高寒草甸是青藏高原主要的植被类型,但过度放牧引起的大面积退化,大大削弱甚至逆转了其碳汇功能。近年来的研究证实,适宜的放牧管理措施可增强碳汇功能。作为高寒草甸夏季牧场,面积巨大、放牧强度重,在高寒生态系统碳循环中占据重要位置。但不同放牧强度管理下其固碳潜力如何?差异性多大?放牧强度管理与固碳潜力的耦合效应怎样?目前仍不清楚。本项目以青藏高原祁连山南坡的夏季牧场为研究对象,设置封育、自然放牧、轻度、中度、重度5个放牧梯度,研究各实验区内土壤碳室、植被碳室的动态变化,定量评估不同放牧强度下土壤和植被的固碳潜力;探索放牧管理和夏季牧场碳室变化的耦合机制;构建高寒夏季牧场固碳作用和放牧管理的平衡模式;提出保持高寒草甸碳汇功能的合理利用方式与管理对策;评估青藏高原高寒草甸夏季草场的固碳潜力,为草地生态系统固碳技术的管理措施提供科学依据。
grazing intensity;alpine weeds meadow;carbon sequestration;quantificational evaluation;
围绕夏季放牧的高寒杂草类草甸,进行3年不同放牧强度试验,结果表明,1)植被现存总碳量为对照(CK)>轻牧(LG)>中牧(MG)>重牧(HG),表现出随放牧强度的增大而减小,年净初级生产碳量表现为MG>LG>HG>CK,地下分配中封育所占比例小于80%,放牧地在80%以上,说明适度放牧能促进植被碳素的积累。0~40cm土壤总有机碳密度和全氮密度分布状况相同,由大到小依次为CK、HG、MG、LG,但各层次的土壤碳氮比和变化趋势不尽相同。2)生态系统(土壤)呼吸表现出冬季低,夏季高,轻牧、中牧和重牧条件下生态系统(土壤)呼吸对温度的敏感性系数(Q10)分别为4.28(3.33)、4.16(3.24)和4.43(3.44),年呼吸碳量分别为854.64(564.24)、909.79(606.92)和811.70(534.56)g?m-2?a-1。随放牧强度增大生态系统碳汇能力逐渐减弱,均表现为强碳汇区。3)土壤最大持水量在LG最大,自然含水量LG略小于HG。4)功能群生物量在CK、LG和HG均表现出莎草科>禾本科>杂类草,而MG为禾本科>莎草科>杂类草,说明放牧干扰会影响植物群落的结构。物种丰富度指数和多样性指数由大到小均为MG>CK>LG>HG,均匀度和优势度指数在CK最大。