13C脉冲标记揭示放牧对高寒草甸同化碳分配的影响

13C脉冲标记揭示放牧对高寒草甸同化碳分配的影响

论文摘要

放牧是人类对草地进行利用的重要方式之一,放牧影响草地生态系统的结构和功能,改变植物光合碳(C)分配,进而改变土壤有机碳的储存。青藏高原的高寒草甸是世界上海拔最高的草地生态系统,寒冷季节长等独特的环境特点使其具有高的土壤有机碳含量。为了揭示长期轻度放牧对植物光合碳分配及植物光合碳在各库之间运移的影响,基于在青藏高原矮嵩草草甸开展的长期冬季轻度放牧和围栏封育实验,利用13C示踪方法揭示了放牧对光合碳在植物地上、地下组织的分配以及光合碳在植物、土壤各碳库中的运移和滞留。研究结果发现,在13C标记之后第30天,冬季轻度放牧样地的植物地上部分内13C约占开始时13C含量的32%,根和土壤中的13C约占22%,植物地上部分呼吸中的13C量约占30%。在放牧和围封这两个不同处理中,土壤中光合碳的滞留以及光合碳随土壤呼吸释放的速率存在显著差异。长期冬季轻度放牧促使植物将更多的光合碳输入到根和土壤碳库中。与围栏封育处理相比较,放牧处理下的13C从植物地上部分输入到地下的速率较快,通过土壤呼吸释放的速率也快,而植物地上部分和植物地上部分呼吸中13C的量较低。另外,高寒矮嵩草草甸土壤C储量在冬季轻度放牧和围栏封育处理下没有显著差异。我们的研究表明,尽管冬季轻度放牧改变了植物光合碳分配在地上和地下碳库中的分配,但是没有显著影响土壤碳库储量。

论文目录

  • 1 材料和方法
  •   1.1 研究地概况
  •   1.2 研究方法
  •     1.2.1 实验设计
  •     1.2.2 13C脉冲示踪实验
  •   1.3 样品取样
  •     1.3.1 土壤呼吸气体取样
  •     1.3.2 植物取样
  •     1.3.3 土壤样品取样
  •   1.4 实验指标测定
  •     1.4.1 植物、土壤样品、呼吸样品的碳稳定同位素比率(δ13C)
  •     1.4.2 植物、土壤C浓度、土壤容重
  •     1.4.3 C储量的测定值
  •   1.5 数据分析与统计
  • 2 结果
  •   2.1 围封与放牧对植物生物量、土壤碳库及土壤呼吸的影响
  •   2.2 围封与放牧对植物光合碳在植物地上部分、根和土壤、植物地上部分呼吸中分配比例的影响
  •   2.3 围封与放牧对植物光合碳在根、土壤中的动态变化及对土壤呼吸释放CO2速率的影响
  • 3 讨论
  •   3.1 放牧和围封下植物光合碳在地上地下的分配
  •   3.2 放牧和围封下植物光合碳在植物、土壤各碳库中的运移
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈锦,宋明华,李以康

    关键词: 放牧,同位素标记,高寒草甸,光合碳分配

    来源: 植物生态学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 畜牧与动物医学

    单位: 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室,中国科学院大学,中国科学院西北高原生物研究所

    基金: 国家重点研发计划(2016YFC0502001和2016YFC0501803),国家自然科学基金(41671263)~~

    分类号: S812

    页码: 576-584

    总页数: 9

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