中国温带草原生态系统结构与功能对降水量变化的响应

	中国温带草原生态系统结构与功能对降水量变化的响应
其他题名	Responses of ecosystem structure and function to changes in precipitation amount in a temperate steppe in Inner Mongolia,China
	林德碌
学位类型	硕士
导师	万师强
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	净初级生产力降水群落盖度土壤呼吸土壤湿度生态系统气体交换温带草原植物多样性
摘要	伴随着大气二氧化碳（CO2）浓度上升与地球表面温度升高，降水格局（降水量、频度、强度）也可能发生改变，这些变化将对陆地生态系统结构与功能产生重大影响。草原生态系统是地球表面最重要的陆地生物区系之一，约占地球陆地面积的1/4，其碳储量约占陆地生态系统碳储量的34%。此外，相对于森林等生态系统，草原生态系统对降水的敏感性更大。但是，目前人们依然相对缺乏草原生态系统对降水格局变化响应的理解。本研究利用降水控制装置，在我国内蒙古多伦县进行野外降雨量控制试验，研究我国温带草原生态系统结构与功能在降雨量梯度（-60%、-40%、-20%、对照、+20%、+40%以及+60%）下的特异性响应。通过一年的试验，我们得到以下主要结论：（1）温带草原生态系统净CO2 交换（NEE）、生态系统呼吸（ER）以及总初级生产力（GEP）均随着降雨量增加而增加。降雨量对生态系统气体交换过程的影响受非生物与生物因子的调控。GEP 对降雨量变化的响应大于ER 对降雨量的响应。GEP 与ER 对降水减少的敏感性（降雨量每变化10%碳通量的变化百分比，其值为正时表示碳通量变化方向与降雨量变化方向相同）大于其对降水增加的敏感性；而ER 与降雨量的二项式（Quadratic）关系（–ER = –1.51 × 10-5 Pre2+ 0.0184 Pre – 1.68, R2 = 0.98, P < 0.001; 其中ER 为负值，Pre 为降雨量）中二次项（P < 0.05）是显著的，这两点表明了非线性关系的存在。（2）降雨量变化引起土壤温度、湿度以及植物生长（尤其是非禾草植物的生长）等因子的变化进而影响温带草原生态系统土壤呼吸（SR），表现为SR 随降雨量增加而增加，但SR 对降水减少的敏感性更大。SR 与降雨量呈二项式关系（SR = –4.96 × 10-6 Pre2 + 0.0072 Pre – 0.43; R2 = 0.99, P < 0.001），而与土壤湿度呈线性正相关关系（P < 0.01）。土壤湿度对降雨减少的敏感性大于对降水增加的敏感性（P = 0.08），这表明SR 与降雨量、土壤湿度的关系不同，可能是由于土壤湿度本身对降雨量变化也存在一种非线性响应。（3）温带草原生态系统地上、地下部净初级生产力（ANPP、BNPP）以及群落总盖度均随降雨量增加而线性增加。降雨量对不同物种或功能型（禾草、非禾草）植物的地上部峰值生物量以及盖度的影响不尽相同，但降雨量变化并没有改变两者地上生物量或盖度的比例（Grass/Other ratio）。群落总物种数以及禾草、非禾草的物种数均没有受降雨量变化的影响（对照样方中的三者分别为11.33 ± 0.95、3.50 ± 0.22、7.83 ± 0.98）。降雨量对群落多样性（Shannon-Wiener指数）没有影响，但Pielou 均一性指数随降雨量增加而线性降低，这表明在干旱条件下因耐旱物种优势度增加而拥有更高的均一性。
页数	52
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11859
专题	植被与环境变化国家重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	林德碌. 中国温带草原生态系统结构与功能对降水量变化的响应[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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2011017.pdf（769KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文