武功山退化草甸不同植被修复对土壤CO2和N2O排放的影响课件

1、武功山退化草甸不同植被修复对土壤CO2和N2O排放的影响 研究背景1目录 科学问题2 研究方法3 结果分析与结论4 致谢5研究背景1人类正在改变气候Globally averaged combined land and ocean surface temperatures20世纪中期以来全球变暖趋势明显研究背景1GHG Emissions GtCO2 eq/yr在2000年到2010年之间，温室气体（GHG）的排放增长速率已经超过了过去三十年 研究背景1Sources of emissions35%24%21%14%6.4%2010 GHG（温室气体） emissionsEnergy Sect

2、orAgriculture, forests and other land usesIndustryTransportAR5 WGIII SPMBuilding Sector研究背景1(Liu et al., Science，2010)氮沉降趋势加剧，导致生态系统氮输入增加，改变碳氮循环速率和模式研究背景1 草地作为一种重要的土地利用方式，拥有巨大的储碳能力。 山地草甸作为陆地生态系统中分布最广的草地生态系统类型之一，对全球气候变化非常敏感，在全球碳氮循环中起着重要作用。研究背景1江西武功山十万亩山地草甸草地是我国陆地面积最大的生态系统类型（中国数字科技馆）南方地区草地面积占全国草地总面积的1

3、2%,分布零星。江西省草地总面积及山地草甸面积占全省面积比（国家草地资源检测中心草地资源报告，2012）研究背景1 然而，近些年来，因为人为和自然因素的影响，草地退化十分严重，目前我国草地的90%以上处于不同程度的退化之中。2005年成功申报为国家重点风景名胜区。 上世纪90年代至本世纪初，武功山地方农业部门和农户实施了较大规模的山地草场开发，主要发展以牛羊为主的草食性畜牧经济，一度造成大面积天然草甸群落的近毁灭性破坏。发展历史严重退化的武功山山地草甸 武功山自2008年以来每年举办一次国际帐篷节。众多的“驴友”扎营于山地草甸植被之上，对山地草甸造成毁灭性损毁。研究背景1 针对草地退化存在不同

4、的修复措施，植被修复是经济有效的修复方式之一。 为提高修复效率，植被修复涉及到不同物种的选择和利用，不同物种的培植会导致草甸土壤的物理和化学性状的变化，进而影响到其对增温和氮沉降等全球变化因子的响应。 研究背景1 鉴于全球气候变暖和氮沉降加剧的大背景，结合武功山山地草甸退化现象，试图探索退化草甸修复过程中土壤C、N循环对模拟全球变化的响应研究目标江西武功山位于安福县和萍乡市境内，属罗霄山脉北段，绵延120公里，总面积260余km2。具有面积广和分布基准海拔低的特点，在华东植被垂直带谱中具有典型性和特殊性。武功山位置研究区概况发云界试验区九龙山试验区金 顶试验区300m1600m1900m试验设

5、计无干扰草甸轻度干扰草甸2022/7/24中度干扰草甸2022/7/24 严重破坏的山地草甸已退化成岩石裸露的剧烈侵蚀地。300m1600m1900m主风景区CK轻中重1900m样地样地样地样地游步道区CK1850m样地1800m样地1750m样地1700m样地1650m样地1600m样地金顶吊马桩课题来源及选题依据1 指导退化山地草甸植被恢复 解析退化山地草甸应对全球 变化响应机制研究意义课题来源及选题依据1 全球变暖对退化草甸CN循环过程的影响机制 氮沉降加剧对退化草甸CN循环过程的影响机制拟解决的科学问题 科学问题2 退化草甸不同植被修复措施对模拟增温的响应 退化草甸不同植被修复措施对模

6、拟氮沉降的响应拟解决的科学问题研究方法3XXXX年土著物种五节芒飘拂草中华苔草重度退化（裸地）退化草甸不同植被修复？退化裸地中华苔草Carex五节芒Miscanthus飘拂草 Fimbristylis开展山地草甸恢复试验整地、播种开展山地草甸恢复试验设置不同试验处理研究方法3XXXX年影响GHG（CO2、CH4、N2O）排放改变土壤C/N比改变微生物活性增温加氮改变微生物群落结构组成退化和修复区域土壤的室内培养研究方法315、 25、 35土壤培养研究方法3XXXX年安捷伦气相色谱7890B 温室气体（CO2、CH4、N2O ）采用气相色谱测定 计算敏感性指数 （Q10 模型）表示温度每升高1

7、0土壤呼吸速率增加的倍数结果分析与结论4SpeciesDOC (mg kg-1)TOC NH4+-N (mg kg-1)NO3-N (mg kg-1)AN TN C/N ratio(g kg-1)(mg kg-1)(g kg-1)Carex583.5475.9AB77.411.49B4.650.41B6.440.08B11.100.46B6.040.01C12.810.26BFimbristylis749.1254.1A87.302.04A6.360.35A5.570.06C11.930.37B6.570.04A13.290.31BMiscanthus515.4673.8B67.050.59C

8、6.430.35A4.920.07D11.350.42B4.770.01D14.060.12ABare soil210.392.50C90.361.44A6.900.59A6.940.09A13.840.52A6.330.01B14.270.24A修复区域土壤DOC含量显著高于退化区域， 影响土壤微生物类群和碳氮转化。退化草甸土壤理化性质结果分析与结论4FactordfQ10 of CO2 emissionsQ10 of N2O emissionsSSFPSSFPN10.57.90.0060.010.090.7594R10.46.10.0150.010.050.8250SR20.53.70.0

9、271.998.550.0004T619.551.50.00017.6610.980.0001R*N10.11.20.2690.010.090.7698S*NR20.75.30.0061.606.870.0015T*N60.51.20.3171.001.430.2084T*R60.51.30.2855.898.430.0001T*SR121.11.40.1702.421.730.0686T*R*N60.51.30.2670.260.370.8989T*S*NR120.81.00.44017.1712.300.0001植被显著影响土壤GHG排放的温度敏感性。温度敏感性的方差分析结果分析与结论4五

10、节芒修复区域土壤GHG排放的温度敏感性与裸地类似，而N2O排放温度敏感性在氮沉降条件下显著高于其他物种修复区域。氮沉降对温度敏感性的影响吊马庄结果分析与结论4不同培养温度下排放速率五节芒修复区域土壤CO2排放速率与裸地相近，而N2O排放速率在各种类型土壤中为最低。结果分析与结论4FactordfCumulative soil CO2 emissions(mg g-1) Cumulative soil N2O emissions(g g-1) SSFPSSFPN12.0913.00.00070.000.00.8957R127.57171.70.00010.1070.40.0001SR22.357

11、.30.00170.43153.70.0001W285.40265.90.00010.1759.00.0001R*N10.211.30.26270.002.30.1395S*NR20.812.50.09180.025.60.0064R*W24.1613.00.00010.0516.50.0001N*W22.327.20.00180.013.10.0520S*WR42.513.90.00790.1118.60.0001R*N*W20.260.80.44670.014.70.0134S*N*WR43.375.20.00140.023.70.0100累积排放量方差分析退化草甸植被修复、物种和增温均显著影响累积GHG排放。结果分析与结论4 退化草甸的不同植被修复措施可能影响草甸对全球变化的响应。 不同植被修复措施在影响土壤物理化学性质、微生物群落方面具有明显不同。 植被修复措施中选择