以内蒙古典型草原土-草-畜生态系统为研究对象,研究放牧家畜所食牧草品质、瘤胃发酵类型和排泄物化学组成的变化及其相互关系,探讨该系统各组分温室气体的排放量及主要影响因素,从放牧系统的角度阐明温室气体源与汇等科学问题,揭示放牧管理制度和排泄物管理措施在温室气体排放控制中的作用,为草原生态环境保护和社会经济持续发展提供依据。
该项目对土壤-植被-家畜系统的主要层面对温室气体通量的可能影响因素进行了较系统深入的研究,到目前为止,已经发表(包括接受)的相关论文18篇,并与美国、德国和丹麦进行了合作研究和交流。研究发现,过度放牧导致了羊草草原向冷蒿草原的退化,降低了凋落物的分解速率;退化的冷蒿草原将显著增加放牧绵羊甲烷气体的排放量;在放牧生态系统中,每公顷草地的放牧率超过0.5个羊单位,土壤-植被-放牧家畜系统就会成为甲烷气体的源;尽管粪尿斑本身显著增加了温室气体的排放,但由于粪尿斑的分布面积很小,所以总体上对碳循环的影响可以忽略不计;在以羊草干草为基本饲草成分的日粮中添加皂角苷、诺必达、茶皂素和苹果酸等添加剂可以显著降低绵羊瘤胃甲烷气体15~21%,同时添加剂对绵羊的日增重和牧草的消化率没有显著影响;添加精料虽然增加了甲烷的排放总量,但却显著降低了单位畜产品的甲烷排放量,所以提高饲草料利用率是降低家畜排放甲烷总量的有效途径。草原开垦后,土壤-植物系统氧化大气甲烷的能力明显提高,但却大大提高了氧化亚氮的排放量;施入厩肥将大大增加土壤呼吸作用;长期放牧显著降低羊草草原和大针茅草原表层土壤有机碳含量14~28%。