開墾和放牧對內(nèi)蒙古草原土壤碳庫和溫室氣體通量的影響.pdf

1、本文采用野外觀測和室內(nèi)測定相結(jié)合的方法，研究了內(nèi)蒙古草原兩種主要的土地利用方式(開墾和放牧)對土壤碳庫和溫室氣體通量的影響，結(jié)果如下：
　　 1.內(nèi)蒙古草甸草原開墾后30年后，與天然草原相比，在休閑年份0～20 cm土壤有機碳和土壤微生物量碳含量均沒有顯著下降，但開墾導致土壤易分解碳下降了24％。土壤易氧化碳受季節(jié)性水熱因子的驅(qū)動，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化動態(tài)。因此，土壤易分解碳的較土壤碳庫的其他組分對開墾更敏感，是表征土壤管理措施

2、引起有機質(zhì)變化的一個重要指標。
　　 草原開墾后，土壤-植物系統(tǒng)氧化大氣甲烷的能力明顯提高，農(nóng)田和天然草原CH4平均吸收通量分別是48.9和29.0μg C m-2 h-1，開墾后增加了1.7倍。開墾沒有改變CH4吸收通量“夏季高秋季低”的季節(jié)變化規(guī)律(由降水決定)；開墾使N2O的平均釋放通量增加了47％，農(nóng)田和天然草原N2O平均吸收通量分別是56.6和38.6 ugN m-2 h-1；開墾同時也增大了通量的變異幅度；但沒有改變

3、N2O季節(jié)變化規(guī)律，只是出現(xiàn)高峰的時間較天然草原推后約10天左右。
　　 2.開墾后的農(nóng)田土壤在模擬添加廄肥后，刺激了土壤微生物的呼吸代謝，使CO2的釋放量增加了5-7倍。試驗期間總體排放的CO2中，約60％來源于羊糞，40％來源于土壤。兩種土壤即羊草頂級草原土壤(高碳高氮)和冷蒿—小禾草退化草原土壤(低碳低氮)，在CO2的釋放總量和釋放比例上都沒有顯著性差異。添加廄肥均造成兩種土壤碳庫的凈碳損失，并且退化草原土壤(7.0％)的

4、土壤凈碳損失要大于羊草草原(2.6％)。說明與開墾后的高C土壤相比，在已經(jīng)退化草原的低C土壤上施廄肥將趨向于土壤更大的凈碳損失。
　　 3.自由放牧22年后，羊草草原0～10 cm土壤有機碳、微生物量碳和易分解碳分別下降了14.1％、27.9％和22.0％；大針茅草原0～5 cm土壤有機碳和微生物量碳分別下降了27.6％和38.2％。兩類草原土壤碳組分的季節(jié)變化受水熱因子的驅(qū)動，大針茅草原季節(jié)波動出現(xiàn)高峰的時間較羊草草原遲。土壤

5、微生物量碳在表征羊草草原和大針茅草原土壤碳素的動態(tài)變化時，要敏感于土壤總有機碳。放牧對冷蒿-小禾草草原土壤各碳素組分影響不明顯。在表征放牧對冷蒿-小禾草草原土壤的影響指示上，MB-C/Org-C和Lab-C/Org-C要比MB-C和Lab-C更加敏感。這說明在研究放牧對草原土壤碳庫影響時，不同的草原類型應使用不同的指標來表征其變化。
　　 內(nèi)蒙古羊草草原是大氣CH4的匯，自由放牧增加土壤對CH4的吸收。CH4平均吸收通量增加了2

6、7％，但CH4吸收的季節(jié)變化形式?jīng)]有改變；放牧使。自由放牧還增大了N2O的排放通量，將原來N2O源、匯的雙重功能改變?yōu)閱我坏脑垂δ?；放牧使N2O平均釋放通量增加了1倍；放牧顯著增加了羊草草原向大氣排放CO2的量(p＜0.05)，并且年度排放量范圍也有所增大。
　　 4.草原羊尿斑土壤的pH和NH4+濃度在施后顯著升高，但土壤微生物C和N沒有明顯變化，尿斑導致土壤N素的大量流失。糞斑和廄肥斑中各有46％和27％的N素分解后轉(zhuǎn)移到植

7、物中。羊草種群斑塊上糞尿斑引起CO2和N2O通量的變化，要大于星毛委陵菜種群斑塊。與植被類型的影響相比，羊糞尿斑尤其是尿斑對溫室氣體通量的影響更大。尿斑既降低了土壤對CH4的吸收，又增加了CO2和N2O的釋放，使糞尿斑上相當于CO2的凈排放量比對照土壤增加了15％。
　　 家畜糞尿斑在放牧草地上的覆蓋面積約只有2％，與未被家畜排泄物覆蓋的草原土壤相比，糞尿斑對內(nèi)蒙古草原溫室氣體總體收支產(chǎn)生的影響可以忽略不計。因此內(nèi)蒙古草原地區(qū)溫