基于放牧與圍欄的三江源區(qū)高山嵩草草甸與碳平衡

引言11三江源區(qū)自然概況及生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀31.1三江源區(qū)自然概況31.1.1地質(zhì)地貌特征31.1.2氣候41.1.3水文特征81.1.4土壤理化性質(zhì)91.1.5主要草地資源及其特征121.2三江源區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀141.2.1草地生態(tài)系統(tǒng)脆弱，管理經(jīng)營水平低下141.2.2過度放牧亂采濫挖，草地退化比例高151.2.3草地鼠蟲危害嚴重，加劇生態(tài)環(huán)境惡化151.2.4水土流失嚴重，生態(tài)平衡失調(diào)161.3三江源區(qū)主要動植物資源162研究內(nèi)容與方法182.1研究區(qū)域概況182.1.1地理位置182.1.2自然概況192.2研究內(nèi)容242.2.1放牧與圍欄高山嵩草草甸植物個體形態(tài)特征的變異特征242.2.2放牧與圍欄高山嵩草草甸植物群落特征242.2.3圍欄與放牧高山嵩草草甸植物和土壤碳、氮儲量分配狀況242.2.4圍欄與放牧高山嵩草草甸土壤呼吸時空變異特征252.2.5圍欄與放牧高山嵩草草甸生態(tài)系統(tǒng)碳收支狀況252.3研究目標252.4試驗設(shè)計262.5研究意義273草原生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響因素293.1碳循環(huán)與碳平衡293.2氣候因素313.2.1對草地生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力(NPP)的影響313.2.2對土壤呼吸的影響323.2.3對凋落物的影響343.2.4對土壤碳庫的影響363.3CO2增加373.4人類活動383.4.1圍欄禁牧383.4.2放牧393.4.3施肥403.4.4其他423.5土壤呼吸測量和估算方法433.5.1封閉式動態(tài)氣室法443.5.2開放式動態(tài)氣室法443.5.3封閉式靜態(tài)氣室法453.5.4氣相色譜法453.5.5氣井法454圍封與放牧對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響474.1放牧對草地植被的影響484.1.1放牧對植物個體的影響484.1.2放牧對植物種群的影響484.1.3植物群落的退化演替494.2放牧對土壤的影響504.3放牧對碳循環(huán)的影響504.3.1放牧對碳輸入的影響504.3.2放牧對碳輸出的影響514.4圍封對草地植被、土壤和碳循環(huán)的影響525圍欄與放牧高山嵩草草甸植物個體形態(tài)535.1材料與方法535.1.1采樣與測定535.1.2數(shù)據(jù)處理545.2結(jié)果與分析545.2.1植物個體水平方向的變化545.2.2植物個體垂直方向的變化555.2.3植物個體營養(yǎng)（生殖）枝的變化565.2.4植物個體地上形態(tài)性狀的變化575.2.5植物繁殖體的變化585.3結(jié)論595.4討論595.4.1三江源地區(qū)放牧高寒草甸群落植株的個體矮小化現(xiàn)象595.4.2三江源地區(qū)高寒草甸群落植物性狀對放牧方式的適應(yīng)性615.4.3形態(tài)性狀既具有變異性又具有穩(wěn)定性，受其本身遺傳組成和所處生態(tài)環(huán)境兩方面的影響626圍欄與放牧高山嵩草草甸植物的群落特征636.1材料與方法636.1.1采樣與測定636.1.2數(shù)據(jù)處理646.2結(jié)果與分析656.2.1群落組成及其重要值656.2.2物種豐富度676.2.3群落物種相似度686.2.4群落多樣性686.2.5植物功能群地上生物量696.3結(jié)論706.4討論707圍欄與放牧高山嵩草草甸的凈初級生產(chǎn)力727.1材料與方法727.1.1采樣與測定727.1.2數(shù)據(jù)處理737.2結(jié)果與分析747.2.1植物群落地上生物量季節(jié)動態(tài)747.2.2植物群落地下生物量季節(jié)動態(tài)757.2.3地上凋落物季節(jié)動態(tài)787.2.4家畜采食量季節(jié)變化797.2.5凈初級生產(chǎn)力的變化807.2.6各組分凈初級生產(chǎn)力貢獻率817.3結(jié)論827.4討論838圍欄與放牧高山嵩草草甸植物和土壤碳、氮儲量分配858.1方法與材料868.1.1采樣與測定868.1.2數(shù)據(jù)處理888.2結(jié)果與分析888.2.1植物碳、氮分布888.2.2根系碳、氮分布898.2.3土壤碳、氮分布908.2.4生物量動態(tài)變化908.2.5植物地上部分碳、氮儲量918.2.6根系有機碳、氮儲量938.2.7土壤有機碳、總氮儲量938.2.8碳、氮儲量分配958.3結(jié)論968.4討論978.4.1圍欄與放牧對植物量的影響978.4.2圍欄與放牧對土壤有機碳的影響978.4.3圍欄與放牧對總碳、總氮儲量的影響989圍欄與放牧高山嵩草草甸的土壤呼吸作用999.1方法與材料1009.1.1采樣與測定1009.1.2數(shù)據(jù)處理1019.2結(jié)果與分析1029.2.1土壤呼吸作用日動態(tài)及其影響因子1029.2.2土壤呼吸作用季節(jié)動態(tài)及其影響因子1089.2.3土壤呼吸與土壤溫度、土壤水分1099.3結(jié)論1109.4討論11110圍欄與放牧高山嵩草草甸土壤呼吸空間特征11310.1材料與方法11310.1.1采樣與測定11310.1.2數(shù)據(jù)處理11410.2結(jié)果與分析11510.2.1土壤呼吸和土壤有機碳描述性統(tǒng)計特征11510.2.2土壤呼吸和土壤有機碳相關(guān)關(guān)系11510.2.3土壤呼吸和土壤有機碳空間異質(zhì)性11610.2.4土壤呼吸和土壤有機碳空間分布特征及尺度效應(yīng)11610.3結(jié)論11710.4討論11811圍欄與放牧高山嵩草草甸生態(tài)系統(tǒng)碳平衡11911.1計算方法11911.2結(jié)果與分析12011.2.1碳輸入總量的估算12011.2.2各組分占碳輸入的份額12011.2.3碳輸出總量的估算12111.2.4碳平衡估算12211.3結(jié)論12211.4討論12312主要結(jié)論與研究展望12612.1主要結(jié)論12612.2問題與展望12713發(fā)展三江源區(qū)高原特色現(xiàn)代草地生態(tài)畜牧業(yè)的思考13413.1現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)的內(nèi)涵和發(fā)展模式13413.2三江源區(qū)草地畜牧業(yè)困境13513.3發(fā)展高原特色的現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)是三江源的必然要求13613.3.1我國生態(tài)安全要求三江源必須發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)13613.3.2可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實要求三江源必須發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)13713.3.3牧民增收速度緩慢催生三江源必須發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)13713.3.4大市場、大流通的發(fā)展趨勢促使三江源必須發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)13813.4發(fā)展現(xiàn)代高原生態(tài)畜牧的SWOT分析13813.4.1優(yōu)勢分析13913.4.2劣勢分析14013.4.3機會分析14113.4.4威脅分析14213.5促進三江源區(qū)高原特色現(xiàn)代草地生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展的措施143參考文獻146