到并接近稳定状态。稳定状态下0~20cm 土壤总有机碳库约7597.50~7694.10gC/m<SUP>2</SUP>。其中活性、缓性和惰性土壤有机碳组分占土壤总有机碳储量的2.80%,58.50% 和38.70%。2)过去45年(1960-2005)高寒草甸土壤有机碳呈振幅较为稳定的波动变化,但这种变化主要是土壤有机碳各组分波动变化的结果。气候波动对土壤有机碳影响主要与温度变化引起的惰性土壤有机碳库的变化有关,二者呈显著负相关(<EM>r</EM>=-0.548,<EM>P</EM><0.01)。降水量对土壤有机碳及有机碳各组分的影响不显著。</FONT>

Li XR ( 2012). Eco-hydrology of Biological Soil Crusts in Desert Regions of China. Higher Education Press, Beijing.
[本文引用: 1]

李新荣 ( 2012). 荒漠生物土壤结皮生态与水文学研究. 高等教育出版社, 北京.
[本文引用: 1]

Li XR, He MZ, Duan ZH, Xiao HL, Jia XH ( 2007a ). Recovery of topsoil physicochemical properties in revegetated sites in the sand-burial ecosystems of the Tengger Desert, northern China
Geomorphology, 88, 254-265.

DOI:10.1016/j.geomorph.2006.11.009URL [本文引用: 1]
Recovery in soil properties and processes after sand burial in the Tengger Desert, northern China, was documented at five different-aged revegetated sites (1956, 1964, 1973, 1982, and 1991) and at a reference site with native vegetation, which had never been damaged by sand burial and was enclosed for grazing. The proportions of silt and clay, depth of topsoil and biological soil crusts, and concentrations of soil organic C, K, total N and total P increased with years since revegetation. Most characteristics of topsoil (0–5cm) characteristics had recovered to 60% of those measured at the reference site by 50years after sand-binding vegetation had been established. Exceptions were electrical conductivity and contents of sand, silt, CaCO 3 and organic C, which recovered to 20–40% of the values at the reference site. The difference in annual recovery rates of soil properties between the two most recently revegetated sites (0–14years) was greater than the difference between the two oldest revegetated sites (43–50years). Best-fit asymptote models showed that the estimated times for the soil properties in the 50-year-old site to reach the same levels as in the reference site (i.e. an undisturbed, native steppified desert ecosystem) would be between 23 and 245years, but for some properties even maximum recovery after >0250years still fell significantly short of the level at the reference site. These results suggest that soil recovery is a slow process in an extremely arid desert environment, and therefore the conservation of soil habitat is a crucial issue for land managers.

Li XR, Kong DS, Tan HJ, Wang XP ( 2007b ). Changes in soil and vegetation following stabilisation of dunes in the southeastern fringe of the Tengger Desert, China
Plant and Soil, 300, 221-231.

DOI:10.1007/s11104-007-9407-1URL [本文引用: 1]

Li XR, Zhang ZS, Liu YB, Li XJ, Yang HT ( 2016). Fundamental Ecohydrology of Ecological Restoration and Recovery in Sandy Desert Regions of China. Science Press, Beijing.
[本文引用: 2]

李新荣, 张志山, 刘玉冰, 李小军, 杨昊天 ( 2016). 中国沙区生态重建与恢复的生态水文学基础. 科学出版社, 北京.
[本文引用: 2]

Luyssaert S, Ingliina I, Jung M, Richardson A, Reichstein M, Papale D, Piao S, Schulze ED, Wingate L, Matteucci G ( 2007). CO2 balance of boreal, temperate, and tropical forests derived from a global database
Global Change Biology, 13, 2509-2537.

DOI:10.1111/gcb.2007.13.issue-12URL [本文引用: 1]

Ma WH ( 2006). Carbon Storage of Grasslands in Inner Mongolia. PhD dissertation, Peking University, Beijing.
[本文引用: 2]

马文红 ( 2006). 内蒙古温带草地碳储量. 博士学位论文, 北京大学, 北京.
[本文引用: 2]

Men XH ( 2013). The Spatial Distribution Characteristics of Biomass and Carbon Density of Temperate Desert Grassland in Northern Xinjiang. Master degree dissertation, Xinjiang Agricultural University
ürümqi.

URL [本文引用: 1]
温性荒漠类草地是新疆分布面积最大草地类型,在维持新疆荒漠生态系统稳定与安全方面具有重要作用。本研究对北疆温性荒漠类草地进行了实地调查采样,共采集82个有代表性的样地,分别测定了草本、灌木、凋落物、根系等生物量及其碳含量,以及0~(-1)00cm土层的土壤碳含量。对北疆温性荒漠类草地的生物量的空间分布及碳密度进行统计和分析,得到以下主要研究结果: (1)北疆温性荒漠类草地生物量的统计特征:北疆温性荒漠类草地生物量的空间分布高度异质,单位面积地上生物量均值为129.33g m~(-2),C.V.为69%。地下生物量均值为475.65g m~(-2),C.V.为93%。总生物量均值为604.98g m~(-2),C.V.为78%。 (2)北疆温性荒漠类草地生物量的空间分布特征:海拔<400m的地上生物量以灌木为主,>400m则以草本生物量为主,其中800~1200m草本生物量最多(101.18g m~(-2))。草本生物量与海拔呈正相关(P0.05),而灌木生物量与海拔呈负相关(P0.05)。天山北坡自西向东受地形和气候影响温性荒漠类草地地上生物量逐渐减少。 (3)北疆温性荒漠类草地不同亚类地上生物量大小顺序为:沙质荒漠亚类(153.60g m~(-2))>土质荒漠亚类(125.24g m~(-2))>盐土荒漠亚类(52.16g m~(-2))。其中,沙质荒漠亚类的地上生物量以灌木为主,土质荒漠亚类则以草本为主。 (4)利用克里格插值法对北疆温性荒漠类草地的生物量估算,结果为:地上生物量为3.01×1012g,地下生物量为1.18×10~(14)g,总生物量为1.21×10~(14)g。 (5)北疆温性荒漠类草地碳密度估算结果:北疆温性荒漠类草地植被碳密度为166.80g m~(-2),根系碳密度为94.38g m~(-2),土壤全碳密度为4069.42g m~(-2),土壤碳密度为植被碳密度的24倍,北疆的温性荒漠类草地的碳密度为4236.22g m~(-2)。 (6)温性荒漠类草地土壤碳密度在垂直方向上随着土层深度的增加,土壤碳密度逐渐下降,表层(0-30)碳储量为476.81g m~(-2)。对草地植被碳储量贡献最大的是根系,占总生物量碳密度的比例为75%。北疆不同温性荒漠亚类的土壤全碳密度大小顺序为:土质荒漠亚类(4581.44g m~(-2))>沙质荒漠亚类(3879.16g m~(-2))>盐土荒漠亚类(2687.29g m~(-2))。 (7)北疆温性荒漠类草地植物碳储量为47.40Tg(地上碳储量为1.17Tg,地下根系碳储量为46.22Tg),土壤碳储量为590.55Tg,总碳储量为637.95Tg。 (8)研究区域内温性荒漠类草地包含3个亚类,8个组,19个草地型。物种丰富度指数较低(均值为2.5)。在温性荒漠类草地中灌木种类以沙拐枣群落的碳含量为最大(406.54g kg~(-1));草本群落碳含量以角果藜最大(414.49g kg~(-1));灌木不同部位中,叶的碳含量为最小(364.92g kg~(-1)),多年生老枝中的碳含量最大(453.72g kg~(-1))。
门学慧 ( 2013). 北疆温性荒漠类草地生物量与碳密度空间分布特征
硕士学位论文, 新疆农业大学, 乌鲁木齐. ]

URL [本文引用: 1]
温性荒漠类草地是新疆分布面积最大草地类型,在维持新疆荒漠生态系统稳定与安全方面具有重要作用。本研究对北疆温性荒漠类草地进行了实地调查采样,共采集82个有代表性的样地,分别测定了草本、灌木、凋落物、根系等生物量及其碳含量,以及0~(-1)00cm土层的土壤碳含量。对北疆温性荒漠类草地的生物量的空间分布及碳密度进行统计和分析,得到以下主要研究结果: (1)北疆温性荒漠类草地生物量的统计特征:北疆温性荒漠类草地生物量的空间分布高度异质,单位面积地上生物量均值为129.33g m~(-2),C.V.为69%。地下生物量均值为475.65g m~(-2),C.V.为93%。总生物量均值为604.98g m~(-2),C.V.为78%。 (2)北疆温性荒漠类草地生物量的空间分布特征:海拔<400m的地上生物量以灌木为主,>400m则以草本生物量为主,其中800~1200m草本生物量最多(101.18g m~(-2))。草本生物量与海拔呈正相关(P0.05),而灌木生物量与海拔呈负相关(P0.05)。天山北坡自西向东受地形和气候影响温性荒漠类草地地上生物量逐渐减少。 (3)北疆温性荒漠类草地不同亚类地上生物量大小顺序为:沙质荒漠亚类(153.60g m~(-2))>土质荒漠亚类(125.24g m~(-2))>盐土荒漠亚类(52.16g m~(-2))。其中,沙质荒漠亚类的地上生物量以灌木为主,土质荒漠亚类则以草本为主。 (4)利用克里格插值法对北疆温性荒漠类草地的生物量估算,结果为:地上生物量为3.01×1012g,地下生物量为1.18×10~(14)g,总生物量为1.21×10~(14)g。 (5)北疆温性荒漠类草地碳密度估算结果:北疆温性荒漠类草地植被碳密度为166.80g m~(-2),根系碳密度为94.38g m~(-2),土壤全碳密度为4069.42g m~(-2),土壤碳密度为植被碳密度的24倍,北疆的温性荒漠类草地的碳密度为4236.22g m~(-2)。 (6)温性荒漠类草地土壤碳密度在垂直方向上随着土层深度的增加,土壤碳密度逐渐下降,表层(0-30)碳储量为476.81g m~(-2)。对草地植被碳储量贡献最大的是根系,占总生物量碳密度的比例为75%。北疆不同温性荒漠亚类的土壤全碳密度大小顺序为:土质荒漠亚类(4581.44g m~(-2))>沙质荒漠亚类(3879.16g m~(-2))>盐土荒漠亚类(2687.29g m~(-2))。 (7)北疆温性荒漠类草地植物碳储量为47.40Tg(地上碳储量为1.17Tg,地下根系碳储量为46.22Tg),土壤碳储量为590.55Tg,总碳储量为637.95Tg。 (8)研究区域内温性荒漠类草地包含3个亚类,8个组,19个草地型。物种丰富度指数较低(均值为2.5)。在温性荒漠类草地中灌木种类以沙拐枣群落的碳含量为最大(406.54g kg~(-1));草本群落碳含量以角果藜最大(414.49g kg~(-1));灌木不同部位中,叶的碳含量为最小(364.92g kg~(-1)),多年生老枝中的碳含量最大(453.72g kg~(-1))。

Mohhamot A ( 2006). Carbon and Nitrogen Storage of Grassland Ecosystem in Xinjiang. PhD dissertation, Peking University
Beijing.

URL [本文引用: 2]
草地生态系统占陆地生态系统总面积的25﹪,是地球生物圈的重要组成部分,在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。新疆地处中亚、西伯利亚、蒙古、西藏的交会处,地形复杂,草地类型丰富,在我国草地碳库中占据重要地位。研究新疆草地植被、土壤碳、氮库大小及其分布机制和决定因素,对评价新疆干旱荒漠区温带草地生物地球化学循环对我国乃至全球变化的响应和贡献具有重要的意义。 本文基于在新疆天山、阿尔泰山、准噶尔西部山地以及帕米尔高原等地区实地调查获取的460个生物量样方和276个土壤剖面数据,结合新疆土壤普查的部分数据,研究了新疆主要草地植...
安尼瓦尔·买买提 ( 2006). 新疆草地生态系统碳、氮储量的研究
博士学位论文, 北京大学, 北京.]

URL [本文引用: 2]
草地生态系统占陆地生态系统总面积的25﹪,是地球生物圈的重要组成部分,在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。新疆地处中亚、西伯利亚、蒙古、西藏的交会处,地形复杂,草地类型丰富,在我国草地碳库中占据重要地位。研究新疆草地植被、土壤碳、氮库大小及其分布机制和决定因素,对评价新疆干旱荒漠区温带草地生物地球化学循环对我国乃至全球变化的响应和贡献具有重要的意义。 本文基于在新疆天山、阿尔泰山、准噶尔西部山地以及帕米尔高原等地区实地调查获取的460个生物量样方和276个土壤剖面数据,结合新疆土壤普查的部分数据,研究了新疆主要草地植...

Post WM, Emanuel WR, Zinke PJ, Stangenberger AG ( 1982). Soil carbon pools and world life zones
Nature, 298, 156-159.

DOI:10.1038/298156a0URL [本文引用: 1]

Post WM, Peng TH, Emanuel WR, King AW, Dale VH, DeAngelis DL ( 1990). The global carbon cycle
American Scientist, 78, 310-326.

[本文引用: 1]

Rotenberg E, Yakir D ( 2010). Contribution of semi-arid forests to the climate system
Science, 327, 451-454.

DOI:10.1126/science.1179998URLPMID:20093470 [本文引用: 2]
Abstract Forests both take up CO2 and enhance absorption of solar radiation, with contrasting effects on global temperature. Based on a 9-year study in the forests' dry timberline, we show that substantial carbon sequestration (cooling effect) is maintained in the large dry transition zone (precipitation from 200 to 600 millimeters) by shifts in peak photosynthetic activities from summer to early spring, and this is counteracted by longwave radiation (L) suppression (warming effect), doubling the forestation shortwave (S) albedo effect. Several decades of carbon accumulation are required to balance the twofold S + L effect. Desertification over the past several decades, however, contributed negative forcing at Earth's surface equivalent to approximately 20% of the global anthropogenic CO2 effect over the same period, moderating warming trends.

Schlesinger WH, Belnap J, Marion G ( 2009). On carbon sequestration in desert ecosystems
Global Change Biology, 15, 1488-1490.

DOI:10.1111/j.1365-2486.2008.01763.xURL [本文引用: 1]
Recent reports of net ecosysytem production >100 gCm 612 yr 611 in deserts are incompatible with existing measurements of net primary production and carbon pools in deserts. The comparisions suggest that gas exchange measurements should be used with caution and better validation if they are expected to indicate the magnitude of carbon sink in these ecosysytems.

Stone R ( 2008). Have desert researchers discovered a hidden loop in the carbon cycle?
Science, 320, 1409-1410.

DOI:10.1126/science.320.5882.1409URLPMID:18556524 [本文引用: 2]
Findings in two deserts on opposite sides of the world suggest that deserts are a larger sink for carbon dioxide than scientists had assumed.

Wang M ( 2014). Vegetation Biomass and Soil Organic Carbon Storage in Desert Grasslands of Hexi Corridor. PhD dissertation, University of Chinese Academy of Sciences
Beijing.

URL [本文引用: 1]
草地是陆地生态系统的重要组成部分,是地球表面分布最广的植被类型之一,在全球生态系统碳循环中发挥着极为重要的作用。准确估算草地生物量的大小,揭示其控制因素,阐明生物量的分配模式,对于认识草地生态系统土壤中的碳输入和整个生态系统的碳循环具有重要的意义。准确估算土壤有机碳的储量,揭示其分布格局和控制因素将有助于评价土壤和草地生态系统在陆地生态系统碳循环中的重要作用。但是,目前关于草地生态系统生物量和碳储量大小、分配格局及其控制因素等方面的研究主要集中在温带草地,重点关注干旱荒漠草地生态系统的相关研究较少。河西走廊荒...
王敏 ( 2014). 河西走廊荒漠草地生物量和土壤有机碳储量
博士学位论文, 中国科学院大学, 北京.

URL [本文引用: 1]
草地是陆地生态系统的重要组成部分,是地球表面分布最广的植被类型之一,在全球生态系统碳循环中发挥着极为重要的作用。准确估算草地生物量的大小,揭示其控制因素,阐明生物量的分配模式,对于认识草地生态系统土壤中的碳输入和整个生态系统的碳循环具有重要的意义。准确估算土壤有机碳的储量,揭示其分布格局和控制因素将有助于评价土壤和草地生态系统在陆地生态系统碳循环中的重要作用。但是,目前关于草地生态系统生物量和碳储量大小、分配格局及其控制因素等方面的研究主要集中在温带草地,重点关注干旱荒漠草地生态系统的相关研究较少。河西走廊荒...

Wohlfahrt Q, Fenstermaker LF, Arnone JA ( 2008). Large annual net ecosystem CO2 uptake of a Mojave Desert ecosystem
Global Change Biology, 14, 1475-1487.

DOI:10.1111/j.1365-2486.2008.01593.xURL [本文引用: 2]
Abstract The net ecosystem CO 2 exchange (NEE) between a Mojave Desert ecosystem and the atmosphere was measured over the course of 2 years at the Mojave Global Change Facility (MGCF, Nevada, USA) using the eddy covariance method. The investigated desert ecosystem was a sink for CO 2 , taking up 102±67 and 110±70gCm 612 during 2005 and 2006, respectively. A comprehensive uncertainty analysis showed that most of the uncertainty of the inferred sink strength was due to the need to account for the effects of air density fluctuations on CO 2 densities measured with an open-path infrared gas analyser. In order to keep this uncertainty within acceptable bounds, highest standards with regard to maintenance of instrumentation and flux measurement postprocessing have to be met. Most of the variability in half-hourly NEE was explained by the amount of incident photosynthetically active radiation (PAR). On a seasonal scale, PAR and soil water content were the most important determinants of NEE. Precipitation events resulted in an initial pulse of CO 2 to the atmosphere, temporarily reducing NEE or even causing it to switch sign. During summer, when soil moisture was low, a lag of 3–4 days was observed before the correlation between NEE and precipitation switched from positive to negative, as opposed to conditions of high soil water availability in spring, when this transition occurred within the same day the rain took place. Our results indicate that desert ecosystem CO 2 exchange may be playing a much larger role in global carbon cycling and in modulating atmospheric CO 2 levels than previously assumed – especially since arid and semiarid biomes make up >30% of Earth's land surface.

Xie J, Li Y, Zhai C, Li C, Lan Z ( 2009). CO2 absorption by alkaline soils and its implication to the global carbon cycle
Environmental Geology, 56, 953-961.

DOI:10.1007/s00254-008-1197-0URL [本文引用: 1]
Motivated by the rapid increase in atmospheric CO2 due to human activities since the Industrial Revolution, and the climate changes it produced, the world0964s concerned scientific community has made a huge effort to investigate the global carbon cycle. However, the results reveal that the global CO2 budget cannot be balanced, unless a 0904missing sink0909 is invoked. Although numerous studies claimed to find the 0904missing sink0909, none of those claims has been widely accepted. This current study showed that alkaline soil on land are absorbing CO2 at a rate of 0.309“3.0 0204mol m0903’2 s0903’1 with an inorganic, non-biological process. The intensity of this CO2 absorption is determined by the salinity, alkalinity, temperature and water content of the saline/alkaline soils, which are widely distributed on land. Further studies revealed that high salinity or alkalinity positively affected the CO2 absorbing intensity, while high temperature and water content had a negative effect on the CO2 absorbing intensity of these soils. This inorganic, non-biological process of CO2 absorption by alkaline soils might have significant implications to the global carbon budget accounting.

Yang HT, Li XR, Wang ZR, Jia RL, Liu LC, Chen YL, Wei YP, Gao YH, Li G ( 2014). Carbon sequestration capacity of shifting sand dune after establishing new vegetation in the Tengger Desert, northern China
Science of the Total Environment, 478, 1-11.

DOI:10.1016/j.scitotenv.2014.01.063URLPMID:24530579 [本文引用: 1]
Abstract Reconstructing vegetation in arid and semiarid areas has become an increasingly important management strategy to realize habitat recovery, mitigate desertification and global climate change. To assess the carbon sequestration potential in areas where sand-binding vegetation has been established on shifting sand dunes by planting xeric shrubs located near the southeastern edge of the Tengger Desert in northern China, we conducted a field investigation of restored dune regions that were established at different times (20, 30, 47, and 55 years ago) in the same area. We quantified the total organic carbon (TOC) in each ecosystem by summing the individual carbon contributions from the soil (soil organic carbon; SOC), shrubs, and grasses in each system. We found that the TOC, as well as the amount of organic carbon in the soil, shrubs, and grasses, significantly increased over time in the restored areas. The average annual rate of carbon sequestration was highest in the first 20 years after restoration (3.26 0103 10(-2)kg00·m(-2) 00·year(-1)), and reached a stable rate (2.14 0103 10(-2) kg00·m(-2) 00·year(-1)) after 47 years. Organic carbon storage in soil represented the largest carbon pool for both restored systems and a system containing native vegetation, accounting for 67.6%-85.0% of the TOC. Carbon in grass root biomass, aboveground grass biomass, litter, aboveground shrub biomass, and shrub root biomass account for 10.0%-21.0%, 0.2%-0.6%, 0.1%-0.2%, 1.7%-12.1% and 0.9%-6.2% of the TOC, respectively. Furthermore, we found that the 55-year-old restored system has the capacity to accumulate more TOC (1.02 kg00·m(-2) more) to reach the TOC level found in the natural vegetation system. These results suggest that restoring desert ecosystems may be a cost-effective and environmentally friendly way to sequester CO2 from the atmosphere and mitigate the effects of global climate change. Copyright 0008 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Yang TT ( 2013). Study on Biomass Dynamics and Carbon Storage Distribution in Desert Steppe. PhD dissertation, Inner Mongolia Agricultural University
Huhhot.

URL [本文引用: 1]
草地生态系统在全球碳循环中占有重要地位,到目前为止已经积累了大量关于草地生物量和碳蓄积的基础资料。众多****对典型草原、草甸草原的生物量季节动态和碳储量进行了很多研究工作,而关于内蒙古荒漠草原植被生物量动态和碳储量方面前人研究甚少,尤其是地下生物量的季节动态,仅仅在某些群系上零星报道,且缺乏实地调查数据,影响我国草地碳储量的估算的准确性。因此,本文选取内蒙古荒漠草原的代表性类型小针茅草原作为研究对象,通过测定5-9月生长季各月地上生物量、各层地下生物量以及土壤有机碳含量,探讨小针茅荒漠草原生物量和土壤有机碳季节动态,并以苏尼特右旗为例,开展了碳储量时空分布的研究,并探讨了放牧利用、土壤微生物及气候因素对荒漠草原碳库的影响。有助于更好地评价荒漠草原生态系统在全球陆地碳循环中的作用,改善对陆地生态系统碳储量的估算能力。 1.通过连续2年的样地监测,分析了小针茅荒漠草原的生物量、根冠比和土壤有机碳季节动态及其影响因素。 (1)小针茅群落地上、地下生物量受生长季降水分配的影响,不同年份呈现不同的季节动态,2011年小针茅群落的地上生物量季节变化呈单峰型曲线,峰值出现在6月下旬,地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最大值出现在7月下旬。2012年小针茅群落地上、地下生物量季节变化均呈单峰型曲线,地上生物量的峰值出现在8月中旬,地下生物量的峰值出现在7月中旬或8月中旬。 (2)苏尼特右旗小针茅草原地下生物量呈明显的垂直空间格局,沿土层深度分布的总趋势是:主要集中分布在0-30cm层的土壤中,向下递减趋势明显,呈“T”型分布。其中0-30cm的地下生物量已占其总地下生物量的80%以上。 (3)小针茅草原植被根冠比季节波动较大,根冠比与地上生物量有显著相关性,可以用地上生物量来模拟根冠比。根冠比与累计降水和上月气温呈极显著负相关,而与0-10cm土壤含水量呈显著正相关。 (4)小针茅草原土壤有机碳的季节变化呈单峰型曲线,0-10cm土层地下生物量和土壤有机碳呈显著正相关。 2.运用苏尼特右旗主要草地类型3年的地上生物量数据以及2011年的生物量和土壤有机碳数据,结合MODIS-NDVI数据,对苏尼特右旗地上生物量进行估算,结合测定获得的主要草地类型根冠比和土壤有机碳数据,估算苏尼特右旗草地总碳储量。 (1)苏尼特右旗2006年、2011年和2012年的草地总碳储量分别为329.86Tg,328.63Tg和335.03Tg。土壤碳储量占总碳储量的95%以上,根系碳储量是地上生物量碳储量的20倍。 (2)2012年苏尼特右旗平均地上生物量明显高于2006年和2011年,分别为59.08g/m~2,37.59g/m~2和41.23g/m~2。苏尼特右旗草地土壤平均碳密度为14626.36g/m~2。不同草地类型土壤碳密度不同,短花针茅草原的土壤碳密度最高,为18690.3g/m~2,红砂、珍珠柴草原化荒漠的土壤碳密度最低,只有4358.43g/m~2。 3.对气候、放牧以及土壤微生物对苏尼特右旗草地生物量及碳库的影响进行了研究。 (1)苏尼特右旗近30a的气温变化为升高趋势,以夏季和秋季最为明显。降水量开始出现以夏季降水为主导的全年降水减少趋势。地上碳库和根系碳库与年降水量均呈显著正相关关系,与年平均气温呈负相关关系。苏尼特右旗气温升高以及夏季降水减少的趋势不利于碳储量的积累。 (2)苏尼特右旗小针茅、无芒隐子草群落生长季各月地上生物量和地下生物量均随放牧强度增加而显著减小。与围栏封育对照区相比,轻度放牧区的土壤有机碳有所增加,中度放牧、重度放牧和极重度放牧的试验小区土壤有机碳较对照区均有不同程度降低。 (3)小针茅+无芒隐子草草地生长季各月土壤微生物数量与草地地上生物量呈显著正相关。不同放牧强度下三大类群土壤微生物数量与土壤有机碳、气温和降水量均呈极显著正相关关系。
杨婷婷 ( 2013). 荒漠草原生物量动态及碳储量空间分布研究
博士学位论文, 内蒙古农业大学, 呼和浩特. ]

URL [本文引用: 1]
草地生态系统在全球碳循环中占有重要地位,到目前为止已经积累了大量关于草地生物量和碳蓄积的基础资料。众多****对典型草原、草甸草原的生物量季节动态和碳储量进行了很多研究工作,而关于内蒙古荒漠草原植被生物量动态和碳储量方面前人研究甚少,尤其是地下生物量的季节动态,仅仅在某些群系上零星报道,且缺乏实地调查数据,影响我国草地碳储量的估算的准确性。因此,本文选取内蒙古荒漠草原的代表性类型小针茅草原作为研究对象,通过测定5-9月生长季各月地上生物量、各层地下生物量以及土壤有机碳含量,探讨小针茅荒漠草原生物量和土壤有机碳季节动态,并以苏尼特右旗为例,开展了碳储量时空分布的研究,并探讨了放牧利用、土壤微生物及气候因素对荒漠草原碳库的影响。有助于更好地评价荒漠草原生态系统在全球陆地碳循环中的作用,改善对陆地生态系统碳储量的估算能力。 1.通过连续2年的样地监测,分析了小针茅荒漠草原的生物量、根冠比和土壤有机碳季节动态及其影响因素。 (1)小针茅群落地上、地下生物量受生长季降水分配的影响,不同年份呈现不同的季节动态,2011年小针茅群落的地上生物量季节变化呈单峰型曲线,峰值出现在6月下旬,地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最大值出现在7月下旬。2012年小针茅群落地上、地下生物量季节变化均呈单峰型曲线,地上生物量的峰值出现在8月中旬,地下生物量的峰值出现在7月中旬或8月中旬。 (2)苏尼特右旗小针茅草原地下生物量呈明显的垂直空间格局,沿土层深度分布的总趋势是:主要集中分布在0-30cm层的土壤中,向下递减趋势明显,呈“T”型分布。其中0-30cm的地下生物量已占其总地下生物量的80%以上。 (3)小针茅草原植被根冠比季节波动较大,根冠比与地上生物量有显著相关性,可以用地上生物量来模拟根冠比。根冠比与累计降水和上月气温呈极显著负相关,而与0-10cm土壤含水量呈显著正相关。 (4)小针茅草原土壤有机碳的季节变化呈单峰型曲线,0-10cm土层地下生物量和土壤有机碳呈显著正相关。 2.运用苏尼特右旗主要草地类型3年的地上生物量数据以及2011年的生物量和土壤有机碳数据,结合MODIS-NDVI数据,对苏尼特右旗地上生物量进行估算,结合测定获得的主要草地类型根冠比和土壤有机碳数据,估算苏尼特右旗草地总碳储量。 (1)苏尼特右旗2006年、2011年和2012年的草地总碳储量分别为329.86Tg,328.63Tg和335.03Tg。土壤碳储量占总碳储量的95%以上,根系碳储量是地上生物量碳储量的20倍。 (2)2012年苏尼特右旗平均地上生物量明显高于2006年和2011年,分别为59.08g/m~2,37.59g/m~2和41.23g/m~2。苏尼特右旗草地土壤平均碳密度为14626.36g/m~2。不同草地类型土壤碳密度不同,短花针茅草原的土壤碳密度最高,为18690.3g/m~2,红砂、珍珠柴草原化荒漠的土壤碳密度最低,只有4358.43g/m~2。 3.对气候、放牧以及土壤微生物对苏尼特右旗草地生物量及碳库的影响进行了研究。 (1)苏尼特右旗近30a的气温变化为升高趋势,以夏季和秋季最为明显。降水量开始出现以夏季降水为主导的全年降水减少趋势。地上碳库和根系碳库与年降水量均呈显著正相关关系,与年平均气温呈负相关关系。苏尼特右旗气温升高以及夏季降水减少的趋势不利于碳储量的积累。 (2)苏尼特右旗小针茅、无芒隐子草群落生长季各月地上生物量和地下生物量均随放牧强度增加而显著减小。与围栏封育对照区相比,轻度放牧区的土壤有机碳有所增加,中度放牧、重度放牧和极重度放牧的试验小区土壤有机碳较对照区均有不同程度降低。 (3)小针茅+无芒隐子草草地生长季各月土壤微生物数量与草地地上生物量呈显著正相关。不同放牧强度下三大类群土壤微生物数量与土壤有机碳、气温和降水量均呈极显著正相关关系。

Yang YH ( 2008). Carbon and Nitrogen Storage in Alpine Grasslands on the Tibetan Plateau. PhD dissertation, Peking University
Beijing.

URL [本文引用: 1]
准确了解物种多样性与生产力的关系将有助于认识生物多样性的维持机制;准确揭示生物量的大小及其控制因素、阐明其地下与地上分配关系,将有助于预测陆地生态系统对全球变化的响应;准确估算土壤有机碳库、揭示其分布格局及其动态变化将有助于预测陆地生态系统与气候变化之间的反馈关系。但是,目前草地生态系统中关于物种多样性与生产力关系及其形成机制、生物量大小及其分配格局、土壤有机碳库分布及其动态变化等方面的研究主要集中在温带地区,而来自高寒草地的研究相对较少。因此,尚不清楚高寒草地中物种多样性与生产力之间的关系,也不清楚高寒草地...
杨元合 ( 2008). 青藏高原高寒草地生态系统碳氮储量
博士学位论文, 北京大学, 北京.

URL [本文引用: 1]
准确了解物种多样性与生产力的关系将有助于认识生物多样性的维持机制;准确揭示生物量的大小及其控制因素、阐明其地下与地上分配关系,将有助于预测陆地生态系统对全球变化的响应;准确估算土壤有机碳库、揭示其分布格局及其动态变化将有助于预测陆地生态系统与气候变化之间的反馈关系。但是,目前草地生态系统中关于物种多样性与生产力关系及其形成机制、生物量大小及其分配格局、土壤有机碳库分布及其动态变化等方面的研究主要集中在温带地区,而来自高寒草地的研究相对较少。因此,尚不清楚高寒草地中物种多样性与生产力之间的关系,也不清楚高寒草地...

Zhao YY, Long RJ, Lin HL, Ren JZ ( 2008). Study on pastoral security and its assessment
Acta Prataculturae Sinica, 17(2), 143-150.

DOI:10.3321/j.issn:1004-5759.2008.02.020URL [本文引用: 1]
探讨了草地生态安全及其评价的概念与内涵,认为草地生态系统安全判断与度量准则应该是草地生态系统健康、草地生态系统服务功能及生态风险与管理的科学统一。同时尝试提出了草地生态系统安全评价的"健康-服务功能-风险与管理(health-service-risk and management,HSRM)"模型,构建了HSRM评价模型的指标体系,提出草地生态安全评价中草地生态安全度计算公式和安全状态分级标准。
赵有益, 龙瑞军, 林慧龙, 任继周 ( 2008). 草地生态系统安全及其评价研究
草业学报, 17(2), 143-150.

DOI:10.3321/j.issn:1004-5759.2008.02.020URL [本文引用: 1]
探讨了草地生态安全及其评价的概念与内涵,认为草地生态系统安全判断与度量准则应该是草地生态系统健康、草地生态系统服务功能及生态风险与管理的科学统一。同时尝试提出了草地生态系统安全评价的"健康-服务功能-风险与管理(health-service-risk and management,HSRM)"模型,构建了HSRM评价模型的指标体系,提出草地生态安全评价中草地生态安全度计算公式和安全状态分级标准。

2
2000

... id="C15">1.2.2.4 样品理化性质测定 SOC采用重铬酸钾氧化-外加热法测定(鲍士旦, 2000).土壤颗粒组成采用激光粒度仪(Microtrac s3500, Microtrac, Montgomeryville, USA)测定.土壤pH值采用电位法测定.土壤电导率采用电导仪(Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA)测定.全氮采用半微量凯氏定氮法测定, 全磷采用钼锑抗比色法测定(鲍士旦, 2000). ...

... ).土壤颗粒组成采用激光粒度仪(Microtrac s3500, Microtrac, Montgomeryville, USA)测定.土壤pH值采用电位法测定.土壤电导率采用电导仪(Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA)测定.全氮采用半微量凯氏定氮法测定, 全磷采用钼锑抗比色法测定(鲍士旦, 2000). ...

2
2000

... id="C15">1.2.2.4 样品理化性质测定 SOC采用重铬酸钾氧化-外加热法测定(鲍士旦, 2000).土壤颗粒组成采用激光粒度仪(Microtrac s3500, Microtrac, Montgomeryville, USA)测定.土壤pH值采用电位法测定.土壤电导率采用电导仪(Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA)测定.全氮采用半微量凯氏定氮法测定, 全磷采用钼锑抗比色法测定(鲍士旦, 2000). ...

... ).土壤颗粒组成采用激光粒度仪(Microtrac s3500, Microtrac, Montgomeryville, USA)测定.土壤pH值采用电位法测定.土壤电导率采用电导仪(Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA)测定.全氮采用半微量凯氏定氮法测定, 全磷采用钼锑抗比色法测定(鲍士旦, 2000). ...

Total carbon and nitrogen in the soils of the world
1996

Biogeochemistry: Soil warming and organic carbon content
1
2000

... id="C6">土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统中最大的有机碳库, 其微小的变化都会影响大气中CO2的浓度, 因而在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用(Post et al., 1990; Davidson et al., 2000).SOC储量是土壤碳输入和输出之间的净差值, 输入主要来自叶和根的凋落物, 输出主要为根呼吸及有机物分解释放的CO2 (Kirschbaum, 2000).不同的植被类型伴随着不同的生境条件和不同的生理生态特征, 形成了不同的土壤有机质的输入和输出方式, 进而影响SOC密度分布和土壤碳储量的大小(丁越岿等, 2012).目前植被类型与SOC密度分布特征和SOC储量关系的相关研究主要集中在森林、草地和湿地生态系统, 而荒漠植被类型因其具有较小的碳密度而受到较少的关注. ...

不同植被类型对毛乌素沙地土壤有机碳的影响
1
2012

... id="C6">土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统中最大的有机碳库, 其微小的变化都会影响大气中CO2的浓度, 因而在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用(Post et al., 1990; Davidson et al., 2000).SOC储量是土壤碳输入和输出之间的净差值, 输入主要来自叶和根的凋落物, 输出主要为根呼吸及有机物分解释放的CO2 (Kirschbaum, 2000).不同的植被类型伴随着不同的生境条件和不同的生理生态特征, 形成了不同的土壤有机质的输入和输出方式, 进而影响SOC密度分布和土壤碳储量的大小(丁越岿等, 2012).目前植被类型与SOC密度分布特征和SOC储量关系的相关研究主要集中在森林、草地和湿地生态系统, 而荒漠植被类型因其具有较小的碳密度而受到较少的关注. ...

不同植被类型对毛乌素沙地土壤有机碳的影响
1
2012

... id="C6">土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统中最大的有机碳库, 其微小的变化都会影响大气中CO2的浓度, 因而在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用(Post et al., 1990; Davidson et al., 2000).SOC储量是土壤碳输入和输出之间的净差值, 输入主要来自叶和根的凋落物, 输出主要为根呼吸及有机物分解释放的CO2 (Kirschbaum, 2000).不同的植被类型伴随着不同的生境条件和不同的生理生态特征, 形成了不同的土壤有机质的输入和输出方式, 进而影响SOC密度分布和土壤碳储量的大小(丁越岿等, 2012).目前植被类型与SOC密度分布特征和SOC储量关系的相关研究主要集中在森林、草地和湿地生态系统, 而荒漠植被类型因其具有较小的碳密度而受到较少的关注. ...

Greater ecosystem carbon in the Mojave Desert after ten years exposure to elevated CO2
2
2014

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C37">增加土壤碳储量是缓解温室效应加剧的一个有效方法, 是陆地生态系统碳循环研究的热点问题.荒漠生态系统具有高度的空间异质性, 对其SOC储量的估算结果具有很大的不确定性, 有可能是未来增加碳汇的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014). ...

中国草地生态系统碳库及其变化
2
2010

... id="C40">SOC储量估算中的不确定性主要是由于缺少土壤剖面数据以及现有的土壤剖面数据不统一(方精云等, 2010).本研究中选取的10个群落类型在腾格里沙漠东南缘广泛分布且具有很好的代表性, 这些土壤剖面可以很好地代表研究区的SOCD分布特征.SOCD受SOC含量、土壤容重和砾石含量的综合影响.本研究显示, 研究区荒漠生态系统0-100 cm土壤剖面的SOCD约为1.936 kg·m-2, 这一结果与其他地区荒漠生态系统都显著低于全国草地0-100 cm土层SOCD平均水平(8.00 kg·m-2)(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

... )(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

中国草地生态系统碳库及其变化
2
2010

... id="C40">SOC储量估算中的不确定性主要是由于缺少土壤剖面数据以及现有的土壤剖面数据不统一(方精云等, 2010).本研究中选取的10个群落类型在腾格里沙漠东南缘广泛分布且具有很好的代表性, 这些土壤剖面可以很好地代表研究区的SOCD分布特征.SOCD受SOC含量、土壤容重和砾石含量的综合影响.本研究显示, 研究区荒漠生态系统0-100 cm土壤剖面的SOCD约为1.936 kg·m-2, 这一结果与其他地区荒漠生态系统都显著低于全国草地0-100 cm土层SOCD平均水平(8.00 kg·m-2)(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

... )(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

Seasonal variation of carbon exchange from a revegetation area in a Chinese desert
1
2012

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

Diurnal, seasonal and annual variation in the net ecosystem CO2 exchange of a desert shrub community (Sarcocaulescent) in Baja California, Mexico
1
2005

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

1
1982

... id="C10">在植被类型图(侯学煜, 1982)及预调查信息的基础上, 我们于2013年生长季7-9月在腾格里沙漠东南缘荒漠草地选取并调查了10个不同类型的灌木群落样地, 分别为红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落、猫头刺群落、霸王群落、沙冬青群落、盐爪爪群落、白刺群落、红砂群落、绵刺群落.这些样地基本上覆盖了研究区的荒漠草地类型, 可以较好地代表研究区的天然植被特征.在每个样地内, 依据典型性原则, 选择能够代表整个样地的植被、地形及土壤等特征的地段, 按一定方向设置300 m样线, 每隔20 m布设一个10 m × 10 m的灌木样方用于灌木群落的调查和取样, 共10个灌木样方, 编号为G1-G10.每个灌木样方内设置一个1 m × 1 m的草本样方用于草本群落的调查和取样, 共10个草本样方, 编号为C1-C10. ...

1
1982

... id="C10">在植被类型图(侯学煜, 1982)及预调查信息的基础上, 我们于2013年生长季7-9月在腾格里沙漠东南缘荒漠草地选取并调查了10个不同类型的灌木群落样地, 分别为红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落、驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落、珍珠猪毛菜群落、猫头刺群落、霸王群落、沙冬青群落、盐爪爪群落、白刺群落、红砂群落、绵刺群落.这些样地基本上覆盖了研究区的荒漠草地类型, 可以较好地代表研究区的天然植被特征.在每个样地内, 依据典型性原则, 选择能够代表整个样地的植被、地形及土壤等特征的地段, 按一定方向设置300 m样线, 每隔20 m布设一个10 m × 10 m的灌木样方用于灌木群落的调查和取样, 共10个灌木样方, 编号为G1-G10.每个灌木样方内设置一个1 m × 1 m的草本样方用于草本群落的调查和取样, 共10个草本样方, 编号为C1-C10. ...

Carbon cycling in earth systems—A soil science perspective
1
2004

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

Net ecosystem CO2 exchange in Mojave Desert shrublands during the eighth year of exposure to elevated CO2
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2005

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

Controls of grass and shrub aboveground production in the Patagonian steppe
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2000

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

... ).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

Will changes in soil organic carbon act as a positive or negative feedback on global warming?
1
2000

... id="C6">土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统中最大的有机碳库, 其微小的变化都会影响大气中CO2的浓度, 因而在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用(Post et al., 1990; Davidson et al., 2000).SOC储量是土壤碳输入和输出之间的净差值, 输入主要来自叶和根的凋落物, 输出主要为根呼吸及有机物分解释放的CO2 (Kirschbaum, 2000).不同的植被类型伴随着不同的生境条件和不同的生理生态特征, 形成了不同的土壤有机质的输入和输出方式, 进而影响SOC密度分布和土壤碳储量的大小(丁越岿等, 2012).目前植被类型与SOC密度分布特征和SOC储量关系的相关研究主要集中在森林、草地和湿地生态系统, 而荒漠植被类型因其具有较小的碳密度而受到较少的关注. ...

Carbon stock and its responses to climate change in Central Asia
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2015

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究
1
2010

... id="C40">SOC储量估算中的不确定性主要是由于缺少土壤剖面数据以及现有的土壤剖面数据不统一(方精云等, 2010).本研究中选取的10个群落类型在腾格里沙漠东南缘广泛分布且具有很好的代表性, 这些土壤剖面可以很好地代表研究区的SOCD分布特征.SOCD受SOC含量、土壤容重和砾石含量的综合影响.本研究显示, 研究区荒漠生态系统0-100 cm土壤剖面的SOCD约为1.936 kg·m-2, 这一结果与其他地区荒漠生态系统都显著低于全国草地0-100 cm土层SOCD平均水平(8.00 kg·m-2)(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究
1
2010

... id="C40">SOC储量估算中的不确定性主要是由于缺少土壤剖面数据以及现有的土壤剖面数据不统一(方精云等, 2010).本研究中选取的10个群落类型在腾格里沙漠东南缘广泛分布且具有很好的代表性, 这些土壤剖面可以很好地代表研究区的SOCD分布特征.SOCD受SOC含量、土壤容重和砾石含量的综合影响.本研究显示, 研究区荒漠生态系统0-100 cm土壤剖面的SOCD约为1.936 kg·m-2, 这一结果与其他地区荒漠生态系统都显著低于全国草地0-100 cm土层SOCD平均水平(8.00 kg·m-2)(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

1
2012

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

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2012

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

Recovery of topsoil physicochemical properties in revegetated sites in the sand-burial ecosystems of the Tengger Desert, northern China
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2007a

... id="C41">不同类型群落0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层土壤剖面的SOCD差异显著, 最大的群落与最小的群落相差7-10倍, 鉴于不同群落面积不同, 如果利用平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠生态系统土壤碳储量, 可能会出现高估或低估的情况, 增加了区域碳储量结果的不确定性.因此在本研究的基础上, 按群落类型估算土壤碳储量是增加区域土壤碳储量精确性的有效方法.同时我们发现0-100 cm土层土壤剖面有机碳密度最高的盐爪爪群落和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落的SOCD分别达到3.958和2.778 kg·m-2, 而最小的猫头刺群落的SOCD仅为0.561 kg·m-2, 这也就意味着腾格里沙漠南缘的一些植被类型还具有巨大的固碳潜力, 采取合理的人工管理措施, 如禁止放牧、采伐以减少沙漠化、人工促进植被土壤系统恢复等, 都可以增加荒漠生态系统的土壤碳储量, 这已在沙坡头人工固沙植被区得到验证(Li et al., 2007a, 2007b; Yang et al., 2014). ...

Changes in soil and vegetation following stabilisation of dunes in the southeastern fringe of the Tengger Desert, China
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2007b

... id="C41">不同类型群落0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层土壤剖面的SOCD差异显著, 最大的群落与最小的群落相差7-10倍, 鉴于不同群落面积不同, 如果利用平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠生态系统土壤碳储量, 可能会出现高估或低估的情况, 增加了区域碳储量结果的不确定性.因此在本研究的基础上, 按群落类型估算土壤碳储量是增加区域土壤碳储量精确性的有效方法.同时我们发现0-100 cm土层土壤剖面有机碳密度最高的盐爪爪群落和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落的SOCD分别达到3.958和2.778 kg·m-2, 而最小的猫头刺群落的SOCD仅为0.561 kg·m-2, 这也就意味着腾格里沙漠南缘的一些植被类型还具有巨大的固碳潜力, 采取合理的人工管理措施, 如禁止放牧、采伐以减少沙漠化、人工促进植被土壤系统恢复等, 都可以增加荒漠生态系统的土壤碳储量, 这已在沙坡头人工固沙植被区得到验证(Li et al., 2007a, 2007b; Yang et al., 2014). ...

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2016

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C39">SOC含量还受自然因子(温度、水分、土壤理化性质等)、人类活动(开垦耕作、放牧、火烧、围封、植被重建等)以及气候变化(气候变暖和CO2浓度升高)等因素的影响.土壤中的砂粒和黏粉粒含量会通过影响养分循环和微生物活性等, 进而影响有机质的稳定性和分解速率.本研究显示典型的荒漠生态系统SOC含量与土壤黏粉粒含量呈正相关关系, 而与土壤砂粒含量呈负相关关系, 我们的研究支持李新荣等(2016)的研究结果.因此有效地防止沙漠化, 并通过人为措施促进荒漠生态系统土壤黏粉粒含量的增加对提升荒漠生态系统SOC含量具有重要意义.土壤pH值通过影响土壤微生物的活性影响土壤碳素的输出, 本研究中10个群落的土壤均偏碱性, 差异不大, 仅与有机碳含量呈弱负相关关系.N和P是SOC的重要影响因子, 本研究显示SOC含量与全N和全P含量呈显著的正相关关系. ...

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2016

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C39">SOC含量还受自然因子(温度、水分、土壤理化性质等)、人类活动(开垦耕作、放牧、火烧、围封、植被重建等)以及气候变化(气候变暖和CO2浓度升高)等因素的影响.土壤中的砂粒和黏粉粒含量会通过影响养分循环和微生物活性等, 进而影响有机质的稳定性和分解速率.本研究显示典型的荒漠生态系统SOC含量与土壤黏粉粒含量呈正相关关系, 而与土壤砂粒含量呈负相关关系, 我们的研究支持李新荣等(2016)的研究结果.因此有效地防止沙漠化, 并通过人为措施促进荒漠生态系统土壤黏粉粒含量的增加对提升荒漠生态系统SOC含量具有重要意义.土壤pH值通过影响土壤微生物的活性影响土壤碳素的输出, 本研究中10个群落的土壤均偏碱性, 差异不大, 仅与有机碳含量呈弱负相关关系.N和P是SOC的重要影响因子, 本研究显示SOC含量与全N和全P含量呈显著的正相关关系. ...

CO2 balance of boreal, temperate, and tropical forests derived from a global database
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2007

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

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2006

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

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2006

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

北疆温性荒漠类草地生物量与碳密度空间分布特征
1
2013

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

北疆温性荒漠类草地生物量与碳密度空间分布特征
1
2013

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

新疆草地生态系统碳、氮储量的研究
2
2006

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

新疆草地生态系统碳、氮储量的研究
2
2006

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

Soil carbon pools and world life zones
1
1982

... id="C40">SOC储量估算中的不确定性主要是由于缺少土壤剖面数据以及现有的土壤剖面数据不统一(方精云等, 2010).本研究中选取的10个群落类型在腾格里沙漠东南缘广泛分布且具有很好的代表性, 这些土壤剖面可以很好地代表研究区的SOCD分布特征.SOCD受SOC含量、土壤容重和砾石含量的综合影响.本研究显示, 研究区荒漠生态系统0-100 cm土壤剖面的SOCD约为1.936 kg·m-2, 这一结果与其他地区荒漠生态系统都显著低于全国草地0-100 cm土层SOCD平均水平(8.00 kg·m-2)(方精云等, 2010), 也显著低于全球草地0-100 cm土层SOCD平均水平10.60 kg·m-2 (Post et al., 1982).如果用全球平均值或全国平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠草地的SOC储量, 其结果势必会远远高于实际情况.草地SOC的来源主要是植物凋落物的输入及根系的周转, 其大小取决于凋落物输入量、植物根系的死亡率和周转率以及土壤有机质的分解释放量(李东等, 2010).荒漠草地一般处于干旱和半干旱区, 受降水量的限制, 植被生产力较小, 风沙较大, 土壤只能获得有限的碳源, 故而有机碳密度较小. ...

The global carbon cycle
1
1990

... id="C6">土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统中最大的有机碳库, 其微小的变化都会影响大气中CO2的浓度, 因而在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用(Post et al., 1990; Davidson et al., 2000).SOC储量是土壤碳输入和输出之间的净差值, 输入主要来自叶和根的凋落物, 输出主要为根呼吸及有机物分解释放的CO2 (Kirschbaum, 2000).不同的植被类型伴随着不同的生境条件和不同的生理生态特征, 形成了不同的土壤有机质的输入和输出方式, 进而影响SOC密度分布和土壤碳储量的大小(丁越岿等, 2012).目前植被类型与SOC密度分布特征和SOC储量关系的相关研究主要集中在森林、草地和湿地生态系统, 而荒漠植被类型因其具有较小的碳密度而受到较少的关注. ...

Contribution of semi-arid forests to the climate system
2
2010

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C37">增加土壤碳储量是缓解温室效应加剧的一个有效方法, 是陆地生态系统碳循环研究的热点问题.荒漠生态系统具有高度的空间异质性, 对其SOC储量的估算结果具有很大的不确定性, 有可能是未来增加碳汇的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014). ...

On carbon sequestration in desert ecosystems
1
2009

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

Have desert researchers discovered a hidden loop in the carbon cycle?
2
2008

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... id="C37">增加土壤碳储量是缓解温室效应加剧的一个有效方法, 是陆地生态系统碳循环研究的热点问题.荒漠生态系统具有高度的空间异质性, 对其SOC储量的估算结果具有很大的不确定性, 有可能是未来增加碳汇的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014). ...

河西走廊荒漠草地生物量和土壤有机碳储量
1
2014

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

河西走廊荒漠草地生物量和土壤有机碳储量
1
2014

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

Large annual net ecosystem CO2 uptake of a Mojave Desert ecosystem
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2008

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

... ; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

CO2 absorption by alkaline soils and its implication to the global carbon cycle
1
2009

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

Carbon sequestration capacity of shifting sand dune after establishing new vegetation in the Tengger Desert, northern China
1
2014

... id="C41">不同类型群落0-5、0-20、0-50和0-100 cm土层土壤剖面的SOCD差异显著, 最大的群落与最小的群落相差7-10倍, 鉴于不同群落面积不同, 如果利用平均值估算腾格里沙漠南缘荒漠生态系统土壤碳储量, 可能会出现高估或低估的情况, 增加了区域碳储量结果的不确定性.因此在本研究的基础上, 按群落类型估算土壤碳储量是增加区域土壤碳储量精确性的有效方法.同时我们发现0-100 cm土层土壤剖面有机碳密度最高的盐爪爪群落和红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落的SOCD分别达到3.958和2.778 kg·m-2, 而最小的猫头刺群落的SOCD仅为0.561 kg·m-2, 这也就意味着腾格里沙漠南缘的一些植被类型还具有巨大的固碳潜力, 采取合理的人工管理措施, 如禁止放牧、采伐以减少沙漠化、人工促进植被土壤系统恢复等, 都可以增加荒漠生态系统的土壤碳储量, 这已在沙坡头人工固沙植被区得到验证(Li et al., 2007a, 2007b; Yang et al., 2014). ...

荒漠草原生物量动态及碳储量空间分布研究
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2013

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

荒漠草原生物量动态及碳储量空间分布研究
1
2013

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

青藏高原高寒草地生态系统碳氮储量
1
2008

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

青藏高原高寒草地生态系统碳氮储量
1
2008

... id="C42">土壤有机碳的垂直分布特征不仅受凋落物量、淋溶作用的影响, 而且受植物根系分布特征及其周转以及微生物活动等多种因素的影响.揭示SOC的垂直分布特征有助于认识SOC库的动态变化, 对预测SOC库对全球变化的响应以及评估土壤碳库在全球碳循环中的地位具有重要作用(Jobbágy & Sala, 2000; 杨元合, 2008).在全球尺度上, 灌丛和草地生态系统0-20 cm土层的有机碳库分别占0-100 cm土层的33.0%和42.0% (Jobbágy & Sala, 2000).在区域尺度上: 内蒙古温带草地的SOC垂直分布特征为温带草地、典型草原和荒漠草原的SOC含量随土壤深度增加逐渐下降, 0-20 cm土层SOC库占0-100 cm土层的39.0%-64.0%, 其中荒漠草地为41.0% (马文红, 2006); 新疆温性草原、荒漠草原和草原化荒漠的SOC含量均随土壤深度增加而下降, 0-20 cm土层有机碳储量分别占0-100 cm剖面的42.0%、45.0%和43.0% (安尼瓦尔·买买提, 2006).总的来说, 多数研究表明草地生态系统的SOC主要分布在表层0-50 cm, 尤其是在表层0-20 cm.本研究部分结果支持上述研究结果, 但也存在差异, 分布在0-20和0-50 cm土层的有机碳库仅为0-100 cm土层有机碳库的24.7%和59.9%.但各群落之间存在差异, 就0-20 cm而言, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落达到了34.8%, 远远高于平均水平, 红砂群落仅为15.1%, 远低于平均水平.不同植被类型的土壤有机碳在土壤剖面上的垂直分布特征不同, 因此植被类型可能是影响土壤有机碳垂直分布的重要因素.其主要的原因可能是: 由于样地位于沙漠周边, 风沙活动剧烈, 有部分样地表层覆盖有沙层, 这部分样地表层SOC含量较小, 从整体上降低了0-20 cm土层有机碳库的比例.由于表层土壤碳库容易受到自然和人为因素的干扰, 其稳定性不如深层土壤碳库, 尤其是荒漠生态系统的响应更为强烈, 因此表层土壤是荒漠生态系统碳循环最重要的区域(李新荣, 2012).这从0-5 cm土层SOCD特征可以得到验证, 红砂-珍珠猪毛菜-盐爪爪群落和驼绒藜-柠条锦鸡儿-油蒿群落的表层土壤保护较好, 且有生物土壤结皮覆盖, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率达到了11.3%和10.4%, 而霸王群落地表风蚀较为严重, 表层土壤有较厚的覆沙层, 其有机碳密度占0-100 cm土层有机碳密度的比率仅为3.3%. ...

草地生态系统安全及其评价研究
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2008

... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...

草地生态系统安全及其评价研究
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... id="C7">荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 面积占全球陆地面积的30%以上, 碳储量约为全球碳储量的8% (Janzen, 2004; Li et al., 2015), 主要以土壤碳的形式存在(Wohlfahrt et al., 2008; 赵有益等, 2008).由于荒漠生态系统较为脆弱, 土壤碳储量容易受环境变化的影响, 在气候变化和人类活动加剧的背景下, 荒漠生态系统土壤碳在全球碳循环中可能起着更加重要的作用.有研究认为荒漠生态系统可能是全球碳循环长期寻找的“碳失汇”所在地, 近年来的研究表明荒漠生态系统具有很强的固碳潜力, 是未来固定CO2的重要区域(Stone, 2008; Rotenberg & Yakir, 2010; Evans et al., 2014), 但是, 目前还缺乏强有力的证据(Luyssaert et al., 2007; Wohlfahrt et al., 2008; Schlesinger et al., 2009).环境的复杂性及高度的空间异质性给荒漠生态系统碳储量的精确评估带来较大的困难(Jasoni et al., 2005; Xie et al., 2009), 与其他生态系统相比, 荒漠生态系统土壤碳储量研究还很薄弱(Hastings et al., 2005; Gao et al., 2012).近年来, 我国典型荒漠生态系统碳储量的研究逐渐增多, 如新疆温性荒漠碳储量(安尼瓦尔·买买提, 2006; 门学慧, 2013)、河西走廊荒漠草地碳储量(王敏, 2014)、内蒙古荒漠草原碳储量(马文红, 2006; 杨婷婷, 2013), 虽然这些研究极大地丰富和完善了我国荒漠草地碳储量研究, 但涉及荒漠植物群落与土壤碳储量关系的研究还较少, 还远不能代表我国丰富的荒漠植物群落的土壤碳储量特征.现有的研究结果显示, 荒漠生态系统土壤碳储量估算结果不确定性极为明显, 这已成为国家和区域尺度上碳储量评估以及国家政策制定的主要障碍.腾格里沙漠东南缘植被为典型的荒漠草原类型, 是草原化荒漠与荒漠化草原的过渡带, 地带性植被发育在波状起伏的沙质草原上, 母质是洪积冲积物, 该区灌木、半灌木群落类型丰富.由稀疏植被或荒漠植被构成干旱地区典型的生态系统(斑块植被结构或镶嵌植被结构), 这种植被类型基本是阿拉善高原沙质、沙砾质荒漠区的典型代表.其特殊的地理位置和气候条件, 使得该区植物类型及其生物适应性特征更具独特性(李新荣等, 2016).研究不同类型荒漠植物群落SOC密度特征, 有助于我们在区域尺度上认识SOC的分布特征并在此基础上精确地估算荒漠生态系统SOC储量, 减少荒漠生态系统土壤碳储量估算的不确定性, 也对应对气候变化、制定提高土壤碳储量的管理措施具有重要意义.本研究选择腾格里沙漠东南缘现有的主要类型群落研究SOC含量、分布特点及其差异, 旨在全面地阐明在腾格里沙漠南缘这一特殊生境植被类型对SOC的影响. ...




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